一、模具溫度調節的重要性

(一)模具溫（wēn）度及其調節係統對塑件質量的影響

無論何種（zhǒng）塑料進行注射成型，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（róng）體的流動性好，容易充滿型（xíng）腔（qiāng），塑件脫模後收縮和翹曲變形小，形狀（zhuàng）與尺寸穩定，力學性能以及表麵質量（liàng）也比（bǐ）較高。為了使模溫能控製在一個（gè）合（hé）理的範圍內，必須設計模具溫度的調節係統。溫度的（de）調節是指對飲具（jù）進行冷卻或加熱，必要（yào）時兩者兼有，從而達（dá）到控製（zhì）模品的自的。對具血進（jìn）的調（diào）書是指對損具進行品神、塑件的（de）形狀與尺寸、生產效率及成工對（duì）於黏（nián）度低、流動性好的塑（sù）料，因為成溫的要求有關。溫部不在好的或常用（yòng）常溫水（shuǐ）對模具進行冷（lěng）卻，有時為了進（jìn）一（yī）步縮短在模內聚甲醛、聚苯（běn）醚和氟（fú）塑料等，為了提高（gāo）充型性能，成型工（gōng）藝要求有較高（gāo）的模溫，冷卻時間，亦可（kě）用冷水控製（zhì）模溫。對於黏度高、流動性差的塑料例如聚碳酸酯，聚碸、因此經常需要對模具加熱。

對於點流溫度或熔點鉸（jiǎo）低的塑（sù）料，一（yī）般需用常溫或冷水對模（mó）具冷卻;而（ér）對於高（gāo）黏流溫度或高熔點的（de）塑料，可用溫水控製模溫。對於熱固性塑料，模（mó）溫要求為150、 200℃,必須對模具加熱。流程長、壁厚較（jiào）大的塑件，或者黏流溫度或熔點雖（suī）不高，但成型麵積很大時，為了保證塑料熔（róng）體在充模過程中不至溫降（jiàng）太大而影響充型，可對模具采取適當的加熱措施。對於大型模（mó）具，為（wéi）保證生（shēng）產之前（qián）用較（jiào）短時間達到工（gōng）藝所要求的模（mó）溫，可設置加熱裝置（zhì）對模具進（jìn）行預熱。對於小型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫不太高時，可（kě）以不設置冷卻裝置而（ér）依靠自然冷卻。設置溫度調節裝置後，有時會給注射生產（chǎn）帶來一些（xiē）問題，例如，采用冷水（shuǐ）調節模溫時，大（dà）氣中水分易凝聚在模型表壁，影響塑件表麵質（zhì）量。而采用加熱措（cuò）施後，模內一些間隙配合的零件可（kě）能由於膨脹而使間隙減小或消失，從而（ér）造成卡死或無法工作，設計時應予以注意。

(二)模具溫度與生產效率（lǜ）的關係

模具溫度與（yǔ）生產效率的關係主要是由冷卻時間（jiān）來體現的，塑件（jiàn）在（zài）模具內停留冷卻的時間t2與溫差Δ0成反比關係，若要縮短塑件在模內的停留（liú）冷卻時間以提高生產效率，就必（bì）須在工藝條件允許的情況下盡量增大塑料與型腔的溫差。但是，如果模具沒有溫度調節係統（tǒng），模內的（de）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（zhì）Δ0減（jiǎn）小，從而生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、冷卻係統的計算

冷卻係統的計算包括熱傳導麵積的計算（suàn）、溫控介質通道的尺寸和介質（zhì）用量的確定以及通道回路的排布等，這（zhè）些工作仍是注射模設計中的一個難點，主要是理論方麵缺乏熱（rè）傳導分析（xī）和熱計算基礎。近（jìn）年來借助於計算機，已經在這些方（fāng）麵取得了一定的成果和進展，但有些問題仍需進一步探（tàn）討與完善（shàn）。這裏僅介紹注射模冷（lěng）卻係統設（shè）計的（de）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（sù）料傳給模具的熱量與自（zì）然對流散發到空氣中的模具（jù）熱量、輻（fú）射散發（fā）到空氣中的（de）模具熱據及（jí）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（yǔ）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、截麵尺寸應盡量大（dà） 型腔表麵的溫度與冷卻水道的數量、截麵尺寸及冷卻水的溫度（dù）有關（guān）。在冷卻水道數量和尺寸（cùn）不同的條件下通入不同（tóng）溫度的冷卻水後（hòu），模具內的溫（wēn）度分布情況。由圖可知，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，由此可以看出，為了使型（xíng）腔表麵溫度分布趨於均勻（yún），防止塑件不均勻收縮和（hé）產生殘餘應力，在（zài）模具結構允許的情況下，應盡量多設冷卻水道，並（bìng）使用較大的（de）截麵尺寸。

(2)冷卻水道至型腔表麵距高應盡量相等 當塑件壁序均勻時，冷卻水道到（dào）型腔表麵好距)除（chú），不是當件不均勻時，厚的地方（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。一般水道孔邊至型腔表麵的（de）距離應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處加強冷卻 塑（sù）料熔體充填（tián）型腔時，澆口附近溫度很高，距（jù）澆口越遠溫度就越低，因此（cǐ）澆口附（fù）近應加強冷卻，通常將冷卻水道的入口（kǒu）處設置在澆口附近（jìn），使澆口附近的模具在較低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經過一定（dìng）程度熱交換後（hòu）的溫水（shuǐ）作用下冷卻（què）。

(4)冷卻水道出、入口溫差應盡量小 如果（guǒ）冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的（de）溫差就比（bǐ）較大，易使模溫不均（jun1）勻，所以在設計時應引（yǐn）起（qǐ）注意。降（jiàng）低了出、入口冷（lěng）卻水的溫（wēn）差，提高了冷卻效果。

(5)冷卻（què）水道應沿著塑料收縮（suō）的方向設置 對收縮率較（jiào）大（dà）的塑（sù）料，例如聚（jù）乙烯，冷卻水道應盡（jìn）量沿著塑料（liào）收縮的方向設置。方形塑件采用澆口的冷卻水道（dào），冷卻（què）水道從澆口處開（kāi）始，以方環狀向外擴展。此外，冷（lěng）卻水道的設計還必須盡（jìn）量避免接近塑件的熔接部位，以免產生熔接痕，降低塑（sù）件強度;冷卻（què）水道要易於加工清理，一般水道孔徑為10mm左右，冷（lěng）卻水道的設計要防止冷（lěng）卻水的泄（xiè）漏，凡是易器的部位要加密封網（wǎng）等（děng）等（děng）。

(二（èr）)常見冷卻係統的結構

塑料製（zhì）件的形狀（zhuàng）是（shì）多種多樣的，對於不（bú）同形（xíng）狀的塑件，冷卻水道的位置與形狀也不一樣（yàng）。

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

(2)中（zhōng）等深度的塑件 對於采用側澆（jiāo）口進（jìn）料的中等深度的殼形塑件，在（zài）凹模底部附近采用與型腔表麵等（děng）距離鑽孔（kǒng）的形式（shì），而在凸模中，由於容易儲存（cún）熱量，所以從加強冷卻角度出（chū）發，按（àn）塑件形狀銑出矩形截麵（miàn）的冷卻槽，如凹模也需加強（qiáng）冷卻。

(3)深型（xíng）腔（qiāng）塑件深型腔塑件困難的是凸模的冷卻。在凹模一（yī）側從澆口附近進水，水流沿矩形截麵水槽和圓形截麵水道圍繞型腔一周之後，從（cóng）分型麵附近（jìn）的出口排出。凸模上（shàng）采取加工出螺（luó）旋槽和一定（dìng）數量的（de）不通孔，每個不通孔用隔板分成底部連（lián）通的兩個部分,從而形成凸模的冷回路。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（zé）隔（gé）板容易轉動而達不（bú）到設計（jì）目的，所以大型（xíng）深型腔塑件常常采用的冷卻水道。凸模及凹模均設置（zhì）螺定式冷卻，所以大型深院白附近，水流分別（bié）流經凸模與凹模的螺旋槽後在分型麵附近（jìn）流出，這種形式的冷卻水道冷卻效果特別好（hǎo）

(4)細長塑件 細長塑件的冷卻水道（dào）在細長的凸模（mó）上開設比較困難，常（cháng）常采用噴射式水道或間接冷卻（què）法。噴射式冷卻水道，在（zài）凸模中（zhōng）部（bù）開一個不通孔，不（bú）通孔中插入一管子，冷卻水流經管子噴射到澆口附近的不通孔底部，然後經（jīng）過管子與凸模的間隙從出口處流出，使（shǐ）水流對凸模發揮冷卻作用。間接冷卻（què）法的兩個例子。凸模用導熱性良好的（de）鈹銅製造，然後用噴射式將水噴至（zhì）凸（tū）模尾端進行（háng）冷卻;將鈹（pí）銅的一（yī）端加工出翅片，把另一端插入凸模（mó）中，用來擴大散熱麵積（jī），提高水（shuǐ）流的冷（lěng）卻效果。

四（sì）、模具加熱係統

當注射成型工藝要求模具溫度在80℃以上時（shí），模具中必須設（shè）置加熱裝置。模具加熱的方法很多，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（sì）於（yú）冷卻水（shuǐ）道。目前，普遍（biàn）應（yīng）用的是電加熱（rè）溫度調節係統。

(一)電加熱的方（fāng）式電加熱通常采用電阻加熱法（fǎ），其加熱（rè）方式有以下三種：

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

(2)電熱圈加熱將電阻絲繞製在雲母片上，再裝夾（jiá）在特製的金屬外（wài）殼中，電阻絲與金屬（shǔ）外（wài）殼之間用雲母片絕緣，模具放在其中進行加熱。其特點（diǎn）是結構（gòu）簡單，更換方便，但缺點是耗電（diàn）量大。這種加熱裝置更適（shì）於壓縮欖、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒是一種標準的加熱（rè）元件，它是（shì）由具有一定（dìng）功率的電阻絲和帶（dài）有耐熱（rè）絕緣材料的金屬密封管（guǎn）構成，使用時隻要將其插入模板上的加熱孔內通電（diàn）即可，電（diàn）熱棒加熱的特點是使用和安裝均很（hěn）方便。

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