图 1－1 脉冲原理

图 1－2 脉冲冷却系统结构

采用脉冲冷却技术,可以提高生产效率,改善制品质量。但要实现脉冲冷却技术需 增加相关的脉冲冷却设备,而且由于需要进行分区冷却和安装多个热电偶,其模具的结

构也较为复杂。

1。2。2 CO2 气体冷却技术

CO2 气体冷却技术是由美国 AGA AB 公司开发出来的一种新型冷却技术。其原 理是利用多孔金属材料制作模具,并在一定的部位开进气孔通入低温的 CO2 气体,其他 部位开设排气孔引导气体流向, 以低温的 CO2 气体作为冷却介质对模具进行冷却,其 原理示意图如图 1－3 所示。

图 1－3 二氧化碳气体冷却技术原理

由于 CO2 气体在多孔金属材料中具有良好的渗透性和流动性,能够方便地对注射 件的复杂和微细部位实施冷却, 避免了冷却死角, 有效消除了模腔表面的热点。[3]在 脱模时只需关闭排气孔 CO2 气体便会将注射件推出，实现快速脱模，并且设计的注射 模具不需要脱模机构，可以大大的简化模具结构。然而这种冷却技术具有较高的技术 难度，且用于这种模具的多空性金属材料造价昂贵，限制了这种技术的使用，目前多 运用于微型注射模具当中。

1。2。3 随形冷却技术

随形冷却技术是随着快速成形技术发展起来的新型模具冷却技术。随形冷却是指 在模具中冷却水道的空间结构随着模具型腔形状的变化而变化如图 1－4 所示, 其冷 却水道始终以一定的距离附着在模腔表面。

传统冷却管道 随形冷却管道

图 1－4 冷却管道对比图

在随形冷却条件下,冷却水道均匀地以较近的距离附着在型腔表面, 形成了热包 络区。热量被完全封锁在其内部,局部热传导也被限制在两个相邻冷却水道之间的小 区域内。因而模具的冷却系统对模腔表面温度具有较强的控制力。研究表明, 在随形 冷却条件下的注射模在一个成形周期内即可达到稳定的工作状态, 而传统冷却注射 模则需要经过大约 20 个成形周期才能够达到稳定的工作状态(如图 1－5 所示) [4]。因 而在随形冷却注射模中, 通过调整冷却液的温度即可快速准确地实现对模腔表面温 度的调节。

图 1－5 随形冷却与传统冷却的模具温度对比图

1。3 注射模具随形冷却研究现状

1。3。1理论现状

1。3。2加工制造现状

1。3。2。1机加工镶拼结构制造技术

1。3。2。2快速模具制造（rapid prototyping，RP）技术

1。4 选题背景和研究内容

最近，世界各地的研究人员纷纷展开了对随形冷却管道的研究，并且随形冷却技 术还在往吹塑模具等方面扩展，相关的制造技术日趋成熟，相关标准日趋统一，然而 相关设计的合理性以及使用软件模拟方面仍有所不足。如何对相关的随形冷却管道进 行优化，在众多的随形冷却管道中挑选出最好的设计方案，仍然是我们急需研究的问

题。在本文中，我们将以药箱的随形冷却管道优化设计为例，并结合以相关的模具制 造工艺及装配相关理论，得到性价比最高的随形冷却管道设计方案。

第二章注射模具冷却系统分析

2。1 注射模具整体结构分析

2。1。1 注射模具综述

随着塑料制件在各个领域的广泛应用，注射成型工艺在现代生产生活中逐渐被重 视起来。注射成型工艺是指在压力的作用下将熔融的塑料注入模具型腔中并充满型腔， 冷却后得到我们想要的形状的工艺。