一、模（mó）具溫度調節的重要性

(一)模具溫度及其調節係統對塑件質量的影響

無（wú）論何種塑料進行注射成（chéng）型，均有一個比較適宜的模具溫度範圍，在此溫度範圍內，塑料熔體的流動（dòng）性好，容易充滿（mǎn）型腔，塑件脫模後收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩定，力學性能以及表（biǎo）麵質量也比較高。為了使模溫能控製在一個合理的範圍（wéi）內，必須設計模具（jù）溫度的調節係統。溫（wēn）度的調節是指對（duì）飲具進行（háng）冷卻或加熱，必要時兩者兼有，從而達到控製模品（pǐn）的自的。對（duì）具血進的調（diào）書是指對（duì）損具進行品神、塑件的形狀與尺寸、生產效率及成工對於（yú）黏（nián）度低、流動（dòng）性好的塑（sù）料，因為成溫的（de）要求有（yǒu）關。溫部不在好的或常用常溫水對模具（jù）進行（háng）冷卻，有時為了進一步縮短在模內聚甲（jiǎ）醛、聚苯醚和氟塑（sù）料（liào）等，為了提高充型性能，成型（xíng）工藝要求有較高的模溫，冷卻時間，亦可用冷水控製模（mó）溫。對於黏度高、流（liú）動性差的塑料例如聚碳酸酯（zhǐ），聚碸、因（yīn）此經常需要對模具加熱。

對於點（diǎn）流溫度或熔點鉸低的塑料（liào），一般需用（yòng）常溫或冷水對模具冷卻;而對於高黏流溫（wēn）度或高熔點（diǎn）的塑料，可用溫水控製模溫。對於熱固性塑料，模溫要求為150、 200℃,必須對（duì）模具加熱（rè）。流程長、壁厚較大的塑件，或者（zhě）黏（nián）流溫（wēn）度或熔點雖不高，但成型麵積很大時，為了保證塑料熔體在充模（mó）過程中不至（zhì）溫（wēn）降太大而影響充型，可對模具采取適當的加熱措施。對於大型（xíng）模具，為保證生產之前（qián）用較短時間達到工藝所要求的（de）模溫，可設置加熱裝置對模具進行預熱。對於（yú）小型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫不太高時，可以不設（shè）置冷卻裝置（zhì）而依靠（kào）自然冷（lěng）卻。設置溫度調節裝置後，有時會給注射生產帶來一（yī）些問題，例（lì）如，采用（yòng）冷水調節模溫時，大（dà）氣中水分易凝聚在模型表壁，影響（xiǎng）塑件表麵質量。而（ér）采用加熱措施後，模內一些（xiē）間隙配合的零件可能（néng）由於（yú）膨（péng）脹而使間隙減小（xiǎo）或消失，從而造成卡死或無法工作，設計時應予以注意。

(二)模具（jù）溫度與生（shēng）產效率的關（guān）係

模具溫度與生產（chǎn）效率的關（guān）係主要是由冷卻時間來體現的，塑件在模具內停留（liú）冷卻（què）的時間t2與溫差Δ0成反（fǎn）比關係，若要縮短塑件在（zài）模內（nèi）的停留冷卻時間（jiān）以提高生產效率，就必須在工藝條件允許的情（qíng）況下盡量增大塑料（liào）與型腔的溫差。但是，如果模（mó）具沒有（yǒu）溫度調節係統，模內（nèi）的熱量就會隨著注射次數的增加而逐漸積累，使（shǐ）模溫逐漸升高（gāo），導致（zhì）Δ0減小，從而生產效率（lǜ）隨著塑件在模（mó）內停留時（shí）間和成型周期的延長而下降（jiàng），因此（cǐ），模具內設置溫度（dù）調節係統是（shì）非（fēi）常必要的。

二、冷卻係統的計算

冷卻係統（tǒng）的計算包（bāo）括熱傳導麵積的計算、溫控介質通道的尺寸和介質用量的確定以（yǐ）及通道回路的排布等，這些工（gōng）作仍是注射模（mó）設計中（zhōng）的一個難（nán）點，主要是理論（lùn）方麵（miàn）缺乏熱傳（chuán）導分析和熱計算（suàn）基礎。近年來借助於計算機，已經（jīng）在這些方麵取得了一定的成果和進展，但有些問題仍（réng）需（xū）進一步探討與完善。這（zhè）裏僅介紹注射模冷卻係（xì）統設計的基（jī）本思路和設計原則。

(一)需要用冷卻水（shuǐ）擴散的（de）模具熱量塑料傳給模具的熱量與自然對流散發到空氣中（zhōng）的模具熱量（liàng）、輻射散發到空氣中的模具熱據（jù）及模具傳給注射機熱址的差值即為用冷卻水擴散的模具熱量。

三、冷卻係統的設計原則與常見冷卻係統的（de）結構

(一)冷卻（què）係統的（de）設計原則

(1)冷卻水道應盡量多、截麵尺寸應盡量（liàng）大 型（xíng）腔表麵的溫度與冷卻水道的數量、截麵尺寸及冷卻水的（de）溫度有關。在冷卻水道數量和尺寸不同的（de）條件下通入不同溫（wēn）度的冷卻（què）水後，模具內的溫度分布（bù）情況。由圖可知，采用5個較大的水道孔時，型腔（qiāng）表麵溫度比較均勻，出（chū）現60~60.05℃的變（biàn）化，而同一型腔采（cǎi）用2個較小的水道孔時，型腔（qiāng）表麵溫度出現53.33~58.38℃的變化，由此可以看出，為了使（shǐ）型腔表麵溫度分布趨於均勻（yún），防止塑件不均勻收縮和產生殘餘應力，在模具（jù）結構允許的情況下，應（yīng）盡量多設（shè）冷卻水道，並使用較（jiào）大的截麵尺寸。

(2)冷卻（què）水道至型腔表麵距高應盡量相等 當塑件壁序均勻時，冷卻水道到型（xíng）腔表麵好距)除，不是當件（jiàn）不均勻時，厚的地（dì）方冷卻水（shuǐ）道到型腔表麵的距離應近（jìn）一些（xiē），間雕也可適當小一些。一般水（shuǐ）道孔邊（biān）至型腔表麵（miàn）的距離應（yīng）大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口（kǒu）處加強冷卻 塑料熔體充（chōng）填（tián）型（xíng）腔時，澆口附近溫度很（hěn）高，距澆口越遠溫度就越（yuè）低，因此澆口附近（jìn）應加強冷卻，通常（cháng）將冷卻水道的入口處設置在澆口附近（jìn），使澆口附近的模具在較（jiào）低（dī）溫度（dù）下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經（jīng）過一定程度熱交換後的溫水作用下冷卻。

(4)冷卻水道出、入口溫差應盡量小 如果（guǒ）冷卻水道較長，則（zé）冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設計時應引起注意。降低了出、入口冷卻水的溫差，提高了冷卻效果。

(5)冷卻水道應沿（yán）著塑料收縮的方（fāng）向設置 對收縮率較大的塑料，例如聚乙烯，冷卻水道應盡量沿（yán）著（zhe）塑料收縮的方向設置。方形塑（sù）件采用澆口（kǒu）的冷卻水（shuǐ）道，冷（lěng）卻水道從澆口處（chù）開始，以方環狀向外擴展。此外，冷卻水道的設計還必須（xū）盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產（chǎn）生熔接痕，降低塑件強度;冷卻水道要易於加工清理，一般水道孔徑為10mm左右，冷卻水道的設計要防止（zhǐ）冷卻（què）水的（de）泄漏，凡是易器（qì）的部位要加密（mì）封（fēng）網等等。

(二)常見冷卻係統的結構

塑料製件的形狀是多種多樣（yàng）的（de），對於不同形狀的（de）塑件，冷卻水（shuǐ）道的位置與（yǔ）形狀（zhuàng）也不一樣。

(1)淺型腔（qiāng）扁平塑件淺型腔扁平塑件在使用側澆口（kǒu）的情況下，通（tōng）常（cháng）采（cǎi）用在（zài）動、定模兩側與型腔表麵等距（jù）離鑽孔的形式。

(2)中等深度的塑件 對於采用側澆口進料的（de）中（zhōng）等深度的殼形塑件，在（zài）凹模底部附近采用與（yǔ）型腔表麵等距離鑽孔的形式，而在凸模中，由於容易儲存熱量，所以從加強冷卻角度（dù）出發，按（àn）塑件形狀（zhuàng）銑出矩形截麵的冷卻槽，如凹模也（yě）需加強冷卻。

(3)深型腔塑件深型腔塑件困難的是凸（tū）模的冷（lěng）卻。在凹模一（yī）側從澆口（kǒu）附近進水，水流沿矩形截麵水槽和圓（yuán）形截麵水道圍繞型腔一周之後，從分型麵附近的出口排出。凸模上采取加工出螺（luó）旋槽和一（yī）定數量的不通孔，每個不通（tōng）孔用隔板分成底（dǐ）部連通的兩個（gè）部分,從而形（xíng）成（chéng）凸模的冷回路。這種隔板形式的冷卻水道加工麻煩，隔板與孔的配合要求緊，否則隔板容（róng）易轉動而達不到設計目的，所（suǒ）以（yǐ）大（dà）型（xíng）深型腔塑件常常采用的冷卻水道。凸模及凹模均設置螺定式（shì）冷卻，所以大（dà）型深院白附近，水流分別（bié）流經凸模與凹模（mó）的螺旋槽後在分型（xíng）麵附近流出，這（zhè）種（zhǒng）形式的冷卻水道冷卻效果特別好

(4)細長塑件 細長塑（sù）件的冷卻水道在細長的凸模上開設比較困難，常常采用（yòng）噴射式水道或間接冷卻（què）法。噴射（shè）式冷（lěng）卻水（shuǐ）道，在凸模中部開一個不通孔，不通孔中插入一管子（zǐ），冷卻水流經（jīng）管子噴射到澆口附近的不通孔底部，然後（hòu）經過管（guǎn）子與凸模的間隙（xì）從出口處流出（chū），使水流對凸模發揮（huī）冷卻作用。間接冷卻法的兩個例子。凸模用導（dǎo）熱性良好的鈹銅製造，然後用（yòng）噴射（shè）式將水噴至凸模尾端進行冷（lěng）卻;將鈹銅的一端加工出翅片，把另一（yī）端插入凸模中（zhōng），用來擴大散熱麵積，提（tí）高水流（liú）的冷卻效（xiào）果。

四、模具加熱係統

當注射成型工藝要（yào）求模具（jù）溫度在80℃以上時，模具中必（bì）須設置加（jiā）熱裝置。模具加（jiā）熱的方法很（hěn）多，用熱水、熱油、蒸汽和電加熱等。如果介質（zhì）采用各種（zhǒng）流體，其設計方法類似於冷卻水道。目前，普遍應用的是電加熱溫度調節係統。

(一)電加（jiā）熱的方式電加熱通常采用電阻加熱法，其加熱方式有以（yǐ）下（xià）三種：

(1)電阻絲直（zhí）接（jiē）加熱將選擇好的電阻絲放入絕緣瓷管中裝（zhuāng）入模（mó）板內，通（tōng）電後就（jiù）可對（duì）模其加熱。但電阻（zǔ）絲與空氣接觸後易氧（yǎng）化，壽命不長，也不太安金。

(2)電熱（rè）圈加熱將電（diàn）阻絲繞製在雲母片上，再裝（zhuāng）夾在特製的金屬外殼中，電阻絲與金屬外（wài）殼之間用（yòng）雲母片絕緣，模具放在其（qí）中進行加熱。其特（tè）點是結構簡單，更換方便，但（dàn）缺點是耗電量大。這種加熱裝置更適（shì）於壓縮欖（lǎn）、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒是一種標準的加熱元件，它是由具有一（yī）定功（gōng）率的電阻絲和帶有耐熱絕（jué）緣材料的金屬密封管構成，使（shǐ）用時隻要將其插入模板上的加熱孔內通電即可，電（diàn）熱棒加熱的特點是使用和安裝均很方便。