一、模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

無論何種塑料進行注（zhù）射成型，均（jun1）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（tǐ）的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模後收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩定，力學性（xìng）能以及表麵質量也比較高。為了使模溫能控製在一個合理的範圍內，必須設計模具（jù）溫度的調節係統。溫度的調節是指對飲具進行冷卻或加熱，必（bì）要時兩者兼有，從而達到控製（zhì）模品的自的。對具血進的調書是指對損具進行品神、塑件的形狀與尺（chǐ）寸、生（shēng）產效（xiào）率及成工（gōng）對於黏度低、流動性（xìng）好的塑料，因為成溫的要求有關。溫部不在（zài）好（hǎo）的或常用常溫水對模具（jù）進行冷卻，有時為了進一步縮短在模內聚（jù）甲醛、聚苯醚（mí）和（hé）氟塑料等，為了提高充型性能，成型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、流動（dòng）性差的塑料例如聚碳酸酯，聚碸、因此（cǐ）經（jīng）常需要對模具加熱。

對於點流溫度或熔點鉸低的塑料，一般需用常（cháng）溫（wēn）或冷水對模具冷卻;而對於高黏流溫度或高熔點的塑料，可用溫水控製模溫。對於熱固性塑料，模溫要求為（wéi）150、 200℃,必須對（duì）模具加熱（rè）。流程長、壁厚較大的塑（sù）件，或者黏流溫度或（huò）熔點（diǎn）雖不高，但成型麵積很大時（shí），為了保證塑（sù）料熔體在充模過程（chéng）中不至溫降太大（dà）而影響充型，可（kě）對模具采取適當的加熱措施。對於大（dà）型模具，為保證生產之前用較短時間達到（dào）工藝所要求的模溫，可設置加熱裝置對（duì）模具進行預熱。對於小型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫不太（tài）高時，可（kě）以不設置冷卻（què）裝置而（ér）依靠自然冷卻。設置溫度調節裝（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（qì）中水（shuǐ）分易凝（níng）聚在模（mó）型表壁，影響塑件表麵質量（liàng）。而采（cǎi）用加熱措施後，模內（nèi）一些間隙配合的零件可能由於（yú）膨脹（zhàng）而使間隙減小（xiǎo）或消失，從（cóng）而造成（chéng）卡死或無法工作，設計時應予以注意。

(二)模具溫（wēn）度與生產效率的關係

模具溫度與生產（chǎn）效（xiào）率的關係主要是由冷卻時間來體現的，塑件在模具內停留冷卻的時間t2與溫差Δ0成反比關係，若要縮（suō）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（liàng）增大塑料與型腔（qiāng）的溫差。但是，如果模具沒（méi）有溫度調節係統，模內的熱量（liàng）就會隨著注射次數的（de）增加而（ér）逐（zhú）漸（jiàn）積累，使模溫逐漸升高，導致Δ0減小，從而（ér）生（shēng）產效率隨著塑件在模內停留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（lěng）卻係（xì）統的計算

冷卻係（xì）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質用量（liàng）的確定以及通道回路的排布等，這些工作仍是（shì）注（zhù）射模設計中的一個難（nán）點，主要是理論方（fāng）麵缺（quē）乏熱傳導分析和熱計算基礎。近年來借助於計算機（jī），已經在（zài）這些（xiē）方麵取得（dé）了一定的成果和進展，但有些問題仍需進一步探（tàn）討（tǎo）與完善。這裏僅介紹注射（shè）模冷卻係統設計的基（jī）本思路和設計原則。

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

三、冷卻係統的設計原則與常見冷（lěng）卻係統的結構

(一)冷卻係統的設計原則

(1)冷卻水道應盡量（liàng）多、截（jié）麵尺寸應盡量大（dà） 型腔表麵的（de）溫度與冷卻水道的數量、截（jié）麵尺寸及冷卻水的溫（wēn）度有關。在冷卻水道數量和尺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。由圖可知，采用5個較大的水道孔時，型腔表麵溫度比較均勻，出現60~60.05℃的變化，而同一型腔采用（yòng）2個較小的水道孔時，型（xíng）腔表麵（miàn）溫度出（chū）現53.33~58.38℃的變化，由此（cǐ）可以看出，為了使型（xíng）腔表麵溫度分（fèn）布趨於均勻，防止塑件不均勻收縮和產生殘餘應力，在模具結構（gòu）允許的情況下，應盡量多設冷卻水道，並使用較大的截麵尺寸。

(2)冷卻水道至型腔表麵距高應盡量相等 當塑件壁（bì）序均（jun1）勻（yún）時，冷卻水道到（dào）型腔表麵好距)除（chú），不是當件不均勻時，厚（hòu）的地方（fāng）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（kǒng）邊至型腔表麵的距離應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處加（jiā）強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度很（hěn）高，距澆口越遠溫度就（jiù）越低，因此澆口附近（jìn）應加強冷卻，通（tōng）常將冷卻水道的入口處設置在澆口附近，使澆口附近的模具在較低溫（wēn）度下冷（lěng）卻，而遠離澆（jiāo）口部分的模具在（zài）經過（guò）一定程度熱（rè）交換後的溫（wēn）水作用下冷卻。

(4)冷卻水道出、入口溫差應盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模（mó）溫（wēn）不均勻，所（suǒ）以在設計時應引起注意。降低了出、入口冷卻（què）水的溫（wēn）差，提（tí）高了（le）冷卻效果。

(5)冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 對收縮（suō）率較（jiào）大（dà）的塑料，例如聚乙烯，冷卻水道應盡量沿（yán）著塑料收縮的方向設置。方形塑件采用（yòng）澆口的冷卻水道，冷卻水道從澆口處開始（shǐ），以方（fāng）環狀向外擴展（zhǎn）。此外，冷（lěng）卻（què）水道的設計還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產生熔接痕，降低塑件強度;冷（lěng）卻水道要易於加工（gōng）清理，一般（bān）水道孔徑為10mm左右，冷卻水道的設（shè）計要防止冷卻（què）水的泄漏，凡是易器（qì）的部位要加密封網等等。

(二)常見冷卻係統的結構

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

(1)淺型腔（qiāng）扁平塑件淺型腔（qiāng）扁平塑（sù）件在使用側澆口的（de）情況下，通（tōng）常采用在動、定模兩側與型（xíng）腔表麵等距離鑽孔的形（xíng）式。

(2)中等深度的塑件 對於采（cǎi）用側澆口進料（liào）的中等深度的殼形塑件，在凹模（mó）底部附近采用與型腔表麵等距離鑽孔的形式（shì），而在（zài）凸模中，由於容易儲存熱量，所以從加強冷卻角度出發，按塑件形狀銑出矩形截麵的冷卻槽，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模的冷卻（què）。在凹模一（yī）側從澆口附近進水（shuǐ），水流沿矩形截麵（miàn）水槽和圓形截麵水道圍繞型腔（qiāng）一周（zhōu）之後，從分型麵附（fù）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（měi）個不通孔用隔板分成底部連通（tōng）的兩個部分（fèn）,從而形成凸模的冷回路。這種隔板形式的冷卻（què）水道加工麻煩，隔（gé）板與孔的配合要（yào）求緊，否則隔（gé）板容易（yì）轉動而（ér）達不到（dào）設計目的，所以大型深型腔塑件常常（cháng）采用的（de）冷卻水道。凸模及凹模均設置（zhì）螺定式冷卻，所以大型深院白附近，水（shuǐ）流分別流經凸（tū）模與凹模的螺旋槽後在分型麵附近流出，這種形（xíng）式（shì）的冷卻水道冷卻（què）效果特別好

(4)細（xì）長（zhǎng）塑件 細長塑件的冷卻水道在（zài）細長的凸（tū）模上開設比較（jiào）困難，常（cháng）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（yī）管（guǎn）子，冷卻水流經管子噴射到（dào）澆口附近的不通孔（kǒng）底部，然後經過管子與凸模的（de）間隙從出（chū）口處流出，使（shǐ）水流對凸模發揮（huī）冷卻作（zuò）用。間接冷卻（què）法的（de）兩個例子（zǐ）。凸模用導熱性（xìng）良好的鈹銅製造，然後用噴射式將水噴至凸模尾端（duān）進行冷卻;將鈹銅的一端加工出翅片，把另一端插入凸模中，用來擴大散熱麵積，提高水流的冷卻（què）效果。

四（sì）、模具加熱係（xì）統

當注射成型工（gōng）藝要求模具溫度在80℃以上時，模具（jù）中必須設置加熱裝置。模具（jù）加熱的方法（fǎ）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（jì）方法類似（sì）於（yú）冷卻水道。目前，普（pǔ）遍應用的（de）是電加熱溫度調節係統。

(一)電加熱（rè）的（de）方式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（diàn）阻絲直接加熱將選擇好的電阻絲放入絕緣瓷（cí）管中裝入模板（bǎn）內，通電後就可對模其加熱。但電阻絲與空氣接觸後易（yì）氧化，壽命不長，也不（bú）太安金。

(2)電（diàn）熱圈加熱將電阻絲繞製在（zài）雲母片上，再裝夾在特製的金屬外殼中，電阻絲與金屬外殼之（zhī）間用雲母片絕緣（yuán），模具放在其中進行（háng）加熱。其特點是結（jié）構（gòu）簡單，更換方便（biàn），但缺點（diǎn）是耗電量大。這種加熱裝置更（gèng）適於壓縮欖、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加（jiā）熱 電熱棒是一種標準的加熱元件，它是由具有一定功率的（de）電阻絲和帶有耐熱絕緣材（cái）料的金屬密封管構（gòu）成，使用（yòng）時隻要將其插入模板上的加熱孔內通電即可（kě），電熱棒加熱的特點是使用（yòng）和安裝均很方便。

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