一、模具溫度調節的重要性

(一)模具溫（wēn）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（bǐ）較（jiào）適宜的模具溫（wēn）度範圍，在此溫度範圍內，塑料熔體的流動性（xìng）好，容易充滿型腔，塑件脫（tuō）模後收（shōu）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（le）使模溫能控製在一個合理的範圍內，必須設計模具溫度的調節係（xì）統。溫度的調節是指對飲具（jù）進（jìn）行冷卻或（huò）加熱，必要時兩者兼有，從而達（dá）到控製模（mó）品的自的。對具血進的調書是指對損具進行（háng）品神、塑件的形狀與尺寸、生產效（xiào）率及成工對於（yú）黏度低、流動性好的塑料，因為成溫的要求有關。溫部不在（zài）好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聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，為了提高充型性能，成型工（gōng）藝（yì）要（yào）求有較高的（de）模溫，冷卻時間，亦可用冷水控製模（mó）溫。對（duì）於黏度高、流動性差的塑料（liào）例如（rú）聚（jù）碳酸酯，聚碸、因此經常需（xū）要（yào）對模具加熱。

對於點流（liú）溫度或（huò）熔點鉸低的塑料，一（yī）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（shuǐ）控製模溫。對於熱固性塑料，模溫（wēn）要求為150、 200℃,必須對模具加熱。流程長、壁厚較大的塑件，或者黏流溫度或熔點（diǎn）雖不高，但成型麵積很大時，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，可對模具采取適當的加熱措施。對於大型模具，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（zhì）對模具進行預熱。對於小型薄壁塑件，且成型工藝（yì）要求模溫不太（tài）高時，可以不設置冷卻裝置而依靠自然冷卻。設置（zhì）溫度調節裝置後，有時（shí）會給（gěi）注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（jù）在模型表壁，影響塑件表（biǎo）麵質量。而采用加熱措（cuò）施後，模內一（yī）些間隙（xì）配合的零件可（kě）能由於膨脹而使間隙減（jiǎn）小或消失，從而造成卡死或無法工作，設計時應予以注意。

(二)模具溫度與生產效（xiào）率的關（guān）係

模具溫（wēn）度與生產效率的關係主要是由冷（lěng）卻時間來體現的，塑件在模（mó）具（jù）內停留冷卻的時間t2與溫差Δ0成反比關係，若（ruò）要縮短塑件在模內的停留冷卻時（shí）間以提（tí）高生產效率，就必須在工藝（yì）條件允許的情況下盡量增大（dà）塑料與型腔的溫差（chà）。但是，如果（guǒ）模具沒有（yǒu）溫度調節係統，模內的熱量（liàng）就會隨著注射（shè）次數的增加（jiā）而逐漸積累（lèi），使模溫逐漸升高，導致Δ0減小，從而（ér）生（shēng）產效率隨著塑件在模內停留時間和成型周期的延（yán）長而下降，因此，模具內設置溫度調節係統是非常必要的。

二（èr）、冷卻係統（tǒng）的（de）計算

冷卻係統的計算包（bāo）括熱傳導（dǎo）麵積的（de）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的排（pái）布等，這些工（gōng）作仍（réng）是注射模（mó）設計中的一個難點，主要是理論方麵缺乏熱傳（chuán）導分析和熱計算基礎（chǔ）。近年來借助（zhù）於計算機，已經在這些方麵取得了一定的成果和進展，但有（yǒu）些問題仍需進一步探討與完善。這裏僅介紹注射模冷卻係統設（shè）計的基（jī）本思路和設計原則。

(一)需要用冷卻水擴散（sàn）的模具熱（rè）量塑料（liào）傳給模具的熱（rè）量與自然對流散發到空氣（qì）中的模具熱量、輻射散發到空氣中的（de）模具熱（rè）據及模具傳給注射機熱址的（de）差值即（jí）為用冷卻水擴（kuò）散（sàn）的模（mó）具熱量。

三、冷卻（què）係統的設計原則與（yǔ）常見冷卻係統的結構

(一)冷（lěng）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 型腔表麵的溫度與冷卻水道的（de）數量、截麵尺寸及冷卻水的溫度有（yǒu）關。在冷卻水道數量和尺寸不同的條件下通入不同溫度的冷卻水後，模具內的溫（wēn）度分布情況。由（yóu）圖（tú）可知，采用5個較（jiào）大的水道孔時，型腔表麵溫（wēn）度比較（jiào）均勻（yún），出現60~60.05℃的（de）變化，而同一型（xíng）腔采用2個較小的水道孔（kǒng）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（xíng）腔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，在模具結構允許的情況下，應盡量多設冷卻水道（dào），並使用較大的截（jié）麵尺寸。

(2)冷卻水（shuǐ）道至型腔表麵距高應盡（jìn）量相等 當塑件壁序均勻時，冷卻水道（dào）到型腔表麵好（hǎo）距)除，不是當件不均勻時，厚的地（dì）方冷卻水道到型腔表麵的距離應近一些（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（lí）應大於10mm,常用12~15mm.

(3)澆口處加（jiā）強冷卻 塑料熔（róng）體充填型（xíng）腔時，澆口（kǒu）附近溫度很高，距（jù）澆（jiāo）口越遠溫度就越低，因此澆口附近應加強冷（lěng）卻，通常（cháng）將冷卻水道的入口處設置在（zài）澆口附近，使澆口附近的模具在較低（dī）溫度下（xià）冷卻，而遠離澆口（kǒu）部分的模具在（zài）經過（guò）一定程（chéng）度（dù）熱交換後的（de）溫水作用下冷卻。

(4)冷卻水道出（chū）、入（rù）口溫差應盡量小 如果冷卻（què）水道（dào）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（yǐ）在設計（jì）時（shí）應引起注意。降低了出、入口冷（lěng）卻水的溫差（chà），提高了冷卻效果。

(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，例如聚乙（yǐ）烯（xī），冷卻水道應盡（jìn）量沿著（zhe）塑料收縮的方向（xiàng）設置。方形塑件采用澆口的冷卻水（shuǐ）道，冷卻水道從澆口處開始，以方環狀向外擴展。此外，冷卻水道的設計還必須盡量避免接（jiē）近塑件的熔接部位，以免產生熔接（jiē）痕，降低塑件強度;冷卻水道要易於加工清理，一般水道孔徑為10mm左右，冷（lěng）卻水道的設（shè）計要防止冷卻水的泄漏，凡是易器的部（bù）位（wèi）要加密封網等等。

(二)常見冷卻（què）係（xì）統的結構

塑料製件的形狀（zhuàng）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腔扁平塑件在使用側澆口的（de）情況下，通常采用（yòng）在動、定模兩側與型腔表麵等距離鑽孔的形（xíng）式。

(2)中等（děng）深度的塑件 對於采用側澆口進料的中等深度的（de）殼形塑件，在凹模底部附近采用與型腔表麵等（děng）距離鑽孔的形式，而在凸模（mó）中，由於（yú）容易儲存熱量（liàng），所以從（cóng）加強冷卻（què）角度出（chū）發，按塑件（jiàn）形狀銑出矩（jǔ）形截麵（miàn）的冷卻槽（cáo），如凹模也需加強冷卻。

(3)深型腔塑件深型腔塑件（jiàn）困難的是凸模的（de）冷卻。在凹模一（yī）側從澆口附近進水，水流沿矩形截麵水槽和圓形截麵水道圍繞型腔一周之後，從分型麵附近的出口排出。凸模上采取加工出螺旋槽和（hé）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（fèn）,從而形成凸模的冷回（huí）路。這種隔（gé）板（bǎn）形式的（de）冷卻（què）水道加工麻煩，隔板與孔（kǒng）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常常采用的冷卻水道。凸模及凹模均設（shè）置螺定式冷卻，所以大型深院白（bái）附近，水流分別流經凸（tū）模與凹模的螺旋槽後（hòu）在（zài）分型麵附（fù）近流出，這種形式的冷（lěng）卻（què）水道冷卻效果特（tè）別好

(4)細長塑件 細長塑件的冷卻水（shuǐ）道在細長（zhǎng）的（de）凸模上開設比較困難，常常采用噴射式水道或間（jiān）接冷（lěng）卻法。噴射式冷（lěng）卻水（shuǐ）道，在凸（tū）模中部開一個不通孔，不通孔中插入一管子，冷卻水（shuǐ）流經管（guǎn）子噴（pēn）射到澆口附近的不通孔底（dǐ）部，然後經過管子與凸模的（de）間隙從出口處流出，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銅（tóng）製造，然後用噴射式將水（shuǐ）噴至凸模尾端進行冷卻（què）;將鈹銅（tóng）的（de）一端加工（gōng）出翅片，把另一端插入凸模中，用來擴大散熱麵積，提（tí）高水（shuǐ）流的冷卻效果。

四、模具加熱（rè）係統

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（zhuāng）置。模具加（jiā）熱的方法很多，用熱水、熱油（yóu）、蒸汽和電加熱等。如果介（jiè）質采用各種流體，其設計方法類似於冷卻水道。目前，普遍應用的是（shì）電加熱溫度調節（jiē）係統。

(一)電加熱的方式電加熱通常（cháng）采用電（diàn）阻加熱法，其加熱方式有以下三種：

(1)電阻絲直接加（jiā）熱將選擇好的電（diàn）阻（zǔ）絲（sī）放入絕緣瓷管中裝入模板內，通電後就可對模其加熱。但電阻絲與空氣接（jiē）觸後易氧化，壽命（mìng）不長，也不太安（ān）金。

(2)電熱圈加熱將電阻絲繞製在雲母片上，再裝夾在特製的金屬外殼（ké）中，電阻絲與（yǔ）金（jīn）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（gèng）換方便，但缺點（diǎn）是耗電量大。這種加熱裝置更適於（yú）壓縮欖、壓注欖的加熱。

(3)電熱棒加熱 電熱棒是一種（zhǒng）標準的加熱元件，它是由具有一定功率的（de）電阻絲和帶（dài）有耐熱絕緣材料的金屬密封管構成，使用時（shí）隻要將其插入模板上（shàng）的加熱孔內通電即可（kě），電熱棒加熱的特點是使（shǐ）用和安裝均很方便。