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模具加热装置的要求和计算方法

【摘要】:对于大型模具最好将电加热元件分为两组,即主要加热组和辅助加热组,成为双联加热器。电加热装置清洁、简单,便于安装、维修和使用,温度调节容易,可调节温度范围大,易于实现自动控制,但升温慢,不能在模具中轮换地加热和冷却,有“加热后效”现象。

1.对模具电加热的要求

1)电加热元件功率要适当,不宜过小也不宜过大。如果过小,则模具不能加热并保持所需的温度;如果过大,则即使采用温度调节器仍难以保持稳定。这是由于电加热元件附件温度比模具型腔的温度高得多,即使电加热元件断电,其周围积聚的大量热仍继续传到型腔,使型腔继续保持高温,这种现象称为“加热后效”,电阻元件的功率越大,“加热后效”越显著。

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图9⁃19 电热棒及其在加热板内的安装

1—接线柱 2—螺钉 3—帽 4—垫圈 5—外壳 6—电阻丝 7—石英砂 8—塞子

2)合理布置电加热元件,使模具温度趋于均匀。

3)注意模具温度的调节,保持模具温度的均匀和稳定。加热板中央和边缘可采用两个调节器。对于大型模具最好将电加热元件分为两组,即主要加热组和辅助加热组,成为双联加热器。主要加热组的电功率占总电功率的2/3以上,它处在连续不断的加热状态,但只能维持稍低于规定的模具温度,当辅助加热组也接通时,才能使模具达到规定的温度。调节器控制着辅助加热组的接通与断开。现在模具温度多由注射机相应的温控系统进行调控

电加热装置清洁、简单,便于安装、维修和使用,温度调节容易,可调节温度范围大,易于实现自动控制,但升温慢,不能在模具中轮换地加热和冷却,有“加热后效”现象。

2.模具加热装置的计算

首先,计算模具加热所需的电功率

P=k×M (9⁃9)

式中 P——电功率(W);

M——模具质量(kg);

k——每千克模具加热到成型温度时所需的电功率(W/kg),k值见表9⁃5。

9⁃5 不同类型模具的k值

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总的电功率确定之后,可根据电热板的尺寸确定电热棒的数量,进而计算每根电热棒的功率。设电热棒采用并联法,则

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式中 Pr——每根电热棒的功率(W);

n——电热棒的数量。

根据Pr查表9⁃6选择适当尺寸的电热棒,也可先选择电热棒的适当功率再计算电热棒的根数。

如果表中无合适的电热棒可选,则需自行设计制造电加热元件。如已知每根电加热元件的电功率和电源电压,即可按以下步骤确定电阻丝直径和长度

通过每根电热棒或每组电阻丝的电流

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式中 Pr——每根电热棒或每组电阻丝的电流(A);

U——每组电电热元件所用电源电压(V),可用低压30~60V或直接用220V。

每组电阻丝或电热棒的电阻为

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式中 R——电阻(Ω)。

9⁃6 电热棒标准

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根据电流I可按表9⁃7查得电阻丝直径,再按下式算出电阻丝的长度L,即

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式中 k1——加热到400℃时每米电阻丝的电阻(Ω/m),可查表9⁃7。

9⁃7 电阻丝规格

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复习与思考题

1.注射模具温度调节有什么作用?

2.注射模冷却系统的设计原则有哪些?

3.对模具电加热的要求有哪些?