基于CAE技术注射模冷却系统的优化设计

　　摘要：文章应用CAE技术对同一塑件两种冷却方案进行模拟分析，以冻结时间、总体变形量为研究对象。结果表明不同冷却方案研究对象数值不同，通过数据比较，直观得到优化方案。避免了在试模时反复修正的传统设计方法不足，缩短了模具的生产周期，降低了生产成本。

　　关键词：CAE；注射模；冷却系统；塑件

　　中图分类号：TQ320.52文献标识码：A文章编号：1006-8937（2013）05-0009-02

　　注射模设计中冷却系统设计的合理与否对塑件的质量影响非常大，冷却不足、过冷却等都直接影响塑件的表面质量、机械性能和结晶度等，也决定了塑件成型的周期，直接影响产品的成本。因此冷却系统布局的合理性直接关系到冷却效果，合理开设冷却管道显得尤为重要。尤其是对于形状不规则的塑件，其冷却系统的创建更加不容易确定，而应用了CAE技术，将使得这一过程变得比较容易。

　　1依赖经验与应用CAE技术的冷却系统设计

　　1.1依赖经验的冷却系统设计

　　在进行冷却系统设计时，往往大量应用经验公式、经验规则等。如，在进行冷却水体积流量的计算时，就忽略了塑料树脂传给模具的热量，这些热量通过自然对流、辐射的形式散发到空气中。同时，也忽略了模具传导给注射机的热量。在确定水孔直径、冷却回路长度、回路的布置后，其冷却效果如何只有通过多次的试模才能进行验证，往往需要进行多次修正。影响了模具的生产周期，提高了生产成本。

　　1.2应用CAE技术的冷却系统设计

　　应用CAE技术能够综合分析冷却系统对塑料树脂流动过程的影响，分析结果可以直观得到塑件的表面温度、冷凝时间、冷却液的温度（流动速度）、水孔壁温度等。通过这些数据可以进一步优化和改进冷却管路的布局和工作条件。COOL与FLOW相结合，可以产生十分完美的动态注塑过程分析。这样可以改善冷却管路的设计，从而产生均匀的冷却，并由此缩短成型周期，减少产品成型后的内应力。

　　2基于CAE技术的冷却系统设计实例

　　本例采用图1所示的按钮来说明基于CAE技术的注射模冷却系统设计过程。该塑件材料为CycolacPS-507（ABS），上部为圆形平面，较厚，下部为深腔，壁厚稍薄，整体形状不规则，外观质量要求较高。

　　对这类塑件设计冷却系统，很容易顾此失彼，从而导致塑件或变形较大，或冷却不均。因此，对整个塑件的均匀冷却是冷却系统设计的难题。