一、模具溫度調節的重要性

(一)模（mó）具溫度及其（qí）調節係統對塑件（jiàn）質量的影響

無論何種塑料進行注射成型，均有一（yī）個比（bǐ）較適宜的模具（jù）溫度範圍，在此溫度範圍內（nèi），塑料熔體（tǐ）的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模後收縮和（hé）翹曲變形小（xiǎo），形狀與尺（chǐ）寸穩定，力學性能（néng）以及表麵質量也比較高（gāo）。為了使模溫（wēn）能控製在一個（gè）合理（lǐ）的範圍內，必須設計模具溫度的調節係統。溫度的調節是指對（duì）飲具（jù）進行冷卻或加熱（rè），必要時（shí）兩（liǎng）者兼（jiān）有，從而達到控製模品（pǐn）的自的。對具血（xuè）進的（de）調書是指對損具（jù）進行品神、塑件的形狀與尺寸、生產效率及（jí）成工對於（yú）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（huò）常用常（cháng）溫水對模具進行冷卻，有時（shí）為了進一（yī）步縮短在（zài）模內（nèi）聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，為了提高充型（xíng）性能，成型（xíng）工藝要求有較高的模（mó）溫，冷卻時間，亦可用（yòng）冷水控製模溫。對於黏度高、流動（dòng）性差的塑料例如聚碳酸酯，聚碸、因此經常需要對（duì）模具加熱。

對於點流溫（wēn）度或熔點鉸低（dī）的塑料，一般需用常溫或冷水對模具冷卻;而對於高黏流溫度或高（gāo）熔點的塑料（liào），可用溫水控（kòng）製模溫。對於（yú）熱固性塑料（liào），模溫要求為150、 200℃,必須對（duì）模具加熱。流程長、壁厚（hòu）較大的塑件，或者黏流溫度或熔點雖不高，但成型麵積很大（dà）時，為了保證（zhèng）塑料熔體在充模過程中不至溫降太大而影響充型，可對模具采取適當的加熱措施。對於大型（xíng）模具，為保證生產之前用較短時間達到工藝所要求的模溫，可設（shè）置加熱裝置對模具進行預熱。對（duì）於（yú）小型薄壁塑（sù）件，且成型工藝要求模溫（wēn）不太高時，可以不設置冷卻裝置而依靠自然冷卻。設置溫度調節裝置後，有時會給注射生產帶來一些（xiē）問題，例如，采用冷水調節模溫時，大氣中水分易凝聚（jù）在（zài）模型表（biǎo）壁，影響塑件表麵質量。而（ér）采用加熱措施後，模內一些間隙配合的零件可能由於膨脹（zhàng）而使（shǐ）間（jiān）隙（xì）減小或消失，從而造成卡死或無法工作，設（shè）計時應予以注意。

(二)模具（jù）溫度與生產效率的關（guān）係

模（mó）具溫度與生（shēng）產效率的關係主要是由冷卻時間（jiān）來體現的，塑件在模具內停（tíng）留冷卻的時間t2與溫差Δ0成反比關係，若要縮短塑件在（zài）模內的停留冷卻（què）時間以提高生產（chǎn）效率，就必須在工藝條件允許的情（qíng）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（zhe）注射次數的增（zēng）加而逐漸（jiàn）積累，使模溫逐漸升高，導致（zhì）Δ0減小，從而生產（chǎn）效率隨著塑件在模內停留時間和成（chéng）型周期的延長（zhǎng）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（miàn）積的計（jì）算、溫控介（jiè）質通道的尺寸和介質用量的確定以及通道回路的（de）排布等，這些（xiē）工作仍是注射模設計中（zhōng）的一個難點（diǎn），主要是理論（lùn）方麵缺乏熱傳導分析和熱計算基（jī）礎。近年來借助於計算機，已經（jīng）在這些方（fāng）麵取得了一定（dìng）的成（chéng）果（guǒ）和（hé）進展，但有些問題仍（réng）需進一步探討（tǎo）與完善。這裏（lǐ）僅介紹注射模冷卻係統設計的基本思（sī）路和設（shè）計原則。

(一)需要用（yòng）冷卻水擴散的模具熱（rè）量塑料傳給模具的（de）熱量與（yǔ）自然對（duì）流散發到空氣中的模具熱（rè）量（liàng）、輻射散發到空氣中的模具熱據及（jí）模具傳給注射機熱址的差值即為用冷卻水擴散的模（mó）具熱量。

三、冷（lěng）卻係統的設計原（yuán）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（yīng）盡量大 型腔（qiāng）表麵的溫度與冷卻水道的數量、截麵尺寸及冷（lěng）卻水的溫度有關。在冷卻水道數量和（hé）尺寸不（bú）同（tóng）的條件下（xià）通入不同溫度的冷卻水後，模具內的溫度分布情況。由圖可知，采（cǎi）用5個較大的水道孔時，型腔表麵溫度比較（jiào）均勻，出現60~60.05℃的變（biàn）化（huà），而（ér）同一型腔采用2個較小（xiǎo）的水道（dào）孔時，型腔表（biǎo）麵溫（wēn）度（dù）出現53.33~58.38℃的變化，由此（cǐ）可以看出，為了使型腔（qiāng）表麵溫度分布趨於均勻，防止塑件不均勻收縮和產生殘餘應力，在模具結構允（yǔn）許的（de）情況（kuàng）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（děng） 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（hòu）的地方冷（lěng）卻水道到型腔（qiāng）表麵的距離應近一些，間雕也可（kě）適當小一些。一般水道（dào）孔邊至型腔（qiāng）表麵的距離應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度很高，距澆（jiāo）口越遠溫度就越低，因此澆口附近應加強冷卻，通常將冷卻水道的入口（kǒu）處設置在澆口附近，使澆口附近的模具在較低溫（wēn）度下冷卻，而遠離澆口部分的模（mó）具在經過一定程度熱交換後的溫水作用下冷卻（què）。

(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（què）水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設計時應（yīng）引起注意。降低了出、入（rù）口（kǒu）冷（lěng）卻水的溫（wēn）差，提高了（le）冷卻效果。

(5)冷卻水道應沿著塑料收縮的（de）方向設置 對（duì）收縮率較（jiào）大的塑料（liào），例如聚乙烯，冷卻水道應盡量沿著塑料收縮的方（fāng）向設置。方形塑件采用（yòng）澆（jiāo）口的冷卻水道，冷卻水道（dào）從澆口處開始，以方環（huán）狀向外擴展。此外，冷卻水道的設計還必須盡量避免接近塑件的熔接（jiē）部位，以免產生熔接痕，降低塑件強度（dù）;冷卻水道要易（yì）於加（jiā）工清理，一般水（shuǐ）道孔徑為10mm左右，冷（lěng）卻水道的設計要防止冷卻水的泄漏，凡是易（yì）器（qì）的部位要加密封網等（děng）等。

(二)常見（jiàn）冷卻（què）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（xíng）腔扁平塑件在使用側澆口（kǒu）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)中等深度（dù）的塑件 對於采用側澆口進料的中等深度的殼形塑件（jiàn），在凹模底部附近采用與型腔表麵等距離鑽孔的形式，而在凸模（mó）中，由於容易儲存熱量，所以從加強冷卻角度（dù）出發，按塑件形狀銑出矩（jǔ）形截麵的（de）冷卻槽，如（rú）凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔塑件（jiàn）深型腔塑件困（kùn）難的是（shì）凸模的冷卻。在凹模一（yī）側從澆（jiāo）口附近進水，水流沿矩形截麵水槽和圓（yuán）形（xíng）截麵水道圍繞型（xíng）腔一周之後（hòu），從分型麵附近的（de）出口排出。凸模上（shàng）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,從而形成凸模的冷回路。這種隔板形式的冷卻水道加工麻（má）煩，隔板與孔的配合要求緊，否則隔板容易轉動（dòng）而達不到設計目的（de），所以大（dà）型深型腔（qiāng）塑件常常采（cǎi）用的冷卻水道。凸模及凹模均設置螺定式冷卻，所以大型深院白附近，水流分別流經凸模與凹模的螺旋（xuán）槽後在分型麵附近（jìn）流出，這種（zhǒng）形式的冷卻（què）水道冷卻效果特別好

(4)細長塑件 細長塑件的冷卻水道在細長的凸模（mó）上開設（shè）比較困難，常常采用噴射式水道或間接冷卻法。噴射式冷卻水道，在（zài）凸模中部（bù）開一個不通孔，不通孔中插入一管子，冷卻水流經管子噴射到（dào）澆口附（fù）近的不（bú）通孔底部，然後經（jīng）過（guò）管子（zǐ）與（yǔ）凸模的間隙從出口處流出，使水流對凸模發揮冷卻作（zuò）用。間接冷卻法的兩個例子。凸模用導熱性良好的鈹銅製造，然後用（yòng）噴（pēn）射式將水噴至凸模尾端進行冷卻;將鈹銅的一端加工（gōng）出（chū）翅片，把另一端插入凸模中，用來（lái）擴大散（sàn）熱麵積，提高水流的冷卻效果。

四（sì）、模具加熱係統（tǒng）

當注射成型工藝要求模具溫度在80℃以上時，模具中必須設置加熱裝置。模具加熱的方法很多，用熱水、熱油（yóu）、蒸（zhēng）汽和（hé）電加熱等。如果介質采（cǎi）用各種流體，其設計方法類似於冷卻水（shuǐ）道。目前，普遍應（yīng）用的（de）是電加熱溫度調節係（xì）統。

(一)電加熱的方（fāng）式電加熱通常（cháng）采（cǎi）用電阻加熱法，其加熱方式有以（yǐ）下三種（zhǒng）：

(1)電阻絲直接加（jiā）熱將選擇好的電阻絲（sī）放入絕緣瓷管中裝入（rù）模板內，通電後就可對（duì）模（mó）其加熱。但電阻絲與（yǔ）空氣接觸後易氧化，壽命不長，也不太安金（jīn）。

(2)電熱圈加（jiā）熱將電阻絲（sī）繞製在雲母片上，再裝夾（jiá）在特製的金屬外殼（ké）中，電阻絲與金屬外殼之間用雲母片絕緣（yuán），模具放在（zài）其中（zhōng）進行加熱。其特點是結構簡單，更換方便，但缺點（diǎn）是耗電量大。這種加熱（rè）裝置（zhì）更適（shì）於壓縮欖、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒（bàng）是一種標（biāo）準的加熱元件，它是由具有一定（dìng）功率的（de）電阻（zǔ）絲和帶有耐熱絕緣材料的金（jīn）屬密封管構成，使用時隻要將（jiāng）其插入模板上的加熱孔內通電即可，電熱棒（bàng）加熱（rè）的特點是使用和安裝均很方便。

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