一、模具溫度調節的重要性

(一)模具溫度（dù）及其調節係統對塑件（jiàn）質量的影響

無論何種（zhǒng）塑料進行注射成型（xíng），均有一個比較適宜（yí）的模具溫度範圍，在此溫度範圍內，塑（sù）料熔體的流動性好，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，力學性能以及表麵質量也比較高。為了使模溫能控製（zhì）在一個合理的範圍（wéi）內，必須（xū）設（shè）計模具溫度的調（diào）節係（xì）統。溫度的調節是指（zhǐ）對飲具進行冷卻或加（jiā）熱，必要時兩者兼有，從而達到控（kòng）製模品的自的。對具血進（jìn）的調書是指對損具進行品神、塑件的（de）形狀與尺寸、生產效率及成工對於黏（nián）度低、流動性好（hǎo）的塑料，因為成溫的要求有關。溫部不在好的或（huò）常用常溫水對模具進行冷卻，有時為（wéi）了進一步（bù）縮短在模內聚甲醛、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（mó）溫，冷卻時間，亦可用冷水控（kòng）製模溫。對於黏度高、流動性差的（de）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（diǎn）鉸低的塑（sù）料（liào），一般需用常溫或冷水對模（mó）具冷卻;而對於高黏流溫度或高（gāo）熔點的塑料，可用溫水控製模溫。對於熱固性塑料，模溫要（yào）求為150、 200℃,必須對模具加（jiā）熱。流程長（zhǎng）、壁厚較大（dà）的塑件，或者黏流溫度或熔點雖不高，但成型麵積（jī）很大時，為了保證塑（sù）料熔體在充模過（guò）程中不至溫降太大而影響（xiǎng）充（chōng）型，可對模具采取適當的加熱措（cuò）施。對於大型模具，為（wéi）保證生產之前用較短時間達到工藝所要求的模溫，可設置加熱裝置對模具進行預熱（rè）。對於小型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫不太高時，可以不設置冷卻裝置（zhì）而依靠自然冷（lěng）卻。設置溫度調節（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（shuǐ）調節（jiē）模溫時，大氣中水分易凝聚在模（mó）型表壁，影響（xiǎng）塑件表麵（miàn）質量。而采用加熱措施後，模內（nèi）一些間隙（xì）配合的零件可能由於膨（péng）脹而使間隙減小（xiǎo）或消失，從（cóng）而造成卡死或無（wú）法工作，設計時應予以注意。

(二（èr）)模具溫度（dù）與生產效（xiào）率的關係

模具溫度與生產效（xiào）率的關係主要是由冷卻（què）時間來體現的，塑件在模具內停留冷卻的（de）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，就必須在工藝條件允許的（de）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，模內的熱量就（jiù）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模（mó）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（tǒng）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的（de）確定以及通（tōng）道回路的排布等，這些工作仍是注（zhù）射模設計中的一個難點，主要是理論方（fāng）麵（miàn）缺乏熱傳導分（fèn）析和熱計算基礎。近年來借助於計算機，已經在（zài）這些方麵取得了一定的成果和進展，但有些問題仍需進（jìn）一步探討與完善（shàn）。這裏僅介紹注射模冷卻係統（tǒng）設計的基本思路和設計原則。

(一)需要用冷卻水擴散的模具熱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）、輻射散發到空氣中的模具熱據及模（mó）具（jù）傳給注射機熱址的差（chà）值即為用冷卻水擴散的模具熱量。

三、冷（lěng）卻（què）係統的設（shè）計原則與常見冷卻係統的結構

(一（yī）)冷卻係統的設計原則

(1)冷卻水（shuǐ）道應盡量多、截麵尺寸應盡量大 型腔表麵的溫度與冷卻水道的數量、截麵尺（chǐ）寸及冷卻水的溫度有（yǒu）關。在冷卻水道數量（liàng）和尺寸不同的條件下通入不同溫度的冷卻水後，模具內（nèi）的溫度分布情（qíng）況（kuàng）。由圖可知，采用5個較大的水道孔時，型（xíng）腔表麵（miàn）溫度比較均勻，出（chū）現60~60.05℃的變化，而同一（yī）型腔采（cǎi）用2個較小的（de）水（shuǐ）道孔時，型腔表（biǎo）麵（miàn）溫度出現（xiàn）53.33~58.38℃的變化，由此可以看（kàn）出，為了使型腔表麵溫（wēn）度分布趨於均勻，防止塑件不均（jun1）勻收縮和產生殘餘應力，在（zài）模具（jù）結構（gòu）允許的情況下（xià），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（biǎo）麵距高（gāo）應盡量相等 當（dāng）塑件壁序均勻時，冷卻水（shuǐ）道到型腔表麵（miàn）好距（jù）)除，不是當件不均勻時，厚的地方冷（lěng）卻水道到型腔表麵（miàn）的距離應近一些，間雕也可適當小一些。一般水（shuǐ）道孔邊至型腔表麵的距離應大（dà）於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處加強冷卻 塑料（liào）熔體充（chōng）填型（xíng）腔時，澆口附近溫度很高，距澆口越遠溫度就越低，因此澆口附近應（yīng）加強（qiáng）冷卻，通常將冷卻水道的入口處（chù）設置（zhì）在澆口附近，使澆口附近的（de）模具在較低（dī）溫度下冷卻，而遠離澆口部（bù）分的模具在經過一定程度熱交換後的溫水作用下冷卻。

(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（yì）使模（mó）溫不均勻，所（suǒ）以在設計時應引起注（zhù）意。降低了（le）出、入口冷卻水（shuǐ）的溫差，提高了冷卻效果。

(5)冷卻水道應（yīng）沿（yán）著塑料收縮的方向設置 對（duì）收縮率較（jiào）大的塑料，例如聚乙烯，冷卻水道應盡量沿著（zhe）塑料收縮的（de）方向設置。方形塑件采用澆口（kǒu）的冷卻水道，冷卻水（shuǐ）道從（cóng）澆口處開始，以方環狀（zhuàng）向外擴展（zhǎn）。此外，冷卻（què）水（shuǐ）道的設計還必須盡量避免接近塑件（jiàn）的熔接部位，以免（miǎn）產（chǎn）生熔接痕（hén），降低塑件強度（dù）;冷卻水道要易於加工清理，一般水道（dào）孔徑為10mm左右，冷卻水道的設計要防止冷（lěng）卻水的泄漏，凡是易器的部位要加密封網等等。

(二)常見冷卻係（xì）統的結構

塑料製件的形狀是多種多樣（yàng）的，對於不同形狀的（de）塑件，冷卻水道的位置與形狀（zhuàng）也不一樣。

(1)淺型腔扁平塑件淺型腔扁平塑件在（zài）使（shǐ）用側澆口（kǒu）的情況下，通常采（cǎi）用在動、定模兩側與型腔表麵等距（jù）離鑽孔的形式。

(2)中等（děng）深（shēn）度的塑件 對於采用側澆（jiāo）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（lí）鑽孔的形式（shì），而在凸模中（zhōng），由於容易儲存熱（rè）量，所以從加（jiā）強冷卻角度出發，按塑件形狀銑出（chū）矩形截麵的冷卻槽，如凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔塑件深型腔塑件困難（nán）的是凸（tū）模的（de）冷卻。在凹模一側從澆（jiāo）口附近進水，水流沿矩形截麵水槽和圓形截麵（miàn）水道圍繞型腔一周之後，從分型麵附近（jìn）的出口排出（chū）。凸模（mó）上采取加工出（chū）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（lián）通的兩（liǎng）個部分,從而形成（chéng）凸模的冷回路。這種隔（gé）板形式的冷卻水道加工麻煩，隔板（bǎn）與孔的配合要求緊（jǐn），否則隔板容易轉動而達不到設計目的，所以大型深型腔塑件（jiàn）常常（cháng）采用的冷卻水道。凸模及凹模均設置螺定式冷卻（què），所以大型深院白附（fù）近，水（shuǐ）流分別流經凸模與凹（āo）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在細長的凸模上開設比較困難，常常采用噴射式水（shuǐ）道或間（jiān）接冷（lěng）卻法。噴射式冷卻水（shuǐ）道，在（zài）凸模中部開一個不通孔，不通孔中插入一管子，冷（lěng）卻水流經（jīng）管子噴射到澆口附近的不通（tōng）孔底部，然後（hòu）經過管子與凸（tū）模的間隙從出口處流出，使水流對凸模（mó）發揮冷卻作用。間接（jiē）冷卻法的兩個例子（zǐ）。凸模用導熱性良好的鈹銅製造，然後用噴射式將水噴（pēn）至凸模尾（wěi）端進行冷卻;將鈹銅的一端加工出翅（chì）片，把另一端插入凸模中，用來擴大散熱麵積，提高水流的冷卻效果。

四、模（mó）具加熱係（xì）統

當注射成型工藝要求模具溫度在（zài）80℃以（yǐ）上時，模具中必須設置（zhì）加熱裝置。模具（jù）加熱的方法很多，用（yòng）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（pǔ）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（diàn）阻加熱（rè）法，其加熱方式有（yǒu）以下三種：

(1)電阻（zǔ）絲直接（jiē）加熱（rè）將選擇好的電阻絲放入絕緣瓷管中裝入模板內，通電後就可對模其（qí）加熱。但電阻絲（sī）與空氣接觸後易氧化，壽命不長（zhǎng），也不太安金。

(2)電熱圈加熱將電阻絲繞製在雲母（mǔ）片上，再裝夾在特（tè）製的金屬外殼中，電阻絲與金屬外殼之間用雲母片絕緣，模具放在其（qí）中（zhōng）進行加熱（rè）。其特點是結構簡單，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、壓注欖（lǎn）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絕緣材料的金屬密封管構成，使用時隻要將其插入模板上（shàng）的加熱孔內通電即可，電熱棒加熱（rè）的特點是使用和（hé）安裝均很方（fāng）便。

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