一、模具溫度調節的重要性

(一)模具（jù）溫（wēn）度及其調節（jiē）係統對塑件質量的影響

無論何（hé）種塑料進（jìn）行注射成型，均有一個比較適宜的模具（jù）溫度範圍（wéi），在此（cǐ）溫度範圍內，塑料熔體（tǐ）的流動性好，容易充滿（mǎn）型腔，塑件（jiàn）脫模後收縮和翹曲變形小，形狀與尺（chǐ）寸穩定，力學性能以及表麵質量也比較（jiào）高。為了使模（mó）溫能控製在一個合理的（de）範（fàn）圍內，必須設計模具溫度的調（diào）節係統。溫度的調節是指（zhǐ）對飲具進行（háng）冷卻或加熱，必要時兩者兼有，從（cóng）而達（dá）到控製模品的自的（de）。對具血（xuè）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（jí）成工（gōng）對於黏度（dù）低、流動性好的塑料，因為成溫的要求有關。溫部不在好的或常用常溫水對模具進行冷卻，有時為（wéi）了進一步縮（suō）短在模內聚甲醛、聚（jù）苯醚和（hé）氟塑料等，為了提高充型性能（néng），成（chéng）型工藝要求（qiú）有較高的（de）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（jù）碳酸酯（zhǐ），聚碸、因（yīn）此（cǐ）經常需要對模具（jù）加熱。

對於點流溫度或熔點鉸（jiǎo）低的塑料，一般需用常溫（wēn）或冷水對模具冷（lěng）卻;而對於高黏流溫度或高熔點的塑料，可用溫水控製模（mó）溫。對於熱固性塑（sù）料，模溫要求為（wéi）150、 200℃,必須對（duì）模具加熱。流程長（zhǎng）、壁厚較大的塑件，或（huò）者黏流溫度或熔點雖不高，但成型麵積很（hěn）大時，為了保證塑料熔體在充模過程（chéng）中不（bú）至（zhì）溫降（jiàng）太大而影響（xiǎng）充型，可對模具采取適當的加（jiā）熱措施。對於大型（xíng）模具（jù），為保證生產之前用（yòng）較短時間達到工藝所要（yào）求的模（mó）溫，可設置加熱裝置對（duì）模具進行預熱。對於小型（xíng）薄壁塑件，且成型工藝要（yào）求模溫不太高時，可以不（bú）設置冷卻裝置而（ér）依靠自然冷（lěng）卻。設置溫（wēn）度調節（jiē）裝置後，有時會給注射生產帶來一些問題（tí），例如，采用冷水調節模溫時（shí），大氣中水分易凝（níng）聚在模型表壁，影響塑件表麵質量。而采用加熱措施後，模內一些間隙配合（hé）的零件可能由於膨脹而使間隙減小或（huò）消失，從而（ér）造成卡死或（huò）無法工作，設計時（shí）應予以注（zhù）意。

(二)模具溫度與（yǔ）生產效率的關係

模具溫度與生產效率的關係主要是由冷卻時間來（lái）體現的，塑件在模具內停留冷卻的時間t2與（yǔ）溫差Δ0成反比關係，若（ruò）要縮短塑（sù）件（jiàn）在模內的停留冷卻時間以提高生產效（xiào）率，就必須在工藝（yì）條件允許的情（qíng）況下（xià）盡量（liàng）增大塑料與型腔的（de）溫差。但（dàn）是，如（rú）果模具沒有溫度（dù）調節係統，模內的熱量就會隨著注射次數的增加而逐漸積累，使模溫逐漸升高，導致Δ0減小，從而（ér）生產效率隨著塑件在（zài）模內停留時間和成型周期的延長而（ér）下降，因此，模具內設置溫度調節（jiē）係統（tǒng）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（jì）算、溫控介質通道（dào）的尺寸和介質（zhì）用量的確定（dìng）以及通道回路的排布等，這些工（gōng）作仍（réng）是注射模設計中的一個難點，主要是理論方麵（miàn）缺乏熱傳導分析和熱計算基礎。近年來借助於計算機，已經（jīng）在這些（xiē）方麵取得了一定的成果和進展，但有些問題仍需進一步探討（tǎo）與完善。這裏僅（jǐn）介紹（shào）注射模（mó）冷卻係統設計的基本思路和設計原則。

(一)需要用冷卻（què）水擴散的（de）模具熱量（liàng）塑料（liào）傳給模具的熱量與自然對流散發到空氣中的模具（jù）熱量、輻射散發到空氣中的模具熱據及模具傳給注射機熱址的差值即為（wéi）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（lěng）卻係統的結（jié）構

(一)冷卻係統的設（shè）計原則

(1)冷卻水道應盡量多、截麵尺寸應盡量大 型腔表麵的（de）溫度與冷卻水道的數量、截麵尺寸及（jí）冷卻（què）水的溫度有關。在冷卻水（shuǐ）道數量和尺（chǐ）寸不同的條件下通入不同溫度的冷卻水後，模具內的溫度分布情況。由（yóu）圖可知，采用5個較大的水道孔時，型腔表麵（miàn）溫度比較均勻，出現60~60.05℃的變（biàn）化，而同一（yī）型腔采用2個較小的水道孔時，型（xíng）腔（qiāng）表麵溫度出現53.33~58.38℃的變化，由此可以看出，為了使型腔表麵溫度分布趨於均勻，防止塑件不均勻收縮和（hé）產生殘餘應力，在模具結構允許的情況下，應（yīng）盡量多設冷卻（què）水道，並使用較大的截麵（miàn）尺寸。

(2)冷卻水道至（zhì）型腔表麵距高應盡量相等 當塑件壁序均勻時，冷卻水道到型腔表麵好距)除，不是當件不均勻時，厚的地方冷卻水道（dào）到（dào）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（kǒng）邊至型腔表麵的距離應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處加強冷卻 塑料（liào）熔體充填型腔時（shí），澆口附（fù）近（jìn）溫度很高（gāo），距澆口越遠溫度就越低（dī），因此（cǐ）澆口附近應加強（qiáng）冷卻，通常將冷卻水（shuǐ）道的入口處設（shè）置在澆口附（fù）近，使澆口附（fù）近（jìn）的模具（jù）在較低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的（de）模具在經過一定程度（dù）熱交換後的溫水作用下冷卻。

(4)冷（lěng）卻水道出、入口溫（wēn）差應盡量小（xiǎo） 如果冷卻（què）水道較長，則冷（lěng）卻水出、入口（kǒu）的（de）溫差就比（bǐ）較大，易使模溫不均勻，所（suǒ）以在設（shè）計時應引起注意（yì）。降低了出、入（rù）口冷卻水的溫（wēn）差，提高了冷卻效（xiào）果。

(5)冷卻（què）水道應沿著塑料收縮的方向設置 對（duì）收縮率較大（dà）的塑料，例如聚乙烯，冷卻（què）水道應盡量沿著（zhe）塑料收縮的方向設置。方形塑件采用澆（jiāo）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，冷卻水道的設計（jì）還必須盡量避（bì）免接近塑件的熔接部位，以免產生熔（róng）接痕（hén），降（jiàng）低塑件強度;冷卻水道要易於加工（gōng）清理，一般水道孔徑為10mm左（zuǒ）右，冷卻水道（dào）的設計要防止冷卻水的泄漏，凡是易器的部位要加密封網等（děng）等。

(二)常見冷卻係統的（de）結構

塑料製件的形狀是多（duō）種多樣（yàng）的，對於不同形狀的塑件，冷（lěng）卻水道的位置與形狀也不一樣。

(1)淺型腔扁平塑件（jiàn）淺型腔扁平塑件在使用側澆口的情況下，通常（cháng）采（cǎi）用在（zài）動、定模兩側與型腔表麵等距離（lí）鑽孔的形式。

(2)中等深度的塑件 對於（yú）采用側澆口進料（liào）的中（zhōng）等深度的殼形（xíng）塑件，在（zài）凹模底部（bù）附（fù）近采用與型腔表麵等距離鑽（zuàn）孔的形（xíng）式，而在凸模中，由於容易儲存熱量，所以從加強冷（lěng）卻角度出發，按塑（sù）件形狀銑（xǐ）出矩形截麵的（de）冷卻槽，如凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔塑（sù）件深型腔塑（sù）件困難的是凸模的冷卻。在凹模一側（cè）從澆口附（fù）近進水，水流沿（yán）矩形截麵水槽和圓形截（jié）麵水道圍繞型腔一周之後，從分（fèn）型麵附近的出口排出。凸（tū）模上采取加工出螺旋槽和一定數量的不通孔，每個不通孔用隔板分成底部連通的兩個部分,從而形成凸模（mó）的冷回路。這種隔板形式的冷卻水道加工麻煩，隔板（bǎn）與孔的配合要求緊，否（fǒu）則隔板（bǎn）容易轉動而達不（bú）到設計目（mù）的，所（suǒ）以大型深型腔塑件常常采用的冷（lěng）卻水道。凸模及凹（āo）模（mó）均設置螺定式冷卻，所以大型深院白附近，水流分別流經凸模與凹模的螺旋槽後（hòu）在分型麵附近流出（chū），這種形式的冷卻水（shuǐ）道（dào）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模上開（kāi）設比較困難，常常采用噴射（shè）式水道或間接冷卻法。噴射（shè）式（shì）冷卻水道，在凸模中部開一個不通孔，不通（tōng）孔中插入一管子，冷卻（què）水流經管子噴射到澆口附近的不（bú）通孔底部，然後經過管子與凸模的間隙從出口處（chù）流出，使水流對凸模（mó）發揮冷卻作用。間（jiān）接冷卻法的兩個例子。凸模用導熱（rè）性良好的鈹銅製造，然後用噴射式將水（shuǐ）噴至凸模尾端進行冷卻;將鈹銅的一端（duān）加工出翅片，把另一端插入凸（tū）模中（zhōng），用來擴大散熱麵積，提高水流的冷卻效果（guǒ）。

四、模具加（jiā）熱係統

當注射（shè）成型工藝要求模具溫度在80℃以（yǐ）上時，模具（jù）中（zhōng）必（bì）須設置加熱裝（zhuāng）置。模具加（jiā）熱（rè）的方法很多，用熱水（shuǐ）、熱油、蒸汽和電加熱等。如果介質（zhì）采用（yòng）各種流體，其設計方法類似於冷卻水道。目（mù）前，普遍應用的是電加熱溫度調節係統。

(一)電加熱（rè）的方式（shì）電加熱通常采用電阻加熱法，其加熱方式有以下（xià）三種：

(1)電阻絲直接加熱將選擇（zé）好的電阻絲放入絕緣瓷管中裝入（rù）模板（bǎn）內，通電後就可對模其（qí）加熱。但電阻（zǔ）絲與空氣接觸後（hòu）易氧化，壽命不長，也不太安金。

(2)電熱圈加熱（rè）將電阻絲繞製在（zài）雲（yún）母片上，再裝（zhuāng）夾在特製的金屬外殼中，電阻絲與金屬外殼之間（jiān）用雲母片絕緣，模具放在其中進行加熱。其特點是結構簡單（dān），更換方便，但缺點是耗電量大（dà）。這種加熱裝置更適於壓縮欖、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒是一種標準（zhǔn）的（de）加熱元件，它是由具（jù）有一定功率的電阻絲和帶有耐熱絕緣材料的金屬密封管構成，使用時隻要將其插入（rù）模板（bǎn）上的加熱孔內通電即可，電熱棒加熱的特點是使用和安裝均很方便。

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