问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日梅须逊雪三分白,
雪却输梅一段香。
—— 罗梅坡问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日问题：
1.导向零件设计原则？
2.垫块的结构和安装有什么要求？
问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日目的与要求：
重点和难点：
1.要求掌握加热与冷却装置设计计算
2.掌握设计原则理论与实际相结合
3.会选择模具材料问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计一、模具加热与冷却的目的
※ 热固性塑料需要较高的模具温度促使交联反应进行
※ 某些热塑性塑料也需维持 80度以上的模温，如聚甲醛、聚苯醚等
※ 大型模具要预热
※ 热流道模具的广泛使用
1.加热模塑周期主要取决于冷却定型时间（约占 80%），通过降低模温来缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。
2.冷却问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日一、模具加热与冷却的目的模温过低塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表面无光泽；
热固性塑料则固化不足，性能严重下降。
模温过高易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变形大；热固性塑料则过熟。
模温不均型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内应力增大、
塑件变形、尺寸不稳定。
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
1.模具加热的方法有二、模具加热装置的设计气体加热（蒸汽）
工频感应加热：设备复杂电阻加热：最常用
2.电阻加热元件
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日加热模具所需的电功率 (P)可按模具的重量 (m)近似计算：
P=m× q 或 P=0.24m(T2-T1)
其中,q— 单位模具重量所需的电功率（查表 3-30）
T2-T1— 模具加热前后的温度差
3.电阻加热的计算二、模具加热装置的设计
4.电阻加热的计算已知,压缩模总重量,m=200Kg 模具成型温度 T2=155℃
室温 T1=20℃
查表 3-15取,q=30(中小型模具 )
P=200× 30=6000W 或 P=0.24× 200(155-20)=6480W
结论：可以取 800W的电热棒 8根其长度和直径 查表 3-29并根据模板尺寸确定。
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计冷却介质,水、压缩空气、冷冻水、油冷却通道设计原则 冷却装置的形式 冷却通道的形式
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
1.冷却通道设计原则
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
⑴ 冷却水孔相对位置尺寸
d=(8～ 12)mm L≥10mm
L1=(1～ 2)d L2=(3～ 5)d
⑵ 模具结构允许，冷却孔尽量大、多，使冷却更均匀。
⑶ 冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。
问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计
⑷ 水孔排列与型腔形状吻合
1.冷却通道设计原则
⑸ 定模与动模要分别冷却，
保证冷却平衡。
⑹ 浇口附近与壁厚处加强冷却
⑺ 冷却通道应密封且不应通过镶块接缝，以免漏水。
⑻ 进出水温差不宜过大问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计
2.冷却装置的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计
2.冷却装置的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日一、对模具材料的要求
⒈ 材料芯部要有足够的强度与韧性
⒉表面要有足够的硬度、耐磨性与抗腐蚀性能
⒊抛光性能良好
⒋加工性能好、热处理变形小不同的模具零件对材料的要求不同成型零件,与高温熔体接触，耐磨、耐蚀、足够的强度、热处理变形小。
推出机构与导向零件,耐磨、足够的韧性与强度、热处理变形小。
支承与紧固零件,有一定的强度
§ 3.5模具材料的选用问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.5模具材料的选用二、常用的模具钢材
1.碳素结构钢
45,45Mn,20Mn
有一定强度，切削性能好，热处理变形较大加工前要正火或调质处理
2.碳素工具钢
T8,T8A,T10,T10A
淬火后有较高的强度与耐磨性，淬火变形大且淬透性差淬火后用线切割加工可达较高精度问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.5模具材料的选用二、常用的模具钢材淬透性、强度、韧性、耐磨性、耐热性好，但加工性能差，粗加工前要退火处理。
3.合金工具钢
CrWMn,淬火变形很小，淬透性高
9Mn2V,价格低，淬透性、耐磨性不及 CrWMn但比 T10钢好
Cr12,淬火变形很小、淬透性高、耐磨性
Cr4W2MoV,淬透性、耐磨性不及 Cr12，其它性能接近
5CrNiMo,500℃ 能保持高强度与高韧性
3Cr2W8V,适合氮化处理，耐蚀性好问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.5模具材料的选用二、常用的模具钢材
4.合金结构钢热处理前具有较好切削性能，热处理后变形小。
20CrMnTi,淬透性、力学性能较高，用于尺寸大的渗碳淬硬件。
40Cr,综合性能很好，但国内 Cr资源有限。
40CrMnMo,淬透性、力学性能高，用于强度高韧性好的大截面件。
38CrMoAl,渗氮钢，高硬度、高耐磨性和耐蚀性，尺寸稳定性好。
30CrMnSi,淬透性、强韧性好，用于截面不大而力学性能好的零件。
问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
⒈ 根据模具各零件的功用合理选择材料及热处理
⒉根据生产批量与模具精度选择
⒊根据模具的加工方法与零件的复杂程度选择
⒋根据塑料特性选择
§ 3.5模具材料的选用三、模具材料的选择与热处理问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日零件种类 主要性能要求 材料 热处理 说明成型零件形状复杂、耐腐蚀高精度、淬火变形小
38CrMoAl
3Cr2W8V
调质氮化达 1000HV 大批量高耐磨高强度高韧性大型腔型芯
40CrMnMo
5CrNiMo HRC54~58 大批量形状复杂、热处理变形小的镶件增强塑料模具
CrWMn Cr12
9Mn2V
20CrMnTi
Cr4W2MoV
HRC54~58
渗碳淬火
HRC60~62
大中批量形状简单、精度低 45 调质 HRC22~26淬火 HRC43~48 中批量形状简单、表面耐磨 T8A,T10A 淬火 HRC54~58 中批量冷挤压模具 20,15 渗碳 HRC54~58
推出机构 有一定强度及耐磨性 T8A,T10A45 淬火 HRC54~58淬火 HRC43~48
浇注系统 表面耐磨耐腐蚀 一定的热硬性 型腔用合金钢 T8A,T10A HRC>55
各种模板固定板 有一定强度
45,A3
T8A,T10A
调质 HB>=200
HRC54~58
螺钉 一般强度 A3~A5,45
模具材料的选择与热处理问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日思考与练习：
复习第三章内容
2009年 7月 26日梅须逊雪三分白,
雪却输梅一段香。
—— 罗梅坡问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日问题：
1.导向零件设计原则？
2.垫块的结构和安装有什么要求？
问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日目的与要求：
重点和难点：
1.要求掌握加热与冷却装置设计计算
2.掌握设计原则理论与实际相结合
3.会选择模具材料问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计一、模具加热与冷却的目的
※ 热固性塑料需要较高的模具温度促使交联反应进行
※ 某些热塑性塑料也需维持 80度以上的模温，如聚甲醛、聚苯醚等
※ 大型模具要预热
※ 热流道模具的广泛使用
1.加热模塑周期主要取决于冷却定型时间（约占 80%），通过降低模温来缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。
2.冷却问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日一、模具加热与冷却的目的模温过低塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表面无光泽；
热固性塑料则固化不足，性能严重下降。
模温过高易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变形大；热固性塑料则过熟。
模温不均型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内应力增大、
塑件变形、尺寸不稳定。
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
1.模具加热的方法有二、模具加热装置的设计气体加热（蒸汽）
工频感应加热：设备复杂电阻加热：最常用
2.电阻加热元件
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日加热模具所需的电功率 (P)可按模具的重量 (m)近似计算：
P=m× q 或 P=0.24m(T2-T1)
其中,q— 单位模具重量所需的电功率（查表 3-30）
T2-T1— 模具加热前后的温度差
3.电阻加热的计算二、模具加热装置的设计
4.电阻加热的计算已知,压缩模总重量,m=200Kg 模具成型温度 T2=155℃
室温 T1=20℃
查表 3-15取,q=30(中小型模具 )
P=200× 30=6000W 或 P=0.24× 200(155-20)=6480W
结论：可以取 800W的电热棒 8根其长度和直径 查表 3-29并根据模板尺寸确定。
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计冷却介质,水、压缩空气、冷冻水、油冷却通道设计原则 冷却装置的形式 冷却通道的形式
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
1.冷却通道设计原则
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
⑴ 冷却水孔相对位置尺寸
d=(8～ 12)mm L≥10mm
L1=(1～ 2)d L2=(3～ 5)d
⑵ 模具结构允许，冷却孔尽量大、多，使冷却更均匀。
⑶ 冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。
问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计
⑷ 水孔排列与型腔形状吻合
1.冷却通道设计原则
⑸ 定模与动模要分别冷却，
保证冷却平衡。
⑹ 浇口附近与壁厚处加强冷却
⑺ 冷却通道应密封且不应通过镶块接缝，以免漏水。
⑻ 进出水温差不宜过大问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计
2.冷却装置的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日三、模具冷却装置的设计
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计
2.冷却装置的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.6模具加热和冷却装置的设计三、模具冷却装置的设计
3.冷却通道的形式问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日一、对模具材料的要求
⒈ 材料芯部要有足够的强度与韧性
⒉表面要有足够的硬度、耐磨性与抗腐蚀性能
⒊抛光性能良好
⒋加工性能好、热处理变形小不同的模具零件对材料的要求不同成型零件,与高温熔体接触，耐磨、耐蚀、足够的强度、热处理变形小。
推出机构与导向零件,耐磨、足够的韧性与强度、热处理变形小。
支承与紧固零件,有一定的强度
§ 3.5模具材料的选用问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.5模具材料的选用二、常用的模具钢材
1.碳素结构钢
45,45Mn,20Mn
有一定强度，切削性能好，热处理变形较大加工前要正火或调质处理
2.碳素工具钢
T8,T8A,T10,T10A
淬火后有较高的强度与耐磨性，淬火变形大且淬透性差淬火后用线切割加工可达较高精度问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
§ 3.5模具材料的选用二、常用的模具钢材淬透性、强度、韧性、耐磨性、耐热性好，但加工性能差，粗加工前要退火处理。
3.合金工具钢
CrWMn,淬火变形很小，淬透性高
9Mn2V,价格低，淬透性、耐磨性不及 CrWMn但比 T10钢好
Cr12,淬火变形很小、淬透性高、耐磨性
Cr4W2MoV,淬透性、耐磨性不及 Cr12，其它性能接近
5CrNiMo,500℃ 能保持高强度与高韧性
3Cr2W8V,适合氮化处理，耐蚀性好问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
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§ 3.5模具材料的选用二、常用的模具钢材
4.合金结构钢热处理前具有较好切削性能，热处理后变形小。
20CrMnTi,淬透性、力学性能较高，用于尺寸大的渗碳淬硬件。
40Cr,综合性能很好，但国内 Cr资源有限。
40CrMnMo,淬透性、力学性能高，用于强度高韧性好的大截面件。
38CrMoAl,渗氮钢，高硬度、高耐磨性和耐蚀性，尺寸稳定性好。
30CrMnSi,淬透性、强韧性好，用于截面不大而力学性能好的零件。
问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日
⒈ 根据模具各零件的功用合理选择材料及热处理
⒉根据生产批量与模具精度选择
⒊根据模具的加工方法与零件的复杂程度选择
⒋根据塑料特性选择
§ 3.5模具材料的选用三、模具材料的选择与热处理问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日零件种类 主要性能要求 材料 热处理 说明成型零件形状复杂、耐腐蚀高精度、淬火变形小
38CrMoAl
3Cr2W8V
调质氮化达 1000HV 大批量高耐磨高强度高韧性大型腔型芯
40CrMnMo
5CrNiMo HRC54~58 大批量形状复杂、热处理变形小的镶件增强塑料模具
CrWMn Cr12
9Mn2V
20CrMnTi
Cr4W2MoV
HRC54~58
渗碳淬火
HRC60~62
大中批量形状简单、精度低 45 调质 HRC22~26淬火 HRC43~48 中批量形状简单、表面耐磨 T8A,T10A 淬火 HRC54~58 中批量冷挤压模具 20,15 渗碳 HRC54~58
推出机构 有一定强度及耐磨性 T8A,T10A45 淬火 HRC54~58淬火 HRC43~48
浇注系统 表面耐磨耐腐蚀 一定的热硬性 型腔用合金钢 T8A,T10A HRC>55
各种模板固定板 有一定强度
45,A3
T8A,T10A
调质 HB>=200
HRC54~58
螺钉 一般强度 A3~A5,45
模具材料的选择与热处理问题第三章 塑料设计及制造基础目的与要求重点和难点加热和冷却的目的加热装置设计冷却装置设计模具材料的要求常用模具钢材材料选择和热处理思考与练习
2009年 7月 26日思考与练习：
复习第三章内容
