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（sù）料熔體的流動性好，容易充滿型（xíng）腔（qiāng），塑（sù）件脫模後收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩定，力（lì）學（xué）性能（néng）以及表麵質量也比較高（gāo）。為了使模溫能控製在（zài）一個合理的範圍內，必須設計模具溫（wēn）度的調節係統。溫度的（de）調節（jiē）是指對飲具進行冷卻或加熱，必要時兩者兼有（yǒu），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（sù）件的形狀與尺（chǐ）寸、生產效率及成工對於（yú）黏度低、流動性（xìng）好（hǎo）的塑料，因為成溫的要求有關。溫部不（bú）在好（hǎo）的或常用常溫水對模具進行冷卻，有時為了進（jìn）一步縮短在模內聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，為了提高充型性能，成型工藝（yì）要求有較高的模（mó）溫，冷卻時間，亦（yì）可（kě）用冷水控製模溫（wēn）。對於黏度高、流動性差的塑料（liào）例（lì）如聚碳酸酯，聚碸（fēng）、因此經（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（sù）料，模溫要求為150、 200℃,必（bì）須對模具加（jiā）熱（rè）。流程長、壁厚較大的塑件，或者黏流溫度或熔點雖不高，但成型麵積很大時，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（cǎi）取適（shì）當的加熱措施。對於（yú）大型模具，為保證生產之前（qián）用較短時間達到工藝所要求的（de）模溫，可設置加熱裝置對模具進行預熱。對於小型薄壁塑件，且成（chéng）型工藝要求模（mó）溫不太高時，可（kě）以不設置（zhì）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（shēng）產（chǎn）帶來一些問題，例如，采用（yòng）冷水調（diào）節模溫時，大氣中水（shuǐ）分（fèn）易凝聚在模型表壁，影響塑件表麵質量。而采用加熱措施後，模內（nèi）一些間隙配合的零件可能由於膨脹而使間隙（xì）減小或消失，從而造成卡（kǎ）死或無法工作，設計（jì）時應予以注意。

(二)模具溫（wēn）度與生產效率的關係（xì）

模具（jù）溫度與生（shēng）產效率的關係主要是由冷（lěng）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（nèi）的停留（liú）冷卻時間以提高（gāo）生產效率，就必須在工藝（yì）條件允許的情況下盡量增大塑料與型腔的溫差（chà）。但（dàn）是，如果模具（jù）沒有溫度調節係統，模內的熱量就會隨著（zhe）注射次數的增加而逐（zhú）漸（jiàn）積（jī）累，使模溫逐漸（jiàn）升高，導致Δ0減小，從而生產效率隨著塑件在模內停留時間和（hé）成（chéng）型周期的延長而下降，因此（cǐ），模具內設置溫度調節係（xì）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、溫控介質通道的尺寸和介質用量的確定以及通道回路（lù）的排布等，這些工（gōng）作仍是注射（shè）模設計中的一個難點，主要是理論方麵（miàn）缺乏熱（rè）傳（chuán）導分析和熱計算基（jī）礎。近年（nián）來借助於（yú）計算機，已經在這些方麵取得了一定的成果和進（jìn）展，但有些問題仍需進一步探討與完善。這裏僅介紹注（zhù）射（shè）模冷卻（què）係統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（liàng）與自然對流散發到空氣中（zhōng）的模具熱量、輻射散發到空（kōng）氣中的模具熱據及模具傳給注射機熱（rè）址的（de）差值即為用冷卻水擴散的模具（jù）熱量。

三、冷卻係統（tǒng）的（de）設計原則與常見（jiàn）冷卻係統的（de）結構

(一)冷卻（què）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（wēn）度與冷卻水道的數量、截麵尺寸及冷卻水的溫（wēn）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（tóng）溫（wēn）度的（de）冷（lěng）卻水（shuǐ）後，模具內的溫度分布情況。由圖可知，采用5個較（jiào）大的水道（dào）孔時，型腔表麵溫度比較均勻（yún），出現60~60.05℃的變化，而（ér）同一型腔采用（yòng）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（yǐ）看出，為了使型腔表麵溫度分布趨於均勻，防止塑件（jiàn）不均勻收縮和產生殘餘應力，在模具（jù）結構允許（xǔ）的情況下，應盡量多設冷卻水道，並（bìng）使用較大的截麵尺（chǐ）寸。

(2)冷卻水道至型腔表麵距高應盡量相（xiàng）等 當塑（sù）件壁序均勻時，冷卻水道（dào）到型腔表麵好距)除，不是當件（jiàn）不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔（qiāng）表麵的距（jù）離應近一些（xiē），間雕也可（kě）適當小一些。一般水道孔邊至型腔表麵的距離應大於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處（chù）設（shè）置在澆口附近，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程度熱交換後的（de）溫水作用下冷（lěng）卻。

(4)冷卻水道出、入口（kǒu）溫差（chà）應盡量小 如果（guǒ）冷卻水道較長（zhǎng），則冷卻（què）水出、入口的溫差（chà）就比較（jiào）大，易使模（mó）溫不（bú）均勻，所以在設計時應引起注（zhù）意。降低了（le）出、入口冷卻水的溫差，提高了冷（lěng）卻效果。

(5)冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 對（duì）收縮率較大的塑料（liào），例如聚乙烯，冷卻水道（dào）應（yīng）盡量沿著塑料（liào）收縮的方向設置（zhì）。方形塑件采用澆口的冷卻水道，冷卻水道從澆口處開始，以方環狀向外擴展。此外，冷（lěng）卻水道的設計還必（bì）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）卻水道要易於加工清理，一（yī）般水道孔徑為10mm左右，冷卻水（shuǐ）道的設計要防止冷卻水的泄漏（lòu），凡是易（yì）器的部位要加密封網等等。

(二)常見（jiàn）冷卻係統的結構

塑料製件的形狀是多種多樣的，對於不同形狀的塑件，冷卻水道的位置與形狀也不一樣。

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

(2)中等深度的塑件 對於采用側澆口進料的中等深度的殼形塑件，在（zài）凹（āo）模底部附近采用與型腔表麵等距離鑽孔的形式，而在凸模中，由於容易儲存熱量，所以從加強冷卻角度出（chū）發，按塑件（jiàn）形狀銑出矩形（xíng）截麵的冷卻槽，如凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔塑件（jiàn）深型腔（qiāng）塑（sù）件困難的是（shì）凸模的冷（lěng）卻。在凹模一側（cè）從澆口附近進水，水流沿矩形截麵水槽和圓形截麵水（shuǐ）道圍繞型腔（qiāng）一周之後，從分（fèn）型麵附近的（de）出口排出。凸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的兩個部分,從而形成凸模的冷回路。這種隔板形式（shì）的冷卻水道加工麻煩，隔板與（yǔ）孔（kǒng）的配合（hé）要求緊，否則隔板容易轉動而達不到（dào）設計目的，所以大型深型腔塑（sù）件常常采用的冷卻（què）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（mó）與凹模的螺旋槽後在分型麵附近流出（chū），這種形式的冷卻水道冷卻效果特別好

(4)細長塑件（jiàn） 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，不通孔中插入一管（guǎn）子，冷卻水流（liú）經管子噴射到澆口附近（jìn）的不通孔（kǒng）底部，然後（hòu）經過管子與（yǔ）凸模的間隙從出口處流出，使水流對凸模發揮（huī）冷卻作用。間接（jiē）冷卻法的兩個例子。凸模用導熱性良好的鈹銅製造，然後用噴（pēn）射式將水噴至（zhì）凸模尾端進（jìn）行（háng）冷卻;將鈹銅的一端（duān）加工（gōng）出（chū）翅片，把另一端插入凸模（mó）中（zhōng），用來擴大（dà）散熱麵積，提高水流的冷卻效果。

四、模具加熱係統

當注射（shè）成型工藝要求模具溫度在80℃以上時，模（mó）具中必須設置加熱（rè）裝置。模具加熱的方法（fǎ）很多，用熱水、熱油、蒸汽和電加熱等。如果介質（zhì）采用各種流體（tǐ），其設（shè）計方（fāng）法類似於冷卻水道。目前，普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（cǎi）用電阻加熱法，其加熱方式（shì）有（yǒu）以下三種：

(1)電阻絲直接加熱（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（mó）其（qí）加（jiā）熱。但（dàn）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（quān）加熱將電阻絲繞製在雲母片上，再裝夾在特製的金屬外殼中，電阻絲與金屬外殼之間用雲（yún）母片絕緣，模具（jù）放在其中進行加熱。其特點（diǎn）是結構簡單，更換方便，但缺點是耗（hào）電量大。這種（zhǒng）加熱裝置更適於壓縮欖、壓（yā）注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒是一種標（biāo）準的加熱元件，它是由具有一定（dìng）功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的加熱孔內（nèi）通電即可，電熱棒加熱的特點是使用和安裝均很方便。