VTECH注塑模具冷却系统设计指引dec11.ppt

模具冷却系统设计准则,编写人：季泉生 文双全编写时间：2008年7月,目录：,一.序言 冷却的目的冷却过程的基本原理冷却系统的一般设计原则二.本厂注塑模具常用的冷却形式孔道式冷却水缸隔板式冷却利用良导热性材料冷却三.本厂各类产品冷却系统的设计准则玩具面、底壳类按钮类小配件（通常是一模多part）及支架等内部件笔类及细长条形零件电话机座的面、底壳和电池门热流道类特殊结构类和其它类的冷却,一、序言,热塑性塑料和部分热固性塑料的注塑过程，是将温度较高的熔融塑料，通过高压注射进入温度较低的模具中,经过可靠冷却、定型并迅速脱模，从而得到所需要的成品。一般注射到模具内的塑料温度为200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60左右。在这一过程中，冷却占用了注射循环周期约80%左右时间。因此，如何设计良好的冷却系统，缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。另一方面，模具的温度直接影响到制品的质量。通过温度调节，对模具均匀冷却，可以避免不同的收缩、内应力和脱模问题，提高制品尺寸精度。,1、冷却的目的,冷却设计的目的主要有两个：保证产品质量及提高生产效率 控制模具温度，保证模具均匀冷却，提高制品的质量 模具温度及冷却对塑件质量的影响有以下几个方面：外观质量 许多塑料材料要求相对较高的模具表面温度，以获得较高的产品表面质量，特别是具有光泽的表面。如果模具型腔表面的温度分布不同，将会导致最终产品表面质量的不同。残余应力 随着模温的升高，冷却速度变慢，产品中更多的应力得到释放，相应就减弱了变形。结晶度 半结晶材料的结晶度依赖于塑料融体的冷却速率,冷却速率越快，结晶度越低。由于结晶区域比非结晶区域的收缩率大，产品的结晶度若不均匀必导致收缩不均匀，从而导致产品的翘曲。常用的半结晶材料有PE、PA、PP、POM、PBT等。热弯曲 如果产品内、外表面的温度有差异，产品将会因收缩不均匀而产生弯曲或翘曲。,冷却的目的,附：常用胶料的注射温度与模具温度 表1为产品表面质量无特殊要求(即一般光面)时常用的胶料注射温度、模具温度，此表中模具温度指前模型腔的温度。表1,冷却的目的（续）,缩短冷却时间，提高生产效率 在模塑期间，要求有温度尽可能低的优质熔体。注射时熔体的温度越高，在合模状态下产品的冷却时间就越长，生产效率也就越低。一个成型周期一般由注射、保压、冷却和开模几个阶段组成，由图1可看出，模具的冷却时间占整个注塑循环周期中的80%左右，因此缩短注射成型周期内的冷却时间是提高生产效率的关键。图1.1：注射成型周期示意图,2、冷却过程的基本原理,模具可视为一个热交换器：塑料在注塑机中获得的大部分热量在模具打开顶出制品之前必须散去，这样塑料制品才能变硬以适应顶出要求。模具内热量的传递参见图2：图1.2:冷却基本原理示意图,冷却过程的基本原理（续）,影响冷却系统性能的参数从熔融塑料到模穴壁的热传导 影响参数有：熔融塑料的导热系数及比热、熔融温度与模穴表面温度差（重要参数）、塑料与模穴壁的接触程度。随着模温升高，塑料冷却速度降低，导致成型周期延长。从模穴壁到水管壁的热传导 影响参数有：模具材料的热性质（例如热传导率等）、水管到塑料表面的距离、模穴壁与水管壁温差。从水管壁到冷却介质的热传导 影响参数有：冷却介质的流动速率（流动状态达到湍流为佳）、冷却介质种类及入口温度。,3、冷却系统的一般设计原则,为达到前述冷却目的，设计冷却系统时，应遵循如下原则：冷却水管管径及位置尺寸 确定冷却水管距成型表面的距离(D)与冷却水管彼此间的距离(P)以产生近似均匀的表面温度为目标。在满足结构设计的情况下，冷却水管应尽可能靠近型腔壁，水管数量尽可能多，水管直径尽量大，但水管直径一般不大于14mm，否则冷却液难以形成湍流（粗糙的内表面会促进冷却液的湍流，从而更好地进行热交换）；水管直径一般不小于4mm，水管太小则不能达到冷却的效果。一般的，冷却水管深度和间距的推荐值如下：d=水管直径=6、8、10mm（优先选用8mm）D=水管深度=23d（常取2.5d)P=水管间距=46d,冷却系统的一般设计原则（续）,水管直径一般以产品平均壁厚来确定（参见表2），另外还与产品结构、模具大小有关，具体的选用办法后序章节有分类介绍。表2,冷却系统的一般设计原则（续）,冷却水管与型腔表面距离尽可能相等，也就是冷却水管的布置应该与模塑件的形状相协调 当产品厚度均匀时，冷却水道与型腔表面距离尽可能相等；当胶厚不均匀时，在产品允许的条件下，应先考虑在厚胶处掏胶做平均胶厚；若产品不允许掏胶，在厚胶处应加强冷却，在薄胶易滞流区域避免冷却。合适的冷却，胶件质量好，周期短 不好的冷却，胶件质量不好，周期长 图1.4 图1.5,冷却系统的一般设计原则（续）,冷却水管应尽量避免可能产生熔接痕的部位 当采用多浇口进胶或型腔形状复杂时，多股熔体在汇合处产生熔接痕。为确保熔接痕强度，尽可能不在熔接痕部位开设冷却水道。图1.6,冷却系统的一般设计原则（续）,强化浇口处的冷却 为保持模具温度分布均匀，冷却水应从温度较高处进入，然后循环至温度较低处再流出。因此，在高温区域采用较短的冷却路径，温度较低的区域冷却路径可较长。塑料熔体在型腔充填过程中，一般在浇口附近温度较高，应加强冷却。因此，冷却水应该从浇口附近流向其他地方。图1.7,冷却系统的一般设计原则（续）,热量聚集的部位强化冷却 热量聚集的位置如：电池兜、喇叭位、深骨位、局部深型腔位置等应加强冷却。对冷却水道布置有困难的部位应采取其它冷却方式，例如局部材料使用青铜、铍铜等；青铜或铍铜下通冷却水时效果会更好。图1.8,冷却系统的一般设计原则（续）,降低冷却水出入口处的温度差 降低冷却水出入口温度差有利于型腔表面温度分布均匀。设计时应标明入水，出水方向（图1.9），模具制作时要求在模坯上标明。增加冷却水路的长度可增加传热面积，即1.10图的b方案要好于a方案,但过长的水路会导致冷却水过大的压力降、过大的温升及出入口温差（出入口的温差一般控制在不超过5，较精密的产品控制在3以内）。为避免这些问题，非常长的回路应该分成两个或更短的回路，如图1.10的c方案所示。通常每一冷却回路有效冷却长度不超过600mm。图1.9 图1.10,冷却系统的一般设计原则（续）,冷却过程尽量减少停滞现象 冷却水管设计时尽量避免停滞的“死水”而影响冷却效果，冷却管道尽可能使用贯穿孔方式，以便清理。图1.11,冷却系统的一般设计原则（续）,保证冷却水道的最小边距(即水孔周边钢位的最小厚度。）水管与顶针、螺丝及镶件等距离的推荐值X如图1.12所示：图1.12 当水管长度小于150mm时，间距X大于3.5mm；当水管长度大于150mm时，间距X大于5mm。,冷却系统的一般设计原则（续）,9 防止漏水 板与板之间有冷却水管通过时要用“o”型胶圈密封，密封应可靠无漏水。密封结构参见图1.13。图1.13 表3,冷却系统的一般设计原则（续）,合理确定冷却水接口的位置 水管进出接口的位置应尽可能设在模具的同一侧面，以利于操作，并且尽量设计在模具基准的相对的一侧。水管进出口间距应在30mm以上,以便于连接水管接头。参见图14 图1.14,冷却系统的一般设计原则（续）,三板模流道板上应开设冷却水路，用于流道板的冷却。冷却管道应均匀布置于流道周围。图1.14,冷却系统的一般设计原则（续）,推板模在推板和B板上应开设冷却水路。详见第三章推板类按钮的冷却。管塞 冷却水管的管塞一般用铜制,塞长1.7倍水管直径(约为1020mm)。图1.15,二、本厂注塑模具常用的冷却形式,本厂注塑模具常用的冷却形式有三种：孔道式冷却、隔板式水缸冷却和利用良导热性材料冷却。冷却介质一般是水、油等，它的通道常被称作冷却水管。孔道式冷却（又称水管冷却）孔道式冷却就是在模具上直接打贯穿孔，并在孔道里通入冷却介质进行冷却。孔道式冷却是最常用的一种冷却形式，常用于型腔较浅模具的冷却。浅型腔塑件的冷却 见图2.1。图2.1,1、孔道式冷却,深型腔塑件的冷却 对于侧壁较高的深型腔，通常沿制品形状设计冷却水管，一般采用分层布置冷却水管，如下图2.2所示。图2.2,孔道式冷却（续）,电池兜处的冷却 电池兜处热量比较聚集，应加强冷却。通常在电池兜处单独做冷却回路冷却。一般地，冷却水管直径d=6mm。如图2.3所示。图2.3,2、隔板式水缸冷却,隔板式水缸冷却 喇叭位或局部深型腔处热量聚集，应加强冷却，通常采用做水缸的方法来实现冷却。如下2.4图所示是对喇叭位的水缸式冷却。这种水路最大的特点就是在模仁里面钻了较深较大的水孔,再用一个厚度3mm左右的挡片把这个水孔一分为二,用小的水管把大水管串联，从而达到冷却喇叭深骨的目的。水缸顶部到胶件的距离不小于15mm。图2.4,隔板式水缸冷却（续）,常用的隔板水缸设计形式单个型芯设计的水缸 这种水缸的特点是：需冷却部位冷却得较充分。根据进、出水的的方向不同，有以下两种设计方案。如图2.5所示。图2.5,隔板式水缸冷却（续）,常用的隔板水缸设计形式多个型芯设计的串联式水缸 由于水缸串联，每个型芯的冷却程度因冷却先后顺序不同而不均匀。如果设计空间足够，尽量对每个型芯单独冷却。如图2.6所示。图2.6,隔板式水缸冷却（续）,常用水缸的类型：图2.7 表4：常用水缸类型,3、良导热性材料冷却,利用良导热性材料冷却 在模具上过热的地方,通常使用良导热性的金属（如青铜合金、铍铜合金等）来实现冷却。铜合金在注塑模具中有以下几个作用：应用高导热率的铜合金，可以提高模具的冷却速度，缩短生产周期。一般地，铜合金的导热率要比钢材高510倍，对于薄壁制件，它们的传热速度更快。应用高导热率的铜合金，可以提高成品质量。由于冷却速度提高，模具的温度降低很快，因此模具中因局部热量聚集对成品所造成的损害程度可以降低，从而使变形报废率降低，零件质量提高。由于铜合金具有很高的热传导率，模具中使用铜合金区域的热量可以迅速地散发出去，因此对于模具中铜合金材料的小镶件或型芯，如果加工冷却通道的空间不够，冷却通道数量可以减少或省去冷却通道。由于铜合金的价格比钢材贵，使用铜合金会使模具成本增加。而铍铜的价格要高于青铜，考虑使用铜合金时，我厂优先选择青铜合金。当模具要求具有较高温度时，不推荐使用铜合金材料，因为它们传热太快，很难保持充足的热量。,良导热性材料冷却（续）,良导热性材料用做模具的内镶件 图2.8,良导热性材料冷却（续）,良导热性材料用做模具型芯 用铍铜做模具的型芯，由于空间太小，铍铜上无法加工冷却水管，热量由铍铜传到冷却介质，由冷却介质将热量带出模具。如图2.9所示。图2.9,三、本厂各类产品冷却系统的设计准则1、玩具面、底壳类,冷却系统的设计经常受到模具型腔的几何形状、分模线、行位、斜顶、镶件和顶针等的限制，因此很难给出各类产品的冷却管道设计规定。设计冷却系统时要综合考虑上述限制件、顶针等因素，在保证产品要求的基础上，尽可能遵循冷却设计的原则，确保设计的合理性。根据我厂产品的特点，现对各类产品的冷却做出一些设计规范。1、玩具面、底壳类 玩具类面、底壳是我厂的常见产品之一，一般有如下特点：胶件面积较大；表面质量要求 较高；胶件的平均胶厚在1.82.5mm之间。根据产品的高度，玩具类面、底壳一般分为平板类、浅型腔类和深型腔类(如下图3.1所示）。图3.1.1,1.1 平板类玩具面、底壳冷却系统的设计准则,1.1平板类面、底壳 该类产品尺寸通常较大，常用两板模或三板模，常见一part一腔或一part两腔及两part两腔。产品原材料：多为ABS，其次PP 常用冷却工艺：前模运水：机水 后模运水：冻水。本指引中机水是25左右的自来水；冻水是15左右的水。冷却设计准则：冷却方式及冷却管道的布置：前模：在产品上方均匀平行布置水管，尽可能覆盖全部产品。常采用并列式U形布局。流道板下：在流道周围均匀布置冷却水管。后模：水管布置原则与前模相同，布局尽可能与前模相似。水管直径的确定：前、后模：均优先选用8.0mm。流道板下：优先选用8.0mm。冷却管道中心距离胶件距离：前、后模：均取20mm左右。冷却管道的中心距：一般在5080mm。每条冷却回路的有效长度：不超过700mm。,平板类玩具面、底壳冷却系统的设计准则（续）,图3.1.2,平板类玩具面、底壳冷却系统的设计准则（续）,图3.1.3,平板类玩具面、底壳冷却系统的设计准则（续）,冷却案例：模号：07-399 P/N：30-19551/19552 材料及牌号：ABS BASF GP-22 基本壁厚：2.3mm/2.3mm 模腔数：2 啤机型号:J450E-D方案一：原冷却方案，冷却时间：15s，a、前模回路最长有效长度：490mm 水管直径：8.0mm b、后模回路最长有效长度：510mm 水管直径：8.0mm方案二：最后生产用的冷却方案，冷却时间：15s，a、前模回路由并排式U形布置改为嵌入式U形。前模回路最长有效长度：650mm 水管直径：8.0mm b、后模回路未做改动方案三：方案二基础上的改善方案，冷却时间：14s，a、流道板下增加一条冷却水管，有效长度约为：600mm 水管直径：8.0mm b、后模回路未做改动分析结果比较：比较图3.1.2、图3.1.3及图3.1.4：1、三个方案的产品前、后模温分布及温度差的分布都较均匀，差别均在10以内，冷却效果均较理想。2、方案二的前模浇口区域有冷却水管通过，前模面温度分布较方案一稍均匀,但冷却时间没有改善。3、方案三与方案二冷却效果相似，冷却时间仅较方案二缩短1s，改善不大。总的说来，方案一与方案二冷却效果差别不大，均可采用。,1.2.浅型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则,1.2 浅型腔类面底壳 该类产品常用两板模或三板模，常见一part一腔或一part两腔以及两part两腔。产品原材料：多为ABS，其次PP常用冷却工艺：前模运水：机水 后模运水：冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却管道的布局：前模：产品上方尽可能均匀布置水管，常用U形或S形布局。流道板：流道板下在流道周围均匀布置冷却水管。后模：水管布局尽量与前模相似，如做不到，则尽可能在产品下方找空间布置水管，常用U形或S形布局。电池兜、喇叭孔等鑲件：内部必须设置冷却水管或水缸。若型腔深度A（图3.1）大于20mm，该区域需做水缸冷却。水管直径的确定：前、后模水管：优先取8.0mm 鑲件冷却水管：常用6.0mm或8.0mm，优先取8.0mm。水缸直径尽量选用标准系列中的较大者。水管中心距离胶件距离：前模：1825mm左右，后模：1525mm左右。冷却管道中心间距:50-100mm。水缸中心间距：大于2倍水缸直径。每条冷却回路的有效长度:不大于700mm。,浅型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则（续）,浅型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则（续）,浅型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则（续）,冷却案例：模号：08067 P/N：30-19766 产品材料及牌号：ABS BASF GP-22 基本壁厚：2.0mm 模腔数：2 啤机型号：J450E方案一：第一次试模的冷却方案，冷却时间18s，未得到认可。a、前模回路最长有效长度：880mm、水管直径：8.0mm b、后模回路最长有效长度：567mm、水管直径：8.0mm方案二：第二次试模方案，冷却时间15s，较方案一缩短3s，改善明显。a、前模回路分为两个回路，最长有效长度分别为675mm，水管直径：8.0mm 产品凹陷区域中央增加一个40mm的水缸。b、后模回路未做改动，已无改善余地。c、流道板下又增加两条冷却水管。最长有效长度：567mm 水管直径：8.0mm 分析结果的比较：比较图3.1.5与图3.1.6：1、方案一产品凹陷区域没有冷却水管，导致成型周期过长，也造成前、后模温度及溫度差分布的不均匀程度超过 10以上。2、方案二上述凹陷区域的冷却得到有效改善，凹陷区域边角的前模温度仍偏高，大部分区域温度差别在10以内，或在10附近，在可接受范围内。,1.3.深型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则,1.3 深型腔类面底壳 该类产品常用两板模或三板模，常见一part一腔或一part两腔以及两part两腔。产品原材料：多为ABS，其次PP，偶尔也用PC、PMMA、透明ABS等透明材料 常用冷却工艺：前模冷却剂：机水 后模冷却剂：冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却管道的布置:前模：根据胶件外形分层布置水管，水管难以到达的区域采用水缸冷却；后模：优先采用水管式冷却，布置水管有困难时常采用水缸冷却。水管及水缸均无法达到的局部过热处，视具体情况可采用青铜镶件，镶件内做冷却管道。冷却管道的直径:前、后模：均优先取8.0mm。水缸直径：20mm及以上。冷却管道距离胶件距离：前模：20mm左右；后模：2025mm 水缸外缘距胶件距离：15mm以上。冷却管道中心间距：50100mm。多层管道时，层间距取40-50mm 水缸中心间距：一般为3-5倍的水缸直径。每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,深型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则（续）,深型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则（续）,深型腔类玩具面底壳冷却系统的设计准则（续）,冷却案例：模号：08033 P/N：30-19727 材料及牌号：ABS BASF GP-22 基本壁厚：2.2mm 模腔数：1 啤机型号：J450E方案一：原冷却设计方案，冷却时间13s，生产部已接受。a、前模回路最长有效长度为572mm，水管直径8.0mm。b、后模回路是多个水缸冷却，水缸直径有20mm、15mm。方案二：改善方案，冷却时间12s。a、为加强了产品两侧小凸包靠近模具中心一侧的冷却，前模最长的底层回路分成了两个回路。前模回路最长有效长度为420mm，水管直径8.0mm。b、后模最高的中间部分增加了一个20mm水缸，其旁边的两水缸也加深了15mm。分析结果的比较:比较图3.1.7与图3.1.8：1、方案二产品中间大弧面的温度分布均匀程度好于方案一，其余地区温度分布也较均匀，区域差别大部分在10以 内。2、由于两侧小凸包的后模冷却布置没有变化，为使该区域达到与方案一类似的后模温度，方案二冷却时间改善的很 少，仅缩短了一秒。3、两方案大部分区域前后模温差在10以内，仅小凸包及其附近的前后模温度差明显大于10，且方案二较方案一 少一处温差大于10的区域。因凸包区域不大，其较高的前后模温差对实际样板影响不大，可以接受。,2按钮类2.1.推板类按钮冷却系统的设计准则,2 按钮类 2.1 推板类按钮：该类按钮通常外形尺寸不大，结构简单，模具通常为一PART多腔。产品原材料：多为ABS，HIPS 常用冷却工艺：前模运水：机水；后模运水：冻水。冷却设计准则：冷却方式及布置：前模：产品正上方需布置冷却水管，常用U形布置或一字形布置；后模：产品正下方布置水管通常有困难，常在产品外围布置水管，推荐U形布置。推板和B板：内部必须布置冷却水管；注：按钮如有过深（30m）且过窄的区域，其后模镶件必须采用青铜，镶件内做冷却管道。冷却管道的直径：前、后模均优先取8.0mm。冷却管道中心距离胶件距离：前模：1620mm 后模：2025mm冷却管道中心间距：30-70mm每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,推板类按钮冷却系统的设计准则（续）,图3.2.1,推板类按钮冷却系统的设计准则（续）,图3.2.2,推板类按钮冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：08061 P/N：30-19608 产品材料及牌号：ABS BASF GP-22 基本壁厚：1.5mm 模腔数：32 啤机型号：FANUC-50C方案一：原冷却设计方案，冷却时间为9s，生产部已接受。a、前模回路最长有效长度：580mm，水管直径：8.0mm。b、推板及B板回路最长有效长度：358mm 水管直径：8.0mm。方案二：改善后的冷却方案，冷却时间为7.5s。a、前模水管布置于产品正上方，且回路由一个变为两个。前模回路最长有效长度：550mm 水管直径：8.0mm b、推板及B板的水管布置由一字形改为U形。最长有效长度：458mm，水管直径：8.0mm。分析结果比较：比较图3.2.1与图3.2.2：1、两方案共同点：就单个产品来看，前模温度各区域差别都在10以内，可以接受。后模温度各区域差别大部分都在10以内，boss柱底部温度偏高，与最小值差别超过10，因 区域很小，对产品质量影响不大，可以接受。前后模温度差大部分都在10以内，大于10的均在boss柱底部，也可接受。就所有产品来看，靠近模具中心的产品平均温度高于外围，但最大差值也大都在10以内。可以接受 2、方案二前模模温分布较方案一均匀，且因前模冷却水管数量增加了一倍，方案二冷却时间缩短1.5s。,2.2.水晶KEY类按钮冷却系统的设计准则,2.2 水晶KEY类按钮 该类按钮为透明实体钮，厚度一般在4.0-5.0mm，每个part约有19-20个按钮。常用短流道型三板模具，常见 一part两腔。产品原材料：多为PMMA或SAN 常用冷却工艺：前模运水：100110热油 后模运水：60热水。冷却设计准则：冷却方式及布置：前模：产品正上方通常没有空间布置冷却水管，通常做法是在产品周围绕一圈。后模：产品正下方也很难布置冷却水管，只能布置在产品周围，最好一件产品一个冷却回路。冷却管道的直径：前、后模:优先选8.0mm。冷却管道中心距离胶件距离：前模：20mm左右。后模：20mm左右。冷却管道中心间距：25mm70mm每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,水晶KEY类按钮冷却系统的设计准则（续）,水晶KEY类按钮冷却系统的设计准则（续）,水晶KEY类按钮冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：08-047 P/N：30T08955 材料及牌号：PMMA 三菱丽阳MF001 基本壁厚:4.0-5.0mm 模腔数：2腔 啤机型号：J75E-C方案一：原冷却设计方案，冷却时间：37s，a、前模回路最长有效长度:509mm,水管直径6.0mm b、后模回路最长有效长度:212mm，水管直径6.0mm方案二：改善后的冷却方案，冷却时间：35.8s，a、前模回路最长有效长度:509mm，水管直径6.0mm b、后模回路分为两个回路，回路最长有效长度:260mm，水管直径8.0mm分析结果比较：比较图3.2.3与图3.2.41、冷却结束时，两种方案的按钮表面温度温度差别都在10以内，可认为都分布较均匀，只是 方案二按钮表面温度 分布稍差于方案一。2、冷却结束时，两种方案均是按钮内部温度最高，且最高值及分布位置都相似。3、方案二冷却时间为35.8s，较方案一仅改善了1.2s。因为该类产品很厚，冷却时间受产品厚度及冷却水入口温度的 影响最大，加大冷却管径对冷却时间有改善，但改善程度不大。,3.小配件类3.1.非透明小配件冷却系统的设计准则,小配件（通常是一模多种part）及支架等内部件3.1非透明类小配件 该类产品通常外形尺寸小，外形不定，外观质量要求一般。模具常用两板模，也有三板模，常见一part多腔。产品原材料多为ABS或HIPS，也有PP,POM等。常用冷却工艺：前模运水：机水 后模运水：冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却管道的布置：前模：冷却水管优先布置在产品正上方，其次布置在侧面，且尽可能做到与产品距离均匀。后模：冷却水管一般难以布置到产品正下方，通常沿各产品外围布置，尽量布置成两个回路。注：产品如有局部区域冷却困难，严重影响产品质量和啤塑周期，且无法做水缸时，则必须采用青铜镶件，镶件内布置冷却水管。冷却管道的直径：前、后模：优先取8.0mm。镶件内水管直径：6.0mm或8.0mm，优先取8.0mm。冷却管道中心距离胶件距离：前模：20mm左右；后模：20mm左右冷却管道的中心间距：5070mm。每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,非透明小配件冷却系统的设计准则（续）,非透明小配件冷却系统的设计准则（续）,非透明小配件冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：08040 P/N：30-19735/6/7/8/9/19744/5 材料及牌号：ABS BASF GP-22基本壁厚：2.0/2.5/2.5/1.8/1.8/2.0/1.5mm 模腔数：8 啤机型号：FANUC-100C方案一：原冷却设计方案，冷却时间为10s，a、前模回路最长有效长度为560mm，水管直径8.0mm b、后模回路最长有效长度为640mm,水管直径6.0mm方案二：改善后的冷却方案，冷却时间为6s，a、前模水管改为尽可能从part正上方通过及接近尽可能多的part。前模回路最长有效长度为541mm，水管直径8.0mm b、后模运水改为两个回路，最长有效长度为382mm。因模内空间所限，管径仍为6.0mm。c、part19735因存在狭窄且深的环形区域，冷却水管或水缸均无法到达，该区域过热。方案二在 该过热区域采用青铜镶件进行冷却，实际效果良好。分析结果比较：比较图3.3.1与图3.3.2：1、方案一分析结果显示part19735半球区域后模面存在过热区域，其它part的温度分布较均匀。2、方案二的结果显示part19735的过热区域已得到很大改善，还因增加一条冷却回路，冷却时间缩短4s。,3.2.透明小配件冷却系统的设计准则,3.2透明类小配件 该类产品以平面或类似平面的居多。模具常用两板模，常见一part多腔或多part多腔。产品材料：常用PMMA、透明ABS，偶尔也用PC。常用冷却工艺：前模运水：60以上热水 后模运水：机水或冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却水路的布置：前模：产品的正上方尽可能均匀布置水管，优先顺长度方向布置，常用U形布局。后模：因顶出的原因，产品的正下方通常很难布置水管及水缸。一般在产品侧下方沿产品轮廓布置冷却水管，常用U形布局或一字形布局。冷却管道的直径:前后模：优先选用8.0mm。冷却管道中心距离胶件最近距离：前模：20mm左右；后模：2025mm左右。水缸边缘离胶面距离：大于15mm冷却管道中心间距：3070mm。每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,透明小配件冷却系统的设计准则（续）,透明小配件冷却系统的设计准则（续）,透明小配件冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：06253 P/N：30-17896 材料及牌号：透明ABS TORAY T900 基本壁厚：2.0mm 模腔数：2腔 啤机型号：FANUC-100C方案一：原冷却设计方案，冷却时间18s（偏长，未达到平均冷却时间）。a、前模回路最长有效长度632mm，水管直径8.0mm b、后模回路最长有效长度652mm，水管直径8.0mm方案二：改善方案，冷却时间12s，改善明显。a、前模回路未做改变。b、该产品后模面大部分为鑲件，产品正下方布置运水很困难，于是将原来的后模冷却回路分为2个回路，管径 仍为8.0mm 另在流道下新增一冷却回路，也是后模最长回路，有效长度594mm。因空间所限，该回路管径为6.0mm。分析结果比较：从图3.3.3与图3.3.4，可看出：1、方案二的前、后模温及其模温差分布均在10以内，均好于方案一。2、方案二后模增加了一冷却回路，冷却时间较方案一减少6s，改善明显。,4.笔类及细长条类产品冷却系统的设计准则,笔类及细长条形产品 该类产品分为壳类笔及实芯笔，模具通常为两板模，一part多腔或多part多腔 常用冷却工艺：前模运水：机水 后模运水：机水或冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却管道的布置：前模：每件产品的正上方优先顺长度方向布置水管。后模：每件产品的正下方也优先顺长度方向布置水管，若不可行，则在产品的侧下方沿长度方向布置冷却水 管，U形或一字形布局。冷却水管直径：壳类笔产品：水管直径：前、后模均取6.0mm。壁厚2.0mm以上壳类笔或实芯笔类产品：水管直径：前后模均取8.0mm。冷却管道中心距离胶件最近距离：前、后模：均取15mm-20mm左右；冷却管道的间距：25mm70mm。每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,笔类及细长条类产品冷却系统的设计准则（续）,笔类及细长条类产品冷却系统的设计准则（续）,笔类及细长条类产品冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：06337 P/N：30-18185/18186 材料及牌号：ABS BASF GP-22 基本壁厚：1.4mm 模腔数：8(每part4腔）啤机型号：HTF86X1/J1 方案一:原冷却方案,冷却时间12s。a、前模回路最长有效长度：500mm，水管直径6.0mm。b、后模回路最长有效长度：608mm，水管直径6.0mm。方案二:改善后的冷却方案,冷却时间8s，改善明显。a、前模冷却水管改至产品正上方，且回路由一个变为两个。前模回路最长有效长度424mm，水管直径6.0mm。b、后模冷却回路由一个变为两个。后模回路最长有效长度500mm，水管直径6.0mm。c、模板厚度所限，前后模水管直径未做改变。分析结果比较：比较图3.4.1与图3.4.2：1、就单个产品来看，两方案前模温度差别大部分都在10以内，只有浇口附近rib局部的前模温度偏高，可以接受。2、后模温度差别大部分都在10以内，潜浇口搭接柱附近后模温度最高，因区域很小，对产品质量影响不大，可 以接受。3、前后模温度差大部分都在10以内，大于10仅局限于潜浇口搭接柱附近，可接受。4、就所有产品来看，靠近模具中心的平均温度高于外围，但差别也大都在10以内，可以接受。5、方案二的前、后模模温分布较方案一更均匀，且因前后模冷却水管数量均有增加，冷却时间较方案一缩短4s。,5.电话机座面、底壳及电池门5.1.电话机座面壳冷却系统的设计准则,5.电话机座的面、底壳及电池门5.1机座面壳 该类产品的表面质量要求比玩具外壳严格，模具既有两板模，也有三板模，常见一part多腔或多part多腔。材料多用ABS.常用冷却工艺：前模运水：80左右的热水 后模运水：机水或冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却管道的布置：前模：每件产品的上方尽可能均匀布置水管。听筒位凹陷深度如果超过30mm，则该处应该做水缸冷却。后模：该类产品的下方因顶针较密，均匀布置水管有一定困难，尽可能找到空间布置水管或水缸。前、后模冷却回路最好做到一part一个回路。冷却管道直径：前后模：优先取8.0mm。水缸直径：一般取20mm及以上。冷却管道中心与胶面最近距离：前模：20mm左右 后模：2025mm左右。水缸距离胶件最近距离：15mm冷却管道中心间距：3070mm。每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,电话机座面壳冷却系统的设计准则（续）,电话机座面壳冷却系统的设计准则（续）,电话机座面壳冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：08124 P/N：30T08136 材料及牌号：ABS ChiMei PA-757 基本壁厚：1.7mm 模腔数：4腔 啤机型号：J350EL方案一：原冷却设计方案，冷却时间18s（偏长，需改善）。a、前模回路最长有效长度660mm,水管直径8.0mm。b、后模回路最长有效长度68mm,水管直径6.0mm。方案二：改善后的冷却方案，冷却时间14s。达到同样的冷却效果，方案二的冷却时间比方案一少4秒。a、前模回路由两个变为4个，最长有效长度375mmm，水管直径8.0mm。每件产品听筒凹陷处增加一个水缸，水缸直径20mm。b、因位置所限，后模冷却布置改善余地很小，仅将后模水管直径由6.0mm加大至8.0mm。分析结果的比较：比较图3.5.1与图3.5.2：1、方案二前模温度差别大部分在10左右，较理想，比方案一的温度分布更均匀，改善明显。2、两方案后模温度分布都不均匀，主要是听筒位后模温度偏低，导致该区域前后模温度差也最大。本案例为电话模，冷却工艺通常是前模运水为80以上的热水，后模为冻水（1015），必然会有某些区域的 前后模温度差会超出正常值，实际生产显示影响不大。3、由于方案二听筒位有水缸冷却，冷却时间较方案一减少4秒，改善明显。,5.2.电话机座底壳冷却系统的设计准则,5.2 机座底壳 该类产品深度通常在30mm以上，模具既有两板模，也有三板模，一part多腔。材料一般用ABS 常用冷却工艺：前模运水：80左右的热水 后模运水：机水或冻水。冷却设计准则：冷却方式及冷却水路的布置：前模：产品的正上方尽可能均匀布置水管。若底壳较高的凸起（高度大于xxmm），沿凸起轮廓分层布置水管。后模：产品的正下方通常很难布置水管，必须寻找空间布置水管。布置不到水管的地方优先用水缸冷却。冷却管道的直径：前、后模:优先取8.0mm。冷却水管层间距：40-50mm 水缸直径视空间而定，尽量取标准直径系列中较大的。冷却管道中心距离胶件距离：前模：一般在20mm左右；后模：一般在2025mm左右。行位：20mm 水缸边缘离胶面最近距离：大于15mm冷却管道中心间距：3070mm。每条冷却回路的有效冷却长度：不大700mm。,电话机座底壳冷却系统的设计准则（续）,电话机座底壳冷却系统的设计准则（续）,电话机座底壳冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：08149 P/N：30T08188 材料及牌号：ABS ChiMei PA-757 基本壁厚：1.8mm 模腔数：2腔 啤机型号：HTF200X1/J方案一：原冷却设计方案，冷却时间16s。a、前模回路最长有效长度816mm，水管直径8.0mm。b、后模回路最长有效长度122mm，水管直径6.0mm，水缸直径14mm。方案二：改善后的冷却方案，冷却时间16s。a、前模增加一层冷却回路，使得每件产品有三层独立的冷却回路。前模回路最长有效长度626mm，水管直径8.0mm。b、因没有改善空间，后模回路未做改动。分析结果比较：比较图3.5.3与图3.5.4：1、方案二前模温度差别大部区域在10以内，较方案一的均匀。2、两种方案后模温度分布不均匀程度都大于前模，水缸附近最低，产品凸起顶部温度最高。3、因前模增加一层冷却回路，其附近区域的前后模温度差是方案二稍大于方案一。4、本案例前模是被加热，方案二使得前模加热得更均匀，但对周期缩短没有贡献。本案例后模冷却是缩短周期的关 键。注：为获得较高质量的产品外观，电话面、底壳模具通常需要较高的前模温度。前模通常接入不低于80的热水，后模采用冻水（1015）冷却以缩短周期。这样一来，前后模温度差就会较大，一般都会超出10的理想上限，实践显示这种温度差对电话面、底壳的变形影响不大，可以接受。,5.3.电池门冷却系统的设计准则,5.3 电池门 该类产品长度一般不超过100mm，模具通常为两板模（也有采用热流道），一part多腔。产品原材料:ABS 常用冷却工艺：前模运水：80左右的热水 后模运水：机水或50左右的热水。冷却设计准则：冷却方式及冷却水路的布置：前模：每件产品的正上方顺宽度方向均匀布置2条水管通过。后模：尽可能如前模布置水管，产品的正下方至少有一条水管经过。流道下方尽可能有一条水管通过。冷却管道的直径：前、后模：优先取8.0mm。冷却管道中心距离胶件距离：前模：20mm左右；后模：20-25mm左右。冷却管道中心间距：30mm70mm。每条冷却回路的有效长度：不大于700mm。,电池门冷却系统的设计准则（续）,电池门冷却系统的设计准则（续）,电池门冷却系统的设计准则（续）,典型案例：模号：07-207 P/N：30T08125 材料及牌号：ABS ChiMei PA-757 基本壁厚：1.6mm 模腔数：8腔 啤机型号：FANUC-150C方案一：原冷却设计方案，冷却时间15s。a、前模回路最长有效长度625mm,水管直径8.0mm。b、后模回路最长有效长度830mm（偏长），水管直径8.0mm。方案二：改善后的冷却方案，冷却时间10s a、前模回路未做改变。b、后模在流道下增加一条水管，冷却回路由一个变为两个。后模回路最长有效长度678mm，水管直径8.0mm。分析结果比较：比较图3.5.5与图3.6.6，1、方案一及方案二前后模温及温差分布都较均匀，在10以内，但方案二的分布更均匀。2、方案一的后模冷却回路长度偏长，且对模具中心区域没有冷却，造成冷却时间较长。分析结果显示：达到相同的冷却效果，方案二冷却时间改善明显，成