瓶坯注塑模具冷却性能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了瓶坯注塑模具冷却性能测试装置及方法，瓶坯注塑模具冷却性能测试装置包括冷却水循环模块、待测模具、加热模块、温度检测模块、数据采集及控制系统，通过使用本发明专利技术的瓶坯注塑模具冷却性能测试装置及方法不需要对模具进行打孔，避免模具疲劳强度降低和温度场的破坏；可以直接检测型腔表面温度，计算传热系数，精度更高；可以用于模具研发、产品性能测定等多个环节中的传热性能检测；可用于结构紧凑的多模腔传热性能检测。

Testing device and method for cooling performance of injection mould for bottle blank

【技术实现步骤摘要】
瓶坯注塑模具冷却性能测试装置及方法
本专利技术属于模具冷却性能测试领域，具体涉及瓶坯注塑模具冷却性能测试装置以及瓶坯注塑模具冷却性能测试方法。
技术介绍
目前，PET瓶普遍采用两步法的生产工艺，瓶坯注塑模具用于第一步中的瓶坯注塑成型。PET瓶具有良好的强度、阻气性等实用性能，还具有透明度、表面光泽等美学功能，广泛用于饮料、调味品、日化用品、药品包装领域中，巨大的市场需求也对瓶坯的质量、生产效率及能耗提出了更高要求。冷却性能是衡量注坯模具综合性能的重要指标，注塑过程中，低模温（模具冷却性能过强）会降低熔融高分子材料的流动性能，造成瓶口缺料、水气痕迹等问题。必须通过提高冷却温度度、或者提高注塑压力、熔料温度来保证产品质量。高模温（模具冷却性能过差）会降低熔融高分子材料的冷却速度，造成瓶坯缩水、白雾、飞边、拉长注口等问题，必须通过减小注射压力、增加保压时间、延长冷却时间等来解决，导致冷却周期过长，生产效率降低。目前，注坯模具冷却性能多采用间接评价方法，评价指标采用工艺周期、落坯温度、瓶坯应力分布等综合指标。瓶坯生产过程中的多种因素均会影响综合指标，包括瓶坯结构设计、注塑工艺参数、PET材料、现场供水系统等，导致无法准确评价模具冷却性能。缺少准确数据也增加了注塑问题分析的难度，前期大量的设计成果也很难为未来设计提供参考，因此如何检测得出注坯模具的传热系数和模温的动态响应特性从而了解注坯模具冷却性能成为本领域研发人员的重要技术攻关。模具冷却性能检测技术，是一种定量检测模具冷却性能的手段。目前多采用线上检测的方法，安装温度传感器需要在模具上加工安装孔，安装孔距离型腔表面较远，无法得到准确的模腔温度变化；在模腔壁面附近加工安装孔，降低模具寿命，影响冷却性能；对于生产效率、结构紧凑的多模腔模具，没有足够的空间安装温度传感器。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种瓶坯注塑模具冷却性能测试装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：瓶坯注塑模具冷却性能测试方法，包括以下步骤：S1开启冷却水循环模块，设定压力泵的压力；S2当流量表与压力表读数稳定后，开启加热模块，设定加热模式为恒功率加热或者变功率周期循环加热；S3数据采集并存储系统，通过模具进出口流量表、压力表采集冷却水流动参数，通过模具进出口温度表采集冷却温度度，通过温度检测模块采集型腔表面温度场，当其稳定时，进行数据分析；S4对模具进行流动分析，根据泊肃叶定律，通过测得的模具进出口压力和流量计算模具流阻，预测多腔模具流阻；S5根据设定的加热模式进行产热分析，对于恒功率加热，进行稳态传热分析，计算模具进出口温度的均值作为冷却水整体温度T_w，通过温度检测模块得到的离散温度值T_mi，拟合得到型腔表面温度场，根据牛顿冷却定律，计算模具表面与冷却水之间的传热系数K；对于变功率周期循环加热，进行瞬态传热分析，通过温度检测模块记录型腔表面温度变化曲线，通过模具进出口温度传感器检测冷却温度度变化曲线，得到模具达到稳定模温所需时间、模温变化以及模具的动态响应特性。作为本专利技术进一步的改进，步骤S1所述的压力泵采用闭环控制，通过控制器设定不同的压力模拟实际冷却系统工况。作为本专利技术进一步的改进，步骤S2所述的加热模式，包括恒功率加热和变功率周期循环加热，分别用于模具稳态传热系数和动态传热特性研究。瓶坯注塑模具冷却性能测试装置，包括冷却水循环模块、待测模具、加热模块、温度检测模块、数据采集及控制系统；所述冷却水循环模块连接待测模具，向待测模具循环通入冷却水；所述加热模块安装在待测模具型腔表面，为待测模具加热；所述温度检测模块的检测端与待测模具的型腔表面接触，用于检测待测模具的温度；所述数据采集及控制系统的信号采集端与冷却水循环模块和温度检测模块电信号连接，所述数据采集及控制系统的信号控制端与冷却水循环模块和加热模块电信号连接。作为本专利技术进一步的改进，所述冷却水循环模块包括水泵、水池、换热器、流量表、压力表以及温度表，待测模具的出水口通过换热器连接水池，待测模具的进水口通过水泵连接水池，待测模具的出水口连接流量表、压力表、温度表，待测模具的进水口连接压力表、温度表。作为本专利技术进一步的改进，所述加热模块包括陶瓷基体、电热丝、隔热材料，所述陶瓷基体包覆在待测模具的外壁，电热丝螺旋缠绕在陶瓷基体的外壁，所述隔热材料包覆在陶瓷基体的外壁将电热丝封闭在陶瓷基体和隔热材料之间。作为本专利技术进一步的改进，所述温度检测模块包括定位块、支撑架和温度传感器，所述温度传感器固定安装在支撑架上，所述温度传感器的检测端穿过加热模块与待测模具接触。作为本专利技术进一步的改进，所述陶瓷基体的外壁加工有缠绕电热丝的螺旋槽，电热丝缠绕的导程为8~10mm。作为本专利技术进一步的改进，所述陶瓷基体的外壁加工有安插温度传感器的通孔，所述通孔的孔径为1.5~2mm。作为本专利技术进一步的改进，所述支撑架包括多条用于安装温度传感器的安装杆，多条安装杆环绕待测模具的外壁设置，安装杆上设有若干个安装温度传感器的安装孔，对待测模具的型腔表面轴向和径向多个点进行测量。本专利技术的有益效果是：1、不需要对模具进行打孔，避免模具疲劳强度降低和温度场的破坏；2、可以直接检测型腔表面温度，计算传热系数，精度更高；3、可以用于模具研发、产品性能测定等多个环节中的传热性能检测；4、可用于结构紧凑的多模腔传热性能检测。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术进一步说明：图1为本实施例的连接原理图；图2为本实施例的连接结构原理图；图3为本实施例加热模块与温度检测模块的内部结构示意图；图4为本实施例陶瓷基体的结构示意图；图5为本实施例支撑架的结构示意图；图6为本实施例待测模具为模腔时的安装结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例：如图1和图5所示，本实施例公开了瓶坯注塑模具冷却性能测试装置，包括冷却水循环模块1、待测模具2、加热模块3、温度检测模块4、数据采集及控制系统5，在本实施例中，所述待测模具2以模芯进行实施说明，所述冷却水循环模块1连接待测模具2，向待测模具2循环通入冷却水，所述加热模块3安装在待测模具2型腔表面，为待测模具2加热，所述温度检测模块4的检测端与待测模具2的型腔表面接触，用于检测待测模具2的温度，所述数据采集及控制系统5的信号采集端与冷却水循环模块1和温度检测模块4电信号连接，所述数据采集及控制系统5的信号控制端与冷却水循环模块1和加热模块3电信号连接。作为优选的实施方式，所述冷却水循环模块1包括水泵11、水池12、换热器13、外部冷却系统14、流量表15、压力表以及温度表，待测模具2的出水口通过换热器13连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.瓶坯注塑模具冷却性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1开启冷却水循环模块，设定压力泵的压力；/nS2当流量表与压力表读数稳定后，开启加热模块，设定加热模式为恒功率加热或者变功率周期循环加热；/nS3数据采集并存储系统，通过模具进出口流量表、压力表采集冷却水流动参数，通过模具进出口温度表采集冷却温度度，通过温度检测模块采集型腔表面温度场，当其稳定时，进行数据分析；/nS4对模具进行流动分析，根据泊肃叶定律，通过测得的模具进出口压力和流量计算模具流阻，预测多腔模具流阻；/nS5根据设定的加热模式进行产热分析，对于恒功率加热，进行稳态传热分析，计算模具进出口温度的均值作为冷却水整体温度

【技术特征摘要】
1.瓶坯注塑模具冷却性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1开启冷却水循环模块，设定压力泵的压力；
S2当流量表与压力表读数稳定后，开启加热模块，设定加热模式为恒功率加热或者变功率周期循环加热；
S3数据采集并存储系统，通过模具进出口流量表、压力表采集冷却水流动参数，通过模具进出口温度表采集冷却温度度，通过温度检测模块采集型腔表面温度场，当其稳定时，进行数据分析；
S4对模具进行流动分析，根据泊肃叶定律，通过测得的模具进出口压力和流量计算模具流阻，预测多腔模具流阻；
S5根据设定的加热模式进行产热分析，对于恒功率加热，进行稳态传热分析，计算模具进出口温度的均值作为冷却水整体温度，通过温度检测模块得到的离散温度值，拟合得到型腔表面温度场，根据牛顿冷却定律，计算模具表面与冷却水之间的传热系数K；
对于变功率周期循环加热，进行瞬态传热分析，通过温度检测模块记录型腔表面温度变化曲线，通过模具进出口温度表检测冷却温度度变化曲线，得到模具达到稳定模温所需时间、模温变化以及模具的动态响应特性。


2.根据权利要求1所述的瓶坯模具冷却性能测试方法，其特征在于：步骤S1所述的压力泵采用闭环控制，通过控制器设定不同的压力模拟实际冷却系统工况。


3.根据权利要求1所述的瓶坯模具冷却性能测试方法，其特征在于：步骤S2所述的加热模式，包括恒功率加热和变功率周期循环加热，分别用于模具稳态传热系数和动态传热特性研究。


4.瓶坯注塑模具冷却性能测试装置，其特征在于：包括冷却水循环模块、待测模具、加热模块、温度检测模块、数据采集及控制系统；
所述冷却水循环模块连接待测模具，向待测模具循环通入冷却水；
所述加热模块安装在待测模具型腔表面，为待测模具加热；
所述温度检测模块的检测端与待...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国基，姜晓平，胡青春，王闯，卢佳，
申请(专利权)人：广东星联精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44