一、模（mó）具溫度調節的重要性

(一)模具溫度及（jí）其調節係統對塑件質（zhì）量的影響

無論何種塑料進行注射成（chéng）型，均有一個比較適宜的（de）模具溫（wēn）度範圍，在此溫度範圍內，塑料熔體的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模後（hòu）收縮（suō）和翹曲變形小，形狀與尺寸（cùn）穩定，力學（xué）性能以（yǐ）及表麵（miàn）質量也（yě）比較高。為了使模溫能控製在一（yī）個合理（lǐ）的範圍內，必須設計模具溫度的調節（jiē）係統。溫度的調（diào）節是指對飲（yǐn）具進（jìn）行冷卻或（huò）加熱，必要時兩者兼有，從而達到控製模品的自（zì）的。對具血進的調書是指對損具（jù）進行品神、塑（sù）件的形狀（zhuàng）與尺寸、生產效率及成工對（duì）於黏度低、流動（dòng）性好的（de）塑料，因為成溫的要求有關。溫部不在好（hǎo）的或（huò）常用常溫水對模具進（jìn）行冷卻，有時為了（le）進一步縮短在（zài）模內聚甲（jiǎ）醛、聚苯醚和氟（fú）塑料等，為了提高充型性能，成型（xíng）工藝要求（qiú）有較高的模溫，冷卻時間，亦可用冷水控製模溫。對於黏度高、流動性差的塑料例如聚碳酸酯，聚碸、因此經常需要對模（mó）具（jù）加熱。

對（duì）於點流溫度或熔點鉸低的塑料，一般需用常溫或冷水對模具冷卻;而對於高黏流溫（wēn）度或高熔點的塑料，可（kě）用溫水控製模溫。對於熱固性塑料，模溫要（yào）求為150、 200℃,必須對模（mó）具加熱。流程長、壁厚較大的塑件，或者黏流溫度或（huò）熔點雖不高，但成型麵積很大時，為了保證塑料熔體在充模過（guò）程（chéng）中不至溫降太大（dà）而影響充型，可對模具采取適當的加熱措施。對於大型模具，為保證生產之前用較短時間達到工藝所要（yào）求的（de）模（mó）溫（wēn），可設置加熱裝置（zhì）對模具（jù）進行預（yù）熱。對於小型薄壁塑件，且成型（xíng）工藝（yì）要求模（mó）溫不太高時，可以不設置冷卻裝置而依靠自然冷卻。設置溫度調（diào）節裝（zhuāng）置後，有時會給注射生產帶來一些問題，例如，采用冷水調節模溫時，大氣中水分易（yì）凝聚（jù）在模型表壁，影響塑（sù）件表（biǎo）麵質量。而采用加熱措施後，模內一（yī）些間隙配合的零件可能由於（yú）膨脹而使間隙（xì）減小（xiǎo）或消失，從而造成卡死（sǐ）或無法工（gōng）作，設計時應（yīng）予以注意（yì）。

(二)模具溫度與生產效率（lǜ）的關係

模具溫度與生（shēng）產效（xiào）率的關係主要（yào）是由冷卻時間來體現（xiàn）的，塑件在模具（jù）內停留冷卻的時間t2與溫差Δ0成（chéng）反比關係，若（ruò）要縮短塑件在模內的停留冷卻時間以提高生產效率，就必須在工（gōng）藝條件允許的情況下盡量增（zēng）大塑料與型腔的溫差。但是，如果模具沒有溫度（dù）調節係統，模內的熱量就會隨著注（zhù）射次數的（de）增加而（ér）逐漸積累，使模溫逐（zhú）漸升高（gāo），導致Δ0減小，從（cóng）而（ér）生產效（xiào）率隨著塑件在模（mó）內停留（liú）時間和成型周期的延長而下降，因此，模具內設置溫度調節係統是非常必要的。

二、冷卻係統的計算

冷卻係統的計算包括熱傳導麵積的計算、溫控介質通道的尺寸和介（jiè）質用量的確定（dìng）以及通道回路的排布（bù）等，這些工（gōng）作仍是（shì）注射（shè）模設計中的一個難點，主要是理論方麵缺乏（fá）熱傳導（dǎo）分析（xī）和熱計算基礎。近（jìn）年（nián）來借助於（yú）計算機，已經在這些方麵取得了一定的成果（guǒ）和進展，但有些問題（tí）仍（réng）需進一步探討（tǎo）與完善。這裏僅介紹（shào）注射模冷卻係統設計的基本思路和設計原則（zé）。

(一)需要用冷（lěng）卻水（shuǐ）擴散的（de）模具熱量塑料傳（chuán）給模具的熱量與自然對流散發到空氣中的模具熱量、輻射散發到（dào）空氣中的模具（jù）熱據及（jí）模（mó）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（xì）統的設計原則與常見冷卻係統的結構

(一)冷卻係統的設計原則

(1)冷卻水道應盡量多、截麵尺寸（cùn）應盡量大 型腔表麵的溫度與冷卻水道的數量、截麵（miàn）尺寸及冷卻水的（de）溫度有（yǒu）關。在冷卻水（shuǐ）道數量（liàng）和尺（chǐ）寸不同的條件下通入不同溫度的冷卻水後，模具內的溫度分（fèn）布情況。由圖（tú）可知，采用5個較大的水（shuǐ）道孔時，型腔（qiāng）表麵溫度比較均勻，出現60~60.05℃的變（biàn）化，而同一型腔采用2個較小的水道孔時，型腔表麵溫度出現53.33~58.38℃的變化，由此可以（yǐ）看出，為了使型腔表麵（miàn）溫度分（fèn）布（bù）趨於均勻，防（fáng）止（zhǐ）塑件不均勻收（shōu）縮和產（chǎn）生殘餘應力，在模具結構允許的情況下，應盡量多設冷卻水道，並使用較（jiào）大的（de）截（jié）麵尺寸。

(2)冷（lěng）卻水道（dào）至型腔表麵距高應（yīng）盡量相等 當塑件壁序均勻時，冷卻水道到型腔表麵好距)除，不是（shì）當件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表麵的距離應近一些，間雕也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表麵的距離（lí）應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆（jiāo）口處加強冷卻 塑料熔體充（chōng）填型腔時，澆口附近溫度很高，距澆口越遠溫度就（jiù）越低，因此（cǐ）澆口附近應加強冷卻，通常將（jiāng）冷卻水道的入口處設置在澆口附近，使澆（jiāo）口附近的模具在較低（dī）溫度（dù）下冷卻（què），而遠離澆口部分（fèn）的模（mó）具在經過（guò）一定程度熱交換後（hòu）的（de）溫水作用下冷卻。

(4)冷卻水（shuǐ）道出（chū）、入口溫差應盡量（liàng）小 如果（guǒ）冷卻水道較長，則冷卻水出、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（jiàng）低了出、入口冷（lěng）卻水的溫差，提高了（le）冷卻效果。

(5)冷卻水道應沿著塑（sù）料收縮的方向設置 對收縮率較大的（de）塑料，例（lì）如聚（jù）乙烯（xī），冷（lěng）卻水道應盡量（liàng）沿著塑（sù）料收縮的方向設（shè）置。方形塑件采用澆口的冷卻水道，冷卻水道從澆口處開始，以方環（huán）狀向外擴展。此外，冷卻水（shuǐ）道的設計還必（bì）須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產生熔接痕，降低（dī）塑件（jiàn）強（qiáng）度;冷卻水道（dào）要易於加工清理，一般水（shuǐ）道孔徑為10mm左右，冷卻水道的設計要防止冷卻水（shuǐ）的泄漏，凡是易（yì）器的（de）部位要加（jiā）密封網等等。

(二)常見冷卻係統的結構

塑料製件的形狀是多種多（duō）樣的，對（duì）於不同形狀的（de）塑件，冷卻水道的位置與（yǔ）形狀也不一樣。

(1)淺型腔扁（biǎn）平塑件淺型（xíng）腔扁（biǎn）平塑件在使用側澆口的情況下，通常采用在動、定（dìng）模兩側與型腔表麵等距離鑽孔（kǒng）的形式。

(2)中（zhōng）等深度（dù）的（de）塑件 對於采（cǎi）用（yòng）側澆口進料的中等深度的殼形塑件，在（zài）凹模底部附（fù）近采用（yòng）與型腔表麵等距離鑽孔的形式（shì），而在凸模中，由於容易儲存熱量，所（suǒ）以從加（jiā）強冷卻角度出發（fā），按塑件形狀銑（xǐ）出矩形截麵的（de）冷（lěng）卻槽，如凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔塑件深型腔塑件困難的是凸（tū）模的冷卻。在凹模一側從澆口附（fù）近進水，水流沿矩形截麵水槽和（hé）圓（yuán）形（xíng）截麵（miàn）水道圍繞型腔一周之（zhī）後，從分型麵附近的出口排出。凸（tū）模上（shàng）采取加工出螺旋槽和一定數量的不（bú）通（tōng）孔，每個不通孔（kǒng）用隔（gé）板分成底部（bù）連通的兩個部分（fèn）,從而形成凸模的冷回路。這種隔（gé）板形（xíng）式的冷卻水道加工麻煩（fán），隔板與孔的配合（hé）要求緊，否則隔板容易（yì）轉動而達不到設計目的，所以大型深型（xíng）腔塑件常常采用的冷卻水道。凸模及凹模均設置螺定式冷卻（què），所以大（dà）型深院白附近，水流（liú）分別流（liú）經凸模與凹（āo）模的（de）螺旋槽後在分（fèn）型麵（miàn）附近流出，這種形式的（de）冷卻水道冷卻效果特別好

(4)細長塑件 細長塑件的冷卻水道在細長的凸（tū）模上開（kāi）設比較（jiào）困難，常常采用噴射式水道或間接冷卻法。噴射式冷卻水道，在凸模中部開一個不通孔，不通孔中（zhōng）插入一管子，冷（lěng）卻水（shuǐ）流經管子（zǐ）噴射到澆（jiāo）口附近的不通孔底部，然後經過管子（zǐ）與凸模的間隙從出口處流出，使水流（liú）對凸模發揮冷卻作用。間接冷卻（què）法的兩個例子。凸模用導熱性良好（hǎo）的鈹銅製造，然後用（yòng）噴射式將水噴至凸模尾（wěi）端進行冷卻（què）;將鈹銅的一（yī）端加工出翅片，把另一端插入凸模中，用來擴大散熱麵積，提高水流的冷卻效（xiào）果。

四、模具（jù）加熱係統

當注射成型工藝要求模具溫度在80℃以上時，模具中必須設置加熱裝置（zhì）。模具加（jiā）熱的方（fāng）法很多，用熱水、熱油、蒸汽和電加熱等。如果介質采用各種流體，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)電加熱的方式電加熱通常采用電阻加熱法，其加熱方式（shì）有以下三種：

(1)電阻絲直接加熱將選擇好的（de）電（diàn）阻絲放入絕緣瓷管中裝入模板內，通電後就可對模其加熱。但電阻絲與空氣接觸後易氧化，壽命不長，也不太安金。

(2)電熱圈加熱（rè）將電阻絲繞（rào）製在雲母（mǔ）片上，再裝夾在特製的金（jīn）屬外（wài）殼中，電阻絲與金屬外（wài）殼之間用雲母片絕緣，模具放在（zài）其中進（jìn）行（háng）加熱。其特點是結構（gòu）簡（jiǎn）單，更換方便，但缺點是耗電量大。這種加熱（rè）裝置更適於壓縮欖、壓注（zhù）欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒（bàng）是一種標（biāo）準的加熱元件，它是由具有一定（dìng）功率的電（diàn）阻絲和帶有（yǒu）耐熱絕緣（yuán）材料的（de）金（jīn）屬密封管構成，使用時隻要將其插入模（mó）板上的加熱孔內通電即（jí）可，電熱（rè）棒加熱的特點是使（shǐ）用和安裝均很方便。

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