一、模具（jù）溫度調節的重要性

(一)模具（jù）溫度及其（qí）調節係統對塑件質量的影響

無論何種塑料進行（háng）注射成型，均有一個比較適宜的模具溫度範圍，在此（cǐ）溫度（dù）範圍內，塑料熔體的流動（dòng）性好，容易充滿型腔，塑件脫模後收縮和翹曲變形小，形狀與（yǔ）尺寸穩定，力學性能以及表（biǎo）麵質量也比較高。為了使模溫能控製在一（yī）個（gè）合理的範圍內，必須設計模具（jù）溫度的調節係統。溫（wēn）度的調節是指對飲具進行冷卻或加熱（rè），必（bì）要時（shí）兩者兼有，從而達到控製模（mó）品的自的。對具血進的調書是指（zhǐ）對損（sǔn）具進（jìn）行品神、塑件的形狀與尺寸、生產效率及成工對於黏（nián）度低、流動性好的塑料，因為成溫的要求有關。溫部不在好（hǎo）的或常用常溫水對模具進行冷卻，有時為了進一步縮短在模內（nèi）聚甲醛、聚苯（běn）醚和氟塑料等，為（wéi）了提高充型性能，成型工藝（yì）要求有較高的模溫，冷卻時間，亦可用（yòng）冷水控製模溫。對於（yú）黏度高、流動性差的塑料例如聚（jù）碳酸酯，聚碸、因此經常需（xū）要對模具加熱。

對於點流溫度或熔點鉸低的塑料，一（yī）般需用常溫或冷水（shuǐ）對模具冷卻;而對於高黏流溫度或高熔（róng）點的塑料，可用溫水控製模溫（wēn）。對於熱固性塑料，模溫要求為150、 200℃,必須對模具加（jiā）熱。流程長（zhǎng）、壁（bì）厚較大的塑件，或者黏（nián）流溫度或熔點雖不高，但成型麵積（jī）很大時，為了保證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（shì）當的加熱措施。對於大型模具，為保證生（shēng）產之前用（yòng）較短時間達到工藝所要求的模溫，可設置加（jiā）熱裝置對模具進行預熱。對（duì）於小型薄壁塑件，且成型工（gōng）藝要求模溫不太高時，可（kě）以不設置冷卻裝置而依靠自然冷卻（què）。設（shè）置（zhì）溫度調節裝置後，有時（shí）會給注射生（shēng）產帶（dài）來（lái）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壁，影響塑件表（biǎo）麵質量。而采用加熱措施後，模內一些間隙配（pèi）合的零件可能由於膨脹而使間隙減小或消失，從而造成卡死或無法（fǎ）工作，設計時應予以（yǐ）注意。

(二)模（mó）具溫度與生產效率的關係

模具溫度（dù）與生產效（xiào）率的關係主要是由冷卻時間來體現的，塑件在模具內停（tíng）留冷卻的時間（jiān）t2與溫差Δ0成（chéng）反比關係，若要縮短塑件在模內的（de）停留冷卻時間以（yǐ）提高生產效率（lǜ），就必須在工藝條件允許的情況下盡量增大塑料與型腔的溫差（chà）。但是，如果模具沒有溫度調節係統，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（dǎo）致Δ0減小，從而生產效率隨著塑件在模內停留時間和成（chéng）型周期的延長（zhǎng）而下降（jiàng），因此，模（mó）具內設（shè）置溫度調節係統是非常必要的。

二、冷卻係（xì）統的計算

冷卻係統的計算（suàn）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（huí）路的排布（bù）等（děng），這些工作仍是注射模設計中的一個難點，主要是理論方（fāng）麵缺乏熱傳導分析和熱（rè）計算基（jī）礎。近年來借助於計算（suàn）機，已經（jīng）在（zài）這些方麵取得（dé）了一定的（de）成（chéng）果和進展，但（dàn）有些問題仍需進一步探討（tǎo）與完善。這裏僅介紹注射模冷卻（què）係統設計的基本思路和（hé）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（rán）對流散（sàn）發到空氣中的模具熱量（liàng）、輻射散發到空氣（qì）中的模具熱據及模具傳（chuán）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（xì）統的（de）設計原則與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（yīng）盡量多、截麵尺寸應盡量大 型腔表麵的（de）溫度與冷卻水（shuǐ）道的數量、截麵尺寸及冷卻水的溫度有關。在冷卻水道（dào）數量和尺寸（cùn）不（bú）同的條件下通入不同溫度的冷卻水後，模（mó）具內的溫度（dù）分布情（qíng）況。由圖可知，采用5個較大的（de）水道孔時，型腔表麵溫度比（bǐ）較（jiào）均勻，出現60~60.05℃的變化，而同一型（xíng）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，由此可以看出，為了使型腔表麵溫度分布（bù）趨於均勻（yún），防止塑件不均勻收縮和產生殘餘應力，在模具結構允許的情（qíng）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（què）水道至（zhì）型腔（qiāng）表麵（miàn）距高應盡（jìn）量相等 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（jun1）勻時，厚（hòu）的地方冷卻水道到型腔表麵的距離（lí）應（yīng）近一些，間（jiān）雕（diāo）也可適當小一（yī）些。一般水道孔邊至型腔表麵的距離應大於10mm,常用（yòng）12~15mm.

(3)澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆（jiāo）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（jiā）強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設置在澆口附（fù）近，使澆口附近的模（mó）具在較低溫（wēn）度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經過（guò）一定程度熱交換後的溫水（shuǐ）作用下冷卻。

(4)冷卻水道出、入口溫差應盡（jìn）量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設計時應引起注意。降低了（le）出、入口冷卻（què）水（shuǐ）的溫差，提高（gāo）了冷卻效果。

(5)冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 對收縮率較大的塑料，例如聚（jù）乙烯，冷卻水道應盡量沿著塑料收縮的方向設置。方形（xíng）塑件采用澆口的（de）冷卻水（shuǐ）道，冷卻水（shuǐ）道從澆口處開始，以方環狀向外擴展。此外，冷卻水道的（de）設計還必須盡量避免接近塑件的熔接部（bù）位，以免產生熔接痕，降（jiàng）低塑件強（qiáng）度;冷卻水道要易於加工清（qīng）理，一般水道孔徑為10mm左右，冷卻水道的設計要防止冷卻水的泄漏，凡是易器的部位要加密封網等等。

(二)常（cháng）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（zhuàng）也不一樣。

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

(2)中等深度的塑件 對於采用側澆口進料（liào）的中等深度的殼形塑件，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出發，按塑件（jiàn）形狀銑出矩形截麵的冷卻槽，如（rú）凹模也需加強冷卻。

(3)深（shēn）型腔塑件深型腔塑（sù）件困難的是凸模的冷卻。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水道圍繞型腔一周之後，從分型（xíng）麵附近的出口排出（chū）。凸模上采取加工（gōng）出螺（luó）旋（xuán）槽和一定數量的不通孔，每（měi）個不通孔用隔板分成（chéng）底部連通的兩個（gè）部分,從而形成凸模的（de）冷回（huí）路。這（zhè）種隔板形式的冷（lěng）卻水道加工麻煩，隔板與孔的配（pèi）合（hé）要求緊，否則隔板容易轉動而（ér）達不到設計目的（de），所以大型深型腔塑件常常采用的冷卻水道。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（bié）流（liú）經凸模與凹模（mó）的（de）螺旋槽後在分型麵附近流出，這種形式（shì）的冷卻水道冷卻效果特別好

(4)細長塑件 細（xì）長（zhǎng）塑件的冷（lěng）卻水（shuǐ）道在細長的（de）凸模上開設比較困難，常常采用噴射式（shì）水道或間接冷卻（què）法。噴射式（shì）冷卻水道，在凸模中部開一個不通孔，不通孔中插入一管子，冷卻水（shuǐ）流（liú）經管子（zǐ）噴射到澆口附近的不通孔底部，然（rán）後經過管子與凸模的間隙從出口處流出（chū），使水流對凸模發揮冷（lěng）卻作用。間接冷卻法的兩個例子。凸模用導熱性良好的鈹（pí）銅製造，然後用噴射式將水噴至凸模尾端進行冷卻;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（liú）的冷卻效果。

四、模具加熱係統

當注射成型工（gōng）藝要求模具溫度在80℃以上時，模具中必須設置加（jiā）熱裝置。模（mó）具加熱的方（fāng）法很多，用熱水、熱油、蒸汽和電加熱等。如果（guǒ）介質采用各種流體，其設（shè）計方法類似於冷（lěng）卻（què）水道。目前，普遍應用的是電加熱（rè）溫度調節係統。

(一)電加熱的方式電加熱通常采（cǎi）用電阻加熱法，其加熱方式（shì）有以下三（sān）種：

(1)電阻（zǔ）絲直接加熱將選擇好的電阻絲放入絕緣瓷管中裝入模板內，通電後（hòu）就可（kě）對模其加熱。但電阻絲與空氣接觸後易氧化，壽命（mìng）不長，也不太安（ān）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（shǔ）外殼之間用雲母片絕緣，模具放（fàng）在（zài）其中進行加熱。其特點是結構簡單，更換方便，但缺點是耗電量大。這種（zhǒng）加（jiā）熱裝置更適於壓縮欖、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱（rè） 電熱棒是一種標準的加熱元件，它是由具有一定功率的電（diàn）阻絲和（hé）帶有耐熱絕緣材料的（de）金（jīn）屬密封管構（gòu）成，使用時隻（zhī）要將其（qí）插入模板上的加（jiā）熱孔內通電（diàn）即可，電熱棒加熱的特點是使用和安裝均很方便。