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（hé）種塑（sù）料進行注射成型，均有一個比較適宜的模（mó）具溫度範圍，在此溫度（dù）範圍內，塑（sù）料熔體的流動性好（hǎo），容易充滿型（xíng）腔，塑件（jiàn）脫模後收縮和（hé）翹曲變形小，形（xíng）狀與尺寸穩定，力（lì）學性能以及表麵質量也比較高。為了使（shǐ）模溫能控製在一個合理的（de）範圍內，必須設計模（mó）具溫度的調節係統。溫度的調節是指對飲具進行冷卻或加熱（rè），必要時兩者兼有，從而達到控製模品的自的。對（duì）具血進的調書是指對損具進行品神、塑件的形狀與（yǔ）尺寸、生產效率及成工對於黏度低、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（shuǐ）對模具進行冷卻，有時為（wéi）了（le）進一步縮短在模內聚甲醛、聚苯醚和氟（fú）塑料等，為了提高充型性能，成型工藝要求有較高的模溫，冷（lěng）卻（què）時（shí）間，亦可用冷水控製模溫。對於黏度高、流動性差的塑料例如（rú）聚碳酸酯，聚碸、因此經常（cháng）需要對模具加熱。

對於點流溫度或熔（róng）點鉸低的（de）塑料，一般需用常溫或冷水對模具冷卻;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150、 200℃,必須對模具加熱。流程長、壁厚較大的塑件，或者黏（nián）流溫度或熔點雖不高，但成型麵積很（hěn）大時，為了（le）保證塑料熔體在充模過程中不至溫降太大而影響（xiǎng）充型，可對模具采取適當的加（jiā）熱措施。對於大型模具，為保證生產之前用較短（duǎn）時間達到工藝（yì）所要求的模（mó）溫，可設置加熱裝置對模具進行預熱。對於小型薄壁塑件，且成型（xíng）工藝要求模溫不太高時，可以不設置冷卻裝置而依（yī）靠自然冷卻。設置（zhì）溫度調節裝置後，有時會給注（zhù）射生產帶來一些問題，例如，采用冷水調節模溫時，大氣中水分易凝聚在模型表（biǎo）壁（bì），影響塑件表麵質量。而采用加熱措施後，模內一些間隙配合的零件（jiàn）可能由於膨（péng）脹而使間隙減小或消失，從而造成卡死或無法工作，設計時應（yīng）予以注（zhù）意。

(二)模具溫度與生（shēng）產效率的關係

模具溫度與（yǔ）生產效率（lǜ）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（yǔ）溫差Δ0成反比關係，若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（zài）工藝條件（jiàn）允許的情（qíng）況下盡量增大塑料（liào）與型腔的溫差。但是，如果模具沒有溫度調節係統，模內的熱量就會隨著注射次（cì）數的增加而逐漸積累，使模溫逐漸升（shēng）高，導致Δ0減（jiǎn）小，從而生產效率隨著塑件（jiàn）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（bì）要的。

二、冷卻係統的計（jì）算

冷卻係統的計算包括熱傳導麵積的計算、溫控介（jiè）質通道的尺寸（cùn）和介質用量的（de）確定以及通道回路的排布等，這些工作仍是注射模設計中的一個難點，主要（yào）是理論方麵缺乏熱傳導分析和熱計算基礎。近年來借（jiè）助於計算機，已經在這些方麵取得了一定的（de）成果和進展，但（dàn）有些問題仍需進一步探討與完善（shàn）。這裏僅介紹注射（shè）模冷卻係統設計的基本思路和設（shè）計原則（zé）。

(一)需要用冷卻（què）水（shuǐ）擴散的模具熱（rè）量塑料傳給模具的熱量與自然對流散發到空氣中的模具熱量（liàng）、輻射散發到空氣（qì）中（zhōng）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（cháng）見冷卻係統的結構（gòu）

(一)冷卻係統的（de）設計原則

(1)冷卻（què）水道應盡量多、截麵尺（chǐ）寸應盡量大 型腔表（biǎo）麵的溫度與冷卻（què）水道的數量、截麵尺寸及冷卻水的溫度有關。在冷卻水道數量和（hé）尺寸不同的條件下（xià）通入（rù）不同溫度的冷卻（què）水後，模具內的溫度分布情況。由（yóu）圖可（kě）知，采用5個較大的水道孔時，型腔表麵（miàn）溫度比（bǐ）較均勻，出現60~60.05℃的（de）變化，而（ér）同一型腔（qiāng）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，為了使型腔表麵溫度分布趨於均勻，防止塑件不（bú）均勻收縮和產生殘餘應（yīng）力，在模具結構允許的情況下，應盡量多設冷卻水道，並使用較大的截麵尺（chǐ）寸。

(2)冷卻水道至（zhì）型腔表（biǎo）麵距高（gāo）應盡（jìn）量相等 當塑件壁序均（jun1）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（dì）方冷卻水道到型腔表（biǎo）麵的距離應近一（yī）些，間雕也可適當小一（yī）些。一般水道孔邊至型（xíng）腔表麵的距離應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處（chù）加強冷卻 塑料熔體（tǐ）充填型腔時，澆口附近溫度很高，距澆口越遠溫度就越低，因此（cǐ）澆口附近應加強冷（lěng）卻，通常將冷卻水（shuǐ）道的入口（kǒu）處設置在澆口附近，使澆口附近的模具（jù）在較低溫度（dù）下冷卻，而遠離澆口部分的模具（jù）在經過一定程（chéng）度熱交換後的溫水作用下冷卻。

(4)冷（lěng）卻水（shuǐ）道出、入口溫差應盡量小 如果冷卻水道較長（zhǎng），則冷卻水（shuǐ）出、入（rù）口的溫差就比較大，易使模（mó）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（shuǐ）道應沿（yán）著塑料收縮的方（fāng）向設（shè）置 對（duì）收縮（suō）率較大的塑料，例如聚乙（yǐ）烯，冷卻水（shuǐ）道應盡量沿著塑料收縮的（de）方向設置。方形塑件采用（yòng）澆口的冷卻水道，冷（lěng）卻（què）水道從澆口（kǒu）處開始，以（yǐ）方環狀向外擴展。此外（wài），冷卻水（shuǐ）道的設計還必須盡量避（bì）免接近塑件的熔接部位，以免產生熔接痕，降低塑件（jiàn）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（què）水道的設計要防止冷卻水的泄漏，凡是易器的（de）部（bù）位要加（jiā）密封網等等。

(二)常（cháng）見冷卻係統的結構

塑料製件的形狀是多種多樣的，對於不同形狀的塑（sù）件，冷卻水道的位（wèi）置與形（xíng）狀（zhuàng）也（yě）不一樣。

(1)淺型腔扁平塑件淺型腔扁平塑件在使用側（cè）澆（jiāo）口（kǒu）的情況下，通常采（cǎi）用在動（dòng）、定模兩側與型（xíng）腔表麵等距離鑽孔的形式。

(2)中等深度的塑件 對於采用（yòng）側澆口進料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部附近采用（yòng）與型腔表麵等距離鑽孔（kǒng）的形式，而在凸模中，由於容易儲（chǔ）存熱量，所以從加強冷卻角度出發，按（àn）塑件形狀銑出（chū）矩形截麵的冷卻槽，如凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔（qiāng）塑件深型（xíng）腔塑件困難的是凸模的冷卻。在凹模一側從澆口附近進水，水流（liú）沿矩形截麵水槽和圓形截（jié）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旋槽和一定數量的不通孔（kǒng），每個不通孔用隔板分成底部連通的兩個部分,從而形成凸模的冷回（huí）路。這種隔（gé）板形（xíng）式的冷卻（què）水道加工麻煩，隔板與孔的配合要求緊，否則隔板容易轉動而達不到設（shè）計目的，所以大型深型腔塑（sù）件常常采（cǎi）用的冷卻水道（dào）。凸（tū）模及凹模均設置螺定式冷卻，所（suǒ）以大型（xíng）深院白（bái）附近，水流分（fèn）別（bié）流經凸模與凹模的螺旋槽後在分型麵附（fù）近流出，這種形式的冷卻水道冷卻效果特（tè）別好

(4)細長塑件 細長塑件的冷卻水道在細長的凸模上（shàng）開設（shè）比較困（kùn）難，常常（cháng）采用噴射式水道或間接冷卻法。噴射式冷卻水道（dào），在凸模中部開一個不通（tōng）孔，不通孔中插入一管子，冷卻水流經管子噴射到澆口附近的不通孔底部，然後經過管子（zǐ）與（yǔ）凸模的間隙從（cóng）出口處流（liú）出，使水流對凸模發揮冷卻作用。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（hòu）用（yòng）噴射式將水噴至凸模尾端進行冷卻;將鈹銅的一（yī）端加工出（chū）翅片，把另一端插入（rù）凸模中，用（yòng）來擴大散熱麵積，提高水流的冷卻效果。

四（sì）、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，模具中必須設置加熱（rè）裝（zhuāng）置。模具加熱的方法很多，用熱水、熱油、蒸汽（qì）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（pǔ）遍應用的是電加熱（rè）溫度調節係統。

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

(1)電阻絲直接加熱將選擇好的電（diàn）阻絲放入絕緣瓷管中裝入模板內，通電（diàn）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)電熱圈加熱將電（diàn）阻絲繞製在雲母片上，再裝夾在特製的金屬（shǔ）外殼（ké）中，電阻絲與金屬外殼之間用雲母片（piàn）絕緣，模具放在其中進行加熱（rè）。其特點是結（jié）構簡單，更（gèng）換方便，但（dàn）缺點是耗電量大。這種加熱裝置更適於壓縮欖、壓注（zhù）欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒是一種標準的加熱元件，它是由具有一定功（gōng）率的電阻絲和帶有耐熱（rè）絕緣材料的金（jīn）屬密封管構成，使（shǐ）用時隻要將其插入模板上的加熱孔內（nèi）通（tōng）電即可，電熱（rè）棒加熱的特點是使用和安裝均很方便（biàn）。

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