模塊九 溫度調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)

河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 模 塊 九 溫 度 調(diào) 節(jié) 與 控 制 系 統(tǒng) 內(nèi) 容 簡 介 ： 本 模 塊 講 述 模 具 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 功 用 ； 模具 冷 卻 系 統(tǒng) 參 數(shù) 的 計 算 ； 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 計 ， 包 括設(shè) 計 冷 卻 系 統(tǒng) 的 原 則 、 冷 卻 水 道 在 模 具 中 的 位置 、 各 種 類 型 冷 卻 水 道 的 設(shè) 計 ； 加 熱 系 統(tǒng) 設(shè) 計（ 包 括 電 加 熱 、 整 齊 或 過 熱 水 加 熱 、 煤 氣 及 天然 氣 加 熱 等 ） ； 模 具 溫 度 控 制 器 簡 介 ， 包 括 模具 溫 度 控 制 器 的 作 用 和 使 用 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 模 塊 九 溫 度 調(diào) 節(jié) 與 控 制 系 統(tǒng) 學(xué) 習(xí) 目 的 和 要 求 ： 使 學(xué) 生 掌 握 加 熱 與 冷 卻 裝 置 設(shè) 計 計 算 ，并 能 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 正 確 設(shè) 計 出 注 塑 模 具 的加 熱 與 冷 卻 系 統(tǒng) 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 模 塊 九 溫 度 調(diào) 節(jié) 與 控 制 系 統(tǒng) 重 點 ： 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 計 和 加 熱 系 統(tǒng) 設(shè) 計 。 難 點 ： 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 計 和 加 熱 系 統(tǒng) 設(shè) 計 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 模 塊 九 溫 度 調(diào) 節(jié) 與 控 制 系 統(tǒng) 9.1 概 述 9.2 模 具 冷 卻 系 統(tǒng) 的 計 算 9.3 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 計 9.4 加 熱 系 統(tǒng) 9.5 模 具 溫 度 控 制 器 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.1 概 述 注 塑 模 溫 度 調(diào) 節(jié) 是 采 用 加 熱 或 冷 卻 方 式 來實 現(xiàn) 的 ， 確 保 模 具 溫 度 在 成 型 要 求 的 范 圍 之 內(nèi) 。模 具 加 熱 方 法 有 蒸 汽 加 熱 、 熱 油 、 熱 水 加 熱 及 電加 熱 等 方 法 ， 最 常 用 的 是 電 阻 加 熱 法 ； 冷 卻 方 法則 采 用 常 溫 水 冷 卻 、 冷 卻 水 強 力 冷 卻 或 空 氣 冷 卻等 方 法 ， 而 大 部 分 采 用 常 溫 水 冷 卻 法 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.1.1 模 具 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 功 用 1 改 善 成 型 條 件 注 塑 成 型 時 ， 模 具 應(yīng) 保 持 合 適 的 溫 度 ， 方能 使 成 型 正 常 進(jìn) 行 。 如 熱 流 道 模 具 ， 模 溫 應(yīng)保 持 流 道 內(nèi) 熔 料 溫 度 在 成 型 范 圍 內(nèi) ， 模 溫 過高 或 過 低 則 不 能 滿 足 成 型 要 求 ， 對 普 通 熱 塑性 塑 料 模 具 ， 模 具 常 需 要 冷 卻 ， 因 此 ， 模 溫在 保 證 成 型 的 情 況 下 ， 要 盡 量 使 模 溫 保 持 在允 許 低 溫 的 狀 態(tài) ， 以 縮 短 成 型 周 期 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 2 穩(wěn) 定 制 品 的 形 位 尺 寸 精 度 控 制 模 溫 是 穩(wěn) 定 制 品 形 位 尺 寸 精 度 的 主 要 方法 之 一 。 因 為 模 溫 變 化 會 使 塑 料 收 縮 率 有 大 的波 動 ， 模 腔 (型 芯 )形 狀 尺 寸 所 控 制 品 的 尺 才 就得 不 到 保 證 。 特 別 對 結(jié) 晶 性 塑 料 ， 因 溫 度 對 塑料 的 結(jié) 晶 速 率 和 結(jié) 晶 度 的 影 響 大 ， 所 以 收 縮 率的 波 動 就 很 大 。 如 果 模 溫 不 能 使 制 品 均 勻 冷 卻 ，則 制 品 在 各 個 方 向 上 的 收 縮 程 度 就 不 同 ， 不 但影 響 制 品 尺 寸 精 度 ， 而 且 會 引 起 制 品 的 變 形 。因 此 ， 合 理 控 制 模 溫 ， 可 以 使 影 響 塑 料 收 縮 率的 因 素 得 到 穩(wěn) 定 ， 使 制 品 的 形 位 尺 寸 變 化 在 允許 的 范 圍 內(nèi) 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 3 改 善 制 品 機 械 、 物 理 性 能 如 果 模 溫 控 制 不 適 當(dāng) ， 會 造 成 制 品 內(nèi) 應(yīng)力 增 加 和 集 中 ， 從 而 影 響 制 品 的 使 用 性 能 。 4 提 高 制 品 表 面 質(zhì) 量 塑 件 上 常 出 現(xiàn) 冷 料 斑 、 光 澤 不 良 、 熔 料流 痕 等 缺 陷 ， 如 對 模 溫 進(jìn) 行 合 理 調(diào) 節(jié) ， 可 以防 止 此 類 弊 病 。 表 9-1列 出 了 不 正 常 模 溫 對塑 件 質(zhì) 量 的 影 響 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.1.2 模 具 的 冷 卻 與 加 熱 注 塑 模 的 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 必 需 有 冷 卻 和 加 熱 功能 ， 必 要 時 還 要 二 者 兼 有 。 通 常 所 用 的 冷 卻 或 加熱 介 質(zhì) 有 水 、 熱 油 和 蒸 汽 ， 當(dāng) 然 也 可 采 用 電 加 熱方 式 。 水 介 質(zhì) 分 為 常 溫 水 、 溫 水 和 冷 水 三 種 。 對于 熱 塑 性 塑 料 來 講 ， 無 論 是 采 用 冷 水 和 常 溫 水 對模 具 進(jìn) 行 冷 卻 ， 或 者 是 采 用 溫 水 、 蒸 汽 、 熱 油 和電 能 對 模 具 進(jìn) 行 加 熱 ， 其 作 用 結(jié) 果 都 是 為 了 對 模腔 內(nèi) 的 塑 料 制 品 進(jìn) 行 合 理 的 冷 卻 。 下 面 介 紹 一 些確 定 冷 卻 或 加 熱 措 施 的 原 則 。 對 于 粘 度 低 、 流 動 性 好 的 塑 料 ， 可 采 用 常溫 水 對 模 具 進(jìn) 行 冷 卻 ， 并 通 過 調(diào) 節(jié) 水 的 流 量 大 小控 制 模 具 溫 度 。 如 果 對 這 類 塑 料 制 品 的 生 產(chǎn) 率 要求 很 高 ， 亦 可 采 用 冷 水 控 制 模 溫 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 對 于 粘 度 高 、 流 動 性 差 的 塑 料 ， 經(jīng) 常 需 要對 模 具 采 用 加 熱 措 施 。 對 于 粘 流 溫 度 或 熔 點 不 太 高 的 塑 料 ， 一 般采 用 常 溫 水 或 冷 水 對 模 具 進(jìn) 行 冷 卻 。 有 時 也 可 采用 加 熱 措 施 對 模 溫 進(jìn) 行 控 制 。 對 于 高 粘 流 溫 度 或 高 熔 點 塑 料 ， 可 采 用 溫水 控 制 模 溫 。 對 于 熱 固 性 塑 料 ， 必 須 對 模 具 采 取 加 熱 措施 。 由 于 制 品 幾 何 形 狀 影 響 ， 制 品 在 模 具 內(nèi) 各處 的 溫 度 不 一 定 相 等 ， 可 對 模 具 采 用 局 部 加 熱 或局 部 冷 卻 方 法 ， 以 改 善 制 品 分 布 情 況 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 對 于 流 程 很 長 、 壁 厚 又 比 較 大 的 制 品 ， 或者 是 粘 流 溫 度 或 熔 點 雖 然 不 高 、 但 成 型 面 積 很 大的 制 品 ， 可 對 模 具 采 取 適 當(dāng) 的 加 熱 措 施 。 對 于 工 作 溫 度 要 求 高 于 室 溫 的 大 型 模 具 ，可 在 模 內(nèi) 設(shè) 置 加 熱 裝 置 。 為 了 實 時 準(zhǔn) 確 地 調(diào) 節(jié) 和 控 制 模 溫 ， 必 要 時可 在 模 具 中 同 時 設(shè) 置 加 熱 和 冷 卻 裝 置 。 對 于 小 型 薄 壁 制 品 ， 且 成 型 工 藝 要 求 的 模溫 也 不 太 高 時 ， 可 直 接 依 靠 自 然 冷 卻 。 需 要 指 出 ， 模 具 中 設(shè) 置 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 后 ， 會給 注 塑 成 型 生 產(chǎn) 帶 來 一 些 問 題 。 因 此 ， 在 設(shè) 計 模具 和 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 時 ， 均 要 想 辦 法 加 以 預(yù) 防 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.2 模 具 冷 卻 系 統(tǒng) 的 計 算 塑 料 注 塑 模 具 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 計 算 ， 不 僅 影響 成 型 塑 件 的 質(zhì) 量 ， 還 直 接 影 響 生 產(chǎn) 效 率 。 9.2.1 冷 卻 時 間 的 計 算 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 5 冷 卻 水 入 口 與 出 口 處 溫 差 校 核 冷 卻 水 的 進(jìn) 出 口 溫 差 由 下 式 進(jìn) 行 校 驗 ： CdGtt i221 900)( 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.3 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 計 1.在 保 證 模 具 材 料 有 足 夠 的 機 械 強 度 的 前提 下 ， 冷 卻 水 道 盡 可 能 設(shè) 置 在 靠 近 型 腔 (型 芯 )表 面 ， 如 圖 9-2所 示 。 2.在 保 證 模 具 材 料 有 足 夠 的 機 械 強 度 的 前提 下 ， 冷 卻 水 道 應(yīng) 安 排 得 盡 量 緊 密 。 3.冷 卻 水 道 的 直 徑 應(yīng) 優(yōu) 先 采 用 大 于 8mm，并 且 各 個 水 道 的 直 徑 應(yīng) 盡 量 相 同 ， 避 免 由 于 因水 道 直 徑 不 同 而 造 成 的 冷 卻 液 流 速 不 均 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 4 對 于 中 、 大 型 模 具 ， 由 于 冷 卻 水 道 很 長 ，會 造 成 較 大 的 溫 度 梯 度 變 化 ， 導(dǎo) 致 在 冷 卻 水 道 末端 (出 口 處 )溫 度 上 升 很 高 ， 從 而 影 響 冷 卻 效 果 。從 均 勻 冷 卻 的 方 案 考 慮 ， 對 冷 卻 液 在 出 、 入 口 處的 溫 差 ， 一 般 希 望 控 制 在 5 以 下 ， 而 精 密 成 型模 具 、 多 型 腔 模 具 的 出 、 入 口 溫 差 則 要 控 制 在2 3 以 下 ， 冷 卻 水 道 長 度 在 1.2 1.5m以 下 。因 此 ， 對 于 中 、 大 型 模 具 ， 可 將 冷 卻 水 道 分 成 幾個 獨 立 的 回 路 來 增 大 冷 卻 液 的 流 量 ， 減 少 壓 力 損失 ， 提 高 傳 熱 效 率 。 5 冷 卻 液 在 模 具 中 的 流 速 ， 以 盡 可 能 高 一 些為 好 ， 但 就 其 流 動 狀 態(tài) 來 說 以 湍 流 為 佳 。 在 湍 流下 的 熱 傳 遞 比 層 流 高 10 20倍 ， 因 為 在 層 流 中 冷卻 液 作 平 行 于 冷 卻 水 道 壁 諸 同 心 層 的 運 動 ， 每 個 同 心 層 都 好 比 一 個 絕 熱 體 ， 從 而 妨 礙 了 模 具 向冷 卻 液 散 發(fā) 熱 過 程 的 進(jìn) 行 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 6 制 品 較 厚 的 部 位 應(yīng) 特 別 加 強 冷 卻 。 7.充 分 考 慮 所 用 的 模 具 材 料 的 熱 傳 導(dǎo) 率 。通 常 ， 從 力 學(xué) 強 度 出 發(fā) ， 選 擇 鋼 材 為 模 具 材料 如 果 只 考 慮 材 料 的 冷 卻 效 果 時 ， 則 導(dǎo) 熱系 數(shù) 愈 高 ， 從 熔 融 塑 料 上 吸 收 熱 量 愈 迅 速 ，冷 卻 得 愈 快 (各 種 材 料 的 值 見 表 9-3)。 因此 ， 在 模 具 中 對 于 那 些 冷 卻 液 無 法 通 到 而 又必 須 對 其 加 強 冷 卻 的 地 方 ， 可 采 用 鈹 青 銅(BeCu)材 料 進(jìn) 行 拼 鑲 。 由 表 9-3可 知 ： 鈹 青銅 BeCu材 料 的 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 為 銅 材 的 1.1 3.3倍 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.3.2 冷 卻 水 道 在 模 具 中 的 位 置 冷 卻 水 道 的 位 置 取 決 于 制 件 的 形 狀 和 不 同 的壁 厚 。 原 則 上 ： 冷 卻 水 道 應(yīng) 設(shè) 置 在 塑 料 向 模 具 熱傳 導(dǎo) 困 難 的 地 方 ， 根 據(jù) 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 原 則 ， 冷卻 水 道 應(yīng) 圍 繞 模 具 所 成 型 的 制 品 ， 且 盡 量 排 列 均勻 一 致 (如 圖 9-3所 示 ， 由 于 頂 出 裝 置 的 影 響 ， 動模 的 冷 卻 水 道 排 列 不 能 與 定 模 的 冷 卻 水 道 排 列 完全 一 致 )。 如 果 模 具 采 用 拼 鑲 結(jié) 構(gòu) ， 且 制 品 成 型 在 所 鑲?cè)?的 鑲 件 上 (如 圖 9-4所 示 )， 在 大 多 數(shù) 小 型 模 具中 ， 因 鑲 件 尺 寸 太 小 不 易 加 工 冷 卻 水 道 ， 可 以 采用 冷 卻 水 道 包 圍 鑲 件 的 方 法 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 如 果 成 型 制 品 的 鑲 件 尺 小 足 夠 大 ,能 夠采 用 加 長 水 嘴 使 冷 卻 水 道 直 接 通 入 鑲 件 的 方法 (如 圖 9-5所 示 )， 則 是 最 為 簡 單 有 效 的 ，其 冷 卻 效 果 比 圍 繞 鑲 件 設(shè) 置 冷 卻 水 道 的 方 法要 好 得 多 。 對 于 圖 9-5這 種 橫 穿 鑲 件 的 冷 卻 水 道 ，采 用 加 長 水 嘴 聯(lián) 接 最 為 簡 便 ， 此 結(jié) 構(gòu) 不 宜 采用 型 圈 密 封 的 辦 法 ， 因 為 在 這 種 結(jié) 構(gòu) 中 ， 型 圈 所 受 到 的 正 壓 力 較 小 ， 很 難 達(dá) 到 密 封的 效 果 。 并 且 在 組 裝 時 ， 如 果 型 圈 的 厚 度高 出 鑲 件 表 面 過 多 ， 容 易 被 切 斷 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 如 果 模 具 采 用 拼 鑲 結(jié) 構(gòu) ， 用 于 成 型 制品 的 鑲 件 為 圓 柱 形 ， 其 冷 卻 方 式 可 以 采 用圖 9-6所 示 的 環(huán) 形 冷 卻 水 道 。 值 得 注 意 的 是 ， 這 種 冷 卻 水 道 的 結(jié) 構(gòu)要 求 在 鑲 件 上 裝 有 兩 個 型 密 封 圈 ， 因 此 ，鑲 件 與 模 板 的 配 合 精 度 要 求 是 非 常 高 的 。如 果 間 隙 過 大 、 密 封 圈 由 于 沒 有 足 夠 的 正壓 力 會 發(fā) 生 密 封 不 嚴(yán) ， 而 間 隙 過 小 ， 則 在組 裝 時 會 切 斷 密 封 圈 (因 為 密 封 圈 的 厚 度 必須 高 出 鑲 件 表 面 )。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 眾 所 周 知 ， 由 于 制 品 的 壁 厚 不 均 ， 在 成 型 時會 產(chǎn) 生 縮 坑 。 為 克 服 這 一 缺 陷 ， 除 改 進(jìn) 制 品 結(jié) 構(gòu)和 調(diào) 整 成 型 工 藝 之 外 ， 在 模 具 中 設(shè) 置 足 夠 的 冷 卻水 道 ， 對 制 品 的 這 種 缺 陷 也 會 有 所 改 善 。 如 圖 9-7所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 許 多 模 具 結(jié) 構(gòu) 在 成 型 過 程 中 ， 熔 融塑 料 除 填 滿 型 腔 之 外 ， 同 時 也 包 圍 著 型芯 ， 通 過 熱 交 換 使 型 腔 和 型 芯 的 溫 度 上升 得 很 高 ， 對 成 型 周 期 有 很 大 的 影 響 ，因 此 ， 除 型 腔 周 圍 需 要 設(shè) 置 冷 卻 水 道 之外 ， 型 芯 也 必 須 設(shè) 置 必 要 的 冷 卻 水 道 ，如 圖 9-8所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 在 模 具 中 ， 除 型 腔 四 周 需 要 設(shè) 置 冷 卻 水 道 之外 ， 型 腔 中 凸 起 的 部 分 (只 要 凸 起 的 部 分 足 夠 大 )也 需 要 設(shè) 置 冷 卻 水 道 ， 如 圖 9-9所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 側(cè) 抽 芯 模 具 中 的 側(cè) 滑 塊 ， 只 要 尺 寸 足 夠 大 ，也 必 須 設(shè) 置 冷 卻 水 道 ， 因 為 較 大 的 側(cè) 滑 塊 ， 如 果缺 少 冷 卻 裝 置 ， 除 影 響 所 成 型 的 制 品 質(zhì) 量 之 外 ，在 運 動 時 因 受 熱 膨 脹 容 易 發(fā) 生 咬 蝕 ， 如 圖 9-10所示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.3.3 模 板 冷 卻 水 道 的 設(shè) 置 不 少 小 型 模 具 的 型 腔 是 直 接 在 模 板 上 加 工而 成 的 (也 可 采 用 拼 鑲 結(jié) 構(gòu) ， 但 由 于 模 具 尺 寸 較小 ， 所 用 于 型 腔 與 型 芯 的 鑲 件 尺 寸 更 小 )， 對 于這 類 模 具 ， 可 以 直 接 在 模 板 上 設(shè) 置 冷 卻 水 道 。 在 模 板 上 設(shè) 置 冷 卻 水 道 同 樣 應(yīng) 遵 循 冷 卻 系統(tǒng) 的 設(shè) 計 原 則 ， 使 冷 卻 水 道 盡 量 靠 近 型 腔 表 面和 盡 量 圍 繞 型 腔 ， 使 制 品 在 成 型 過 程 中 冷 卻 均勻 ,如 圖 9-11所 示 。 該 形 式 由 于 冷 卻 水 道 不 是 圍繞 型 腔 而 設(shè) 置 的 ， 在 成 型 過 程 中 ， 制 品 的 散 熱是 不 均 勻 的 。 圖 9-12所 示 的 冷 卻 水 道 排 列 對 于制 品 的 散 熱 略 好 于 圖 9-11所 示 的 排 列 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 從 圖 9-13所 示 的 冷 卻 水 道 排 列 中 ， 可 以 看 出 ，由 于 冷 卻 水 道 基 本 上 圍 繞 型 腔 ， 因 此 ， 其 制 品 在成 型 過 程 中 的 散 熱 效 果 比 前 兩 種 排 列 要 好 得 多 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 如 果 模 具 中 的 冷 卻 水 道 太 長 ， 在 成 型 過程 中 ， 會 使 得 水 溫 變 化 增 大 (入 水 口 與 出 水口 溫 度 相 差 很 大 )。 針 對 這 個 問 題 ， 為 保 證其 冷 卻 效 果 ， 可 采 用 兩 個 (或 兩 個 以 上 )獨 立回 路 。 如 圖 9-14所 示 ， 模 具 邊 緣 處 ， 冷 卻 水道 的 封 密 ， 一 般 采 用 紫 銅 或 鉛 制 作 的 圓 柱 堵 ，以 過 盈 配 合 的 方 法 將 其 封 住 。 相 交 水 道 通 常 采 用 過 盈 配 合 方 式 插 入 鑲件 ， 使 冷 卻 液 改 變 流 向 如 圖 9-15和 圖 9-16所示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 如 果 模 具 中 成 型 制 品 的 部 分 (型 腔 )， 是 以 鑲件 方 式 鑲 入 模 板 ， 其 冷 卻 水 道 的 分 布 ,最 好 采 用圍 繞 鑲 件 的 方 法 ， 如 圖 9-17所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 一 般 情 況 下 ， 模 板 中 的 冷 卻 水 道 常 采用 鉆 床 加 工 。 有 些 水 道 較 長 且 橫 豎 交 錯 ，在 加 工 時 ， 為 了 減 小 難 度 和 使 鉆 孔 所 要 求的 精 度 相 對 降 低 ， 一 般 規(guī) 定 兩 條 相 交 錯 的水 道 在 長 度 小 于 150mm時 ， 最 小 間 距 為3mm， 在 長 度 大 于 150mm時 ， 最 小 間 距 為5mm， 如 圖 9-18所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.3.4 型 芯 冷 卻 水 道 的 設(shè) 置 由 于 在 成 型 過 程 中 ， 型 芯 總 是 被 溫 度 很 高 的 熔融 塑 料 包 圍 著 ， 因 此 ， 型 芯 材 料 的 熱 傳 導(dǎo) 非 常 關(guān)鍵 。 為 了 解 決 型 芯 的 散 熱 問 題 ， 雖 然 可 以 便 用 熱傳 導(dǎo) 率 較 高 的 材 料 制 造 型 芯 (如 鈹 青 銅 材 料 )。 如前 所 述 ， 鈹 青 銅 的 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 是 鋼 的 1.8 3.3倍 ，但 因 鈹 青 銅 的 力 學(xué) 強 度 比 鋼 差 ， 并 且 大 量 使 用 鈹青 銅 材 料 會 使 模 具 成 本 大 幅 度 提 高 ， 所 以 在 絕 大多 數(shù) 情 況 下 ， 解 決 這 一 問 題 最 好 的 辦 法 是 在 型 芯中 設(shè) 置 冷 卻 水 道 ， 利 用 冷 卻 水 道 中 冷 卻 液 的 溫 度和 流 速 來 控 制 型 芯 的 溫 度 ， 達(dá) 到 制 品 散 熱 的 目 的 。 通 常 ， 型 芯 中 冷 卻 水 道 的 設(shè) 置 有 下 列 幾 種 方式 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 從 圖 9-19所 示 的 結(jié) 構(gòu) 可 以 看 出 ,由 于 冷 卻水 道 距 型 芯 表 面 的 距 離 不 等 ， 所 以 冷 卻 效 果不 均 勻 。 一 般 僅 用 于 成 型 制 品 壁 較 薄 ， 尺 寸較 小 的 型 芯 。 圖 9-20所 示 是 一 種 冷 卻 效 果 均 勻 、 制 品散 熱 很 好 的 冷 卻 水 道 排 列 方 法 。 常 用 于 尺 寸較 大 的 型 芯 。 值 得 注 意 的 是 ， 在 制 作 這 種 冷卻 水 道 時 ， 型 芯 側(cè) 面 的 水 道 封 堵 一 定 要 平 整 ，避 免 因 出 現(xiàn) 側(cè) 面 凸 凹 而 影 響 制 品 脫 模 。 如 果這 部 位 受 壓 較 大 時 ， 可 以 采 用 鑲 入 經(jīng) 過 淬火 處 理 的 鋼 墊 的 方 式 來 解 決 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 冷 卻 尺 寸較 細(xì) 長 的 型 芯時 ， 可 采 用 銅管 插 入 型 芯 ，如 圖 9-21所 示的 方 式 。 在 制作 時 ， 首 先 要保 證 型 芯 有 足夠 的 力 學(xué) 強 度 ，其 次 ， 銅 管 與型 芯 內(nèi) 孔 的 配合 要 適 當(dāng) 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 對 于 一 模 多 腔 的 模 具 ， 其 型 芯 的 冷 卻方 式 可 分 為 串 聯(lián) 冷 卻 和 并 聯(lián) 冷 卻 兩 種 ， 如圖 9-22、 圖 9-23所 示 。 串 聯(lián) 冷 卻 水 道 具 有流 動 有 力 的 優(yōu) 點 ， 但 存 在 隨 著 型 芯 數(shù) 目 增加 ， 溫 度 梯 度 變 化 大 的 缺 陷 。 并 聯(lián) 冷 卻 水道 隨 溫 度 梯 度 變 化 不 大 ， 但 流 動 不 夠 有 力 ，其 結(jié) 果 會 導(dǎo) 致 對 不 同 型 芯 冷 卻 效 果 不 均 勻 。因 此 ， 以 上 所 述 兩 種 冷 卻 水 道 的 排 列 方 式僅 適 用 型 芯 數(shù) 目 不 多 的 模 具 。 對 于 一 模 多腔 模 具 ， 上 述 兩 種 冷 卻 方 式 最 好 能 和 “ 建立 兩 個 以 上 獨 立 回 路 ” 的 方 法 一 起 使 用 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 許 多 模 具 中 ， 一 些 形 狀 特 殊 ， 尺 寸 較 薄 且偏 長 的 型 芯 ， 在 成 型 過 程 ， 需 要 對 其 進(jìn) 行 溫 度控 制 時 ， 可 以 采 用 具 有 較 好 熱 傳 導(dǎo) 率 的 材 料 (如鈹 青 銅 )與 冷 卻 水 道 相 結(jié) 合 使 用 的 方 法 ， 如 圖 9-24所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 在 型 芯 尺 寸 、 力 學(xué) 強 度 允 許 的 前 提 下 ，在 型 芯 中 加 入 帶 有 螺 旋 的 水 槽 鑲 件 ， 如 圖 9-25所 示 的 方 式 對 其 溫 度 進(jìn) 行 控 制 ， 可 獲 得 極佳 的 效 果 。 但 是 這 種 鑲 件 形 狀 復(fù) 雜 ， 會 因 加工 難 度 大 而 提 高 模 具 的 制 造 費 用 。 在 型 芯 冷 卻 水 道 設(shè) 置 中 ， 最 為 困 難 的 問題 ， 是 對 細(xì) 長 圓 型 芯 的 溫 度 控 制 ， 如 圖 9-26所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 眾 所 周 知 ， 直 徑 較 小 (通 常 小 于 6mm)且 尺 寸 較 長 的 型 芯 ， 由 于 表 面 積 小 ， 使 得熱 傳 導(dǎo) 非 常 困 難 。 在 成 型 過 程 中 ， 因 細(xì) 長型 芯 散 熱 不 良 ， 會 引 起 制 品 在 這 一 部 位 出現(xiàn) 變 形 、 縮 孔 等 缺 陷 。 因 此 ， 必 須 采 取 特殊 的 冷 卻 方 式 對 細(xì) 長 型 芯 的 溫 度 加 以 控 制 。對 于 這 類 型 芯 結(jié) 構(gòu) ， 通 常 在 設(shè) 計 時 采 用 下列 幾 種 冷 卻 方 式 ： (1)冷 卻 水 圍 繞 型 芯 ， 如 圖 9-27所 示 。 (2)采 用 熱 傳 導(dǎo) 率 較 高 的 材 料 (如 鈹 青 銅 )制 造 細(xì) 長 型 芯 。 (3)在 型 芯 內(nèi) 部 較 粗 的 部 分 (通 常 宜 徑 大于 8mm)加 入 細(xì) 銅 棒 ， 細(xì) 銅 棒 的 一 端 聯(lián) 接 模板 中 的 冷 卻 水 道 ， 如 圖 9-28所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 如 果 細(xì) 長 型 芯 的 尺 寸 稍 大 (一 般 直 徑 超 過8mm)， 可 采 用 在 型 芯 內(nèi) 部 安 裝 細(xì) 銅 管 的 方 式 ，如 圖 9-29所 示 。 值 得 注 意 的 是 ， 在 采 用 這 種 冷卻 結(jié) 構(gòu) 時 ， 應(yīng) 對 型 芯 的 力 學(xué) 強 度 進(jìn) 行 校 核 ， 以免 在 成 型 時 發(fā) 生 彎 曲 、 甚 至 折 斷 等 問 題 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.3.5 型 腔 冷 卻 水 道 的 設(shè) 置 在 小 型 或 整 體 式 型 腔 結(jié) 構(gòu) 的 模 具 中 ， 型腔 冷 卻 水 道 的 設(shè) 置 參 考 本 模 塊 第 三 節(jié) “ 模 板冷 卻 水 道 的 設(shè) 置 ” 的 內(nèi) 容 。 本 節(jié) 所 討 論 的 型腔 ， 是 指 中 、 大 型 模 具 和 尺 寸 較 深 的 型 腔 。眾 所 周 知 ， 在 成 型 過 程 中 ， 型 腔 被 溫 度 較 高的 熔 融 塑 料 填 滿 ， 隨 著 塑 料 冷 卻 固 化 ， 型 腔的 溫 度 將 上 升 很 高 ， 如 圖 9-30所 示 ， 因 此 對于 尺 寸 較 大 的 型 腔 必 須 單 獨 設(shè) 置 冷 卻 水 道 。如 圖 9-31所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 對 于 那 些 尺 寸 較 大 、 并 且 采 用 鑲 件 形 式 的 型腔 ， 通 常 可 采 用 下 列 方 法 設(shè) 量 冷 卻 水 道 。 如 圖 9-32所 示 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.4 加 熱 系 統(tǒng) 對 于 熔 融 粘 度 高 ， 流 動 性 差 的 塑 料 ， 如 聚 碳酸 酯 、 聚 甲 醛 、 氯 化 聚 醚 、 聚 砜 、 聚 苯 醚 等 ， 則要 求 較 高 的 模 溫 ， 此 時 需 要 對 模 具 進(jìn) 行 加 熱 。 若模 溫 過 低 ， 則 會 影 響 塑 料 的 流 動 性 ， 產(chǎn) 生 較 大 的流 動 剪 切 力 ， 使 塑 件 的 內(nèi) 應(yīng) 力 較 大 ， 甚 至 還 會 出現(xiàn) 冷 流 痕 、 銀 絲 、 注 不 滿 等 缺 陷 。 尤 其 是 當(dāng) 冷 模剛 剛 開 始 注 塑 時 ， 這 種 情 況 更 為 明 顯 。 但 是 ， 模溫 也 不 能 過 高 ， 否 則 要 延 長 冷 卻 時 間 ， 且 塑 件 脫模 后 易 發(fā) 生 變 形 。 當(dāng) 模 溫 要 求 在 80 以 下 時 ， 模具 上 無 需 設(shè) 置 加 熱 裝 置 ， 可 利 用 熔 融 塑 料 的 余 熱使 模 具 升 溫 ， 達(dá) 到 要 求 的 工 藝 溫 度 。 若 模 溫 要 求在 80 以 上 時 ， 模 具 就 要 有 加 熱 裝 置 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.4.1 電 加 熱 電 加 熱 為 最 常 采 用 的 加 熱 方 式 ， 其 優(yōu) 點 是設(shè) 備 簡 單 、 緊 湊 、 投 資 小 ， 便 于 安 裝 、 維 修 、使 用 ， 溫 度 容 易 調(diào) 節(jié) ， 易 于 自 動 控 制 。 其 缺 點是 升 溫 緩 慢 ， 并 有 加 熱 后 效 現(xiàn) 象 ， 不 能 在 模 具中 交 替 地 加 熱 和 冷 卻 。 模 具 電 加 熱 有 電 阻 絲 加熱 和 工 頻 加 熱 兩 類 ， 后 者 因 加 熱 裝 置 構(gòu) 造 比 較復(fù) 雜 ， 體 積 大 ， 所 以 很 少 采 用 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 1 模 具 電 阻 絲 加 熱 的 形 式 ： (1)直 接 用 電 阻 絲 作 為 加 熱 元 件 。 將 電阻 絲 繞 制 成 螺 旋 彈 簧 狀 ， 再 將 它 套 上 瓷 管 或帶 孔 的 陶 瓷 元 件 ， 安 放 在 加 熱 板 或 模 具 的 加熱 孔 中 ， 如 圖 9-33所 示 。 為 安 全 起 見 ， 最 好用 云 母 及 石 棉 墊 片 與 加 熱 板 外 殼 絕 緣 。 這 種 電 加 熱 板 俗 稱 電 爐 板 。 直 接 用 電 阻絲 作 加 熱 元 件 的 方 法 雖 然 簡 單 ， 成 本 低 廉 ，但 由 于 電 阻 絲 直 接 與 空 氣 接 觸 ， 容 易 氧 化 損耗 ， 因 而 使 用 壽 命 短 ， 而 且 熱 量 損 耗 較 大 ，不 利 于 節(jié) 能 。 此 外 ， 赤 熱 的 電 阻 絲 暴 露 在 模外 也 不 安 全 ， 電 阻 絲 燒 壞 后 也 不 便 于 維 修 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 (2)加 熱 板 中 插 入 電 熱 元 件 。 一 般 是 將一 定 功 率 的 電 阻 絲 密 封 在 金 屬 管 內(nèi) ， 作 成 標(biāo)準(zhǔn) 的 加 熱 元 件 。 在 電 阻 絲 與 金 屬 管 內(nèi) 填 充 以石 英 砂 或 氧 化 鎂 等 耐 熱 材 料 ， 在 管 內(nèi) 的 兩 端墊 有 云 母 片 或 石 棉 墊 片 ， 在 電 阻 絲 出 口 處 用瓷 塞 塞 住 ， 電 阻 絲 兩 端 頭 通 過 瓷 塞 上 的 兩 個小 孔 引 出 （ 如 圖 9-34所 示 ） 這 樣 組 成 的 電 加熱 元 件 俗 稱 電 熱 棒 ， 根 據(jù) 模 具 所 需 加 熱 功 率來 選 用 電 熱 棒 的 型 號 和 數(shù) 量 ， 確 定 連 接 方 式（ 并 聯(lián) 或 串 聯(lián) ） ， 并 以 此 確 定 加 熱 板 上 的 孔徑 及 數(shù) 量 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 電 加 熱 棒 插 入 加 熱 板 中 的 加 熱 方 法 ，由 于 電 阻 絲 與 外 界 空 氣 隔 絕 ， 因 此 不 易 氧化 ， 使 用 壽 命 長 ， 電 熱 棒 燒 壞 后 也 便 于 更換 ， 同 時 使 用 中 也 比 較 安 全 。 電 加 熱 板 中 的 插 孔 位 置 ， 應(yīng) 考 慮 塑 件的 頂 出 位 置 ， 同 時 要 求 盡 量 對 稱 、 等 距 、靠 邊 ， 頂 桿 的 布 置 也 需 照 顧 電 熱 棒 插 孔 而作 適 當(dāng) 的 調(diào) 整 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 (3） 電 熱 套 （ 圈 ） 或 電 熱 片 ， 即 在 模 具 型 腔外 圍 套 上 電 熱 套 （ 圈 ） 或 裝 上 幾 塊 （ 2 4塊 ） 電熱 片 ， 以 補 充 模 具 上 加 熱 量 的 不 足 。 在 小 型 模 具內(nèi) 部 安 裝 電 熱 棒 有 困 難 時 ， 也 可 采 用 此 電 加 熱 形式 。 電 熱 套 應(yīng) 與 模 具 外 形 相 吻 合 ， 最 常 見 的 有 矩形 和 圓 形 兩 種 。 矩 形 電 熱 套 由 四 塊 電 熱 片 構(gòu) 成 ，用 導(dǎo) 線 和 螺 釘 連 成 一 體 。 圓 形 電 熱 套 也 是 通 過 螺釘 夾 緊 在 模 具 上 ， 它 可 以 制 成 整 體 式 和 兩 半 式 ，前 者 加 熱 效 率 好 ， 后 者 制 造 及 安 裝 方 便 。 如 果 模具 外 圍 有 側(cè) 面 型 芯 ， 不 便 于 安 裝 電 熱 套 時 ， 可 采用 電 熱 片 ， 并 用 螺 釘 緊 固 在 模 具 上 。 電 熱 套 和 電熱 片 都 是 用 云 母 片 繞 上 扁 電 阻 絲 ， 再 裝 夾 于 特 制的 金 屬 外 殼 里 ， 并 用 云 母 片 絕 緣 而 制 成 。 這 種 形式 的 電 加 熱 方 法 ， 由 于 電 熱 套 有 一 面 與 大 氣 相 接觸 ， 因 而 熱 量 損 失 大 ， 電 功 率 耗 費 多 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 2 電 熱 裝 置 的 計 算 模 具 電 加 熱 的 基 本 要 求 是 ： 合 理 分 布 電 熱 元件 ， 使 模 具 型 腔 表 面 的 溫 度 均 勻 一 致 ， 且 不 隨 時間 改 變 而 發(fā) 生 明 顯 的 波 動 。 因 此 ， 電 熱 元 件 的 計算 功 率 必 須 符 合 加 熱 所 需 的 功 率 。 要 達(dá) 到 模 具 加熱 均 勻 ， 保 證 符 合 成 型 溫 度 條 件 ， 在 設(shè) 計 電 熱 裝置 時 ， 必 須 綜 合 考 慮 以 下 各 點 ： 采 取 加 熱 模 具 的保 溫 措 施 ， 以 減 少 熱 量 損 失 ； 正 確 合 理 地 布 置 電熱 元 件 ； 加 熱 板 的 中 央 和 邊 緣 部 位 ， 分 別 采 用 不同 功 率 的 電 熱 元 件 ； 大 型 模 具 的 加 熱 板 ， 可 考 慮安 裝 兩 個 調(diào) 溫 器 ， 以 調(diào) 節(jié) 加 熱 板 中 央 和 邊 緣 部 位的 溫 度 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 要 準(zhǔn) 確 地 計 算 所 需 要 的 電 加 熱 功 率 ， 必須 作 模 具 的 熱 平 衡 計 算 。 塑 料 成 型 所 消 耗 的熱 量 包 括 ： 塑 料 升 溫 所 需 的 熱 量 、 模 具 側(cè) 表面 向 周 圍 空 氣 散 失 的 熱 量 、 模 具 模 板 與 注 塑機 連 接 處 所 傳 走 的 熱 量 、 開 模 過 程 中 分 型 面散 失 的 熱 量 以 及 模 具 在 清 理 過 程 中 用 壓 縮 空氣 吹 模 具 所 帶 走 的 熱 量 等 。 分 別 算 出 以 上 各項 熱 量 ， 通 過 熱 平 衡 方 程 式 即 可 計 算 出 每 小時 所 需 的 熱 量 ， 進(jìn) 而 算 出 所 需 的 電 加 熱 功 率 。 上 述 各 項 計 算 是 比 較 復(fù) 雜 的 ， 實 際 上 各項 計 算 也 是 近 似 的 。 通 常 的 辦 法 是 根 據(jù) 模 具的 體 積 或 重 量 進(jìn) 行 經(jīng) 驗 計 算 或 查 圖 表 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 模 具 加 熱 所 需 的 電 功 率 按 如 下 經(jīng) 驗 公 式 計算 ： 式 中 ： P 電 功 率 （ W） ； G模 具 重 量 （ kg） ； 每 千 克 模 具 加 熱 到 成 型 溫 度 時 所需 的 電 功 率 （ W kg） 。 可 查 有 關(guān) 表 格 ， 或 可按 模 具 重 量 直 接 查 圖 表 （ 圖 9-35） 。GP 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 總 功 率 算 出 后 ， 即 可 選 擇 電 熱 棒 的 型 號 ，確 定 電 熱 棒 的 數(shù) 量 ， 或 選 擇 電 阻 絲 直 徑 ， 并 計算 其 長 度 。 如 用 電 熱 棒 加 熱 ， 可 先 根 據(jù) 加 熱 板 尺 寸 確定 加 熱 棒 的 數(shù) 量 ， 然 后 計 算 每 根 電 熱 棒 的 電 功率 ， 設(shè) 電 熱 棒 并 聯(lián) ， 則 有 ： 根 據(jù) P 分 查 表 9-4， 選 擇 適 當(dāng) 尺 寸 的 電 熱 棒 。也 可 先 確 定 每 根 電 熱 棒 的 電 功 率 P分 ， 再 計 算 電熱 棒 的 根 數(shù) 。 nPP 分 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 在 選 擇 電 熱 棒 時 應(yīng) 注 意 ： 電 熱 棒 的 尺 寸（ 直 徑 和 長 度 ） 應(yīng) 與 加 熱 板 的 尺 寸 或 模 具 安裝 加 熱 元 件 的 空 間 相 符 合 ， 有 時 需 經(jīng) 過 反 復(fù)計 算 才 能 使 加 熱 元 件 功 率 、 根 數(shù) 、 尺 寸 都 符合 要 求 。 如 表 中 或 熱 電 器 廠 產(chǎn) 品 規(guī) 格 中 找 不 到 適合 模 具 安 裝 的 電 熱 棒 ， 則 需 自 行 設(shè) 計 制 造 電熱 棒 ， 可 按 以 下 步 驟 確 定 電 阻 絲 直 徑 和 長 度 。 通 過 每 根 電 熱 棒 或 每 根 電 阻 絲 的 電 流 為 : 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 每 組 電 熱 絲 （ 電 熱 棒 ） 的 電 阻 為 根 據(jù) 電 流 可 按 表 9-5查 得 電 阻 絲 直 徑 。 按 下列 公 式 算 出 電 阻 絲 的 長 度 。 UPI 分 分PUIUR 2 rRL 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.4.2 蒸 汽 或 過 熱 水 加 熱 蒸 汽 水 加 熱 迅 速 ， 能 使 模 具 保 持 恒 定 的 溫度 ， 而 不 致 使 模 具 過 熱 。 同 時 當(dāng) 需 要 冷 卻 時只 需 關(guān) 閉 蒸 汽 ， 并 在 管 中 改 通 冷 卻 水 就 能 很快 使 模 具 冷 卻 。 蒸 汽 加 熱 方 式 的 缺 點 是 ： 加熱 系 統(tǒng) 投 資 大 ， 設(shè) 備 比 較 復(fù) 雜 。 蒸 汽 加 熱 板的 蒸 汽 通 道 開 設(shè) 形 式 如 圖 9-36所 示 。 模 具 不需 要 冷 卻 時 可 采 用 平 行 排 列 （ 圖 a） ， 這 樣 加熱 板 制 造 比 較 簡 單 ； 模 具 需 要 冷 卻 的 可 采 用混 合 排 列 （ 圖 b） 或 順 序 排 列 （ 圖 c） ， 這 樣可 提 高 冷 卻 水 的 速 度 ， 以 改 善 冷 卻 效 率 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 為 了 提 高 模 具 加 熱 效 率 ， 蒸 汽 加 熱 通 道 可根 據(jù) 塑 件 形 狀 開 在 型 腔 周 圍 。 但 由 于 蒸 汽 壓 力較 大 ， 因 此 通 道 與 接 頭 必 須 可 靠 ， 以 免 泄 漏 。 國 外 常 用 加 熱 水 加 熱 模 具 ， 因 為 蒸 汽 在 模具 內(nèi) 容 易 過 早 冷 凝 ， 而 得 不 到 及 時 排 除 ， 此 時積 聚 冷 凝 水 的 地 方 溫 度 偏 低 。 但 用 過 熱 水 強 制流 經(jīng) 模 具 的 所 有 加 熱 通 道 就 不 會 發(fā) 生 這 種 情 況 。用 過 熱 水 加 熱 還 可 以 在 不 同 機 臺 上 根 據(jù) 不 同 產(chǎn)品 方 便 地 調(diào) 節(jié) 溫 度 ， 即 在 過 熱 水 中 滲 入 溫 度 較低 的 水 或 冷 卻 水 調(diào) 溫 ， 這 時 模 具 與 車 間 中 央 設(shè)備 里 的 水 溫 無 關(guān) 。 用 過 熱 水 加 熱 模 具 也 存 在 投資 大 ， 設(shè) 備 復(fù) 雜 等 缺 點 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.4.3 煤 氣 及 天 然 氣 加 熱 利 用 煤 氣 或 天 然 氣 加 熱 模 具 ， 可 充 分 利用 我 國 能 源 ， 大 大 降 低 加 熱 成 本 ， 但 溫 度 不易 控 制 準(zhǔn) 確 ， 勞 動 條 件 較 差 ， 而 且 煤 氣 或 天然 氣 的 燃 燒 產(chǎn) 物 還 會 造 成 空 氣 污 染 。 由 于 熱 油 加 熱 容 易 滲 漏 ， 在 壓 力 下 滲 出的 細(xì) 小 油 沫 與 空 氣 形 成 有 爆 炸 危 險 的 混 合 物 ，滲 漏 的 熱 油 會 噴 射 傷 人 ， 因 而 很 少 采 用 熱 油加 熱 模 具 。 在 上 述 的 加 熱 措 施 中 ， 有 些 可 能 不 一 定適 合 于 注 塑 模 ， 但 這 里 列 出 ， 以 供 參 考 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.5 模 具 溫 度 控 制 器 9.5.1 模 具 溫 度 控 制 器 的 作 用 正 如 本 模 塊 開 頭 所 述 ， 模 具 冷 卻 系 統(tǒng)的 目 的 ， 不 僅 僅 是 對 模 具 進(jìn) 行 冷 卻 ， 而 是使 模 具 維 持 成 型 制 品 所 需 要 的 恒 定 溫 度 。例 如 ， 在 成 型 高 光 亮 制 品 和 薄 壁 且 細(xì) 長 的制 品 時 ， 為 使 制 品 表 面 光 亮 (對 前 者 )和 填充 順 利 (對 后 者 )， 往 往 需 要 較 高 的 模 具 溫度 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 另 外 ， 在 注 塑 生 產(chǎn) 的 開 機 初 始 ， 模 具 處 于常 溫 狀 態(tài) ,如 果 僅 僅 依 靠 注 入 塑 料 熔 體 來 加 熱 模具 ， 勢 必 會 造 成 原 材 料 的 浪 費 ， 并 且 那 些 在 模具 溫 度 未 達(dá) 到 成 型 要 求 時 所 注 塑 成 型 的 制 品 ，其 質(zhì) 量 可 能 會 出 現(xiàn) 問 題 ， 因 此 ， 為 了 使 模 具 在短 時 間 內(nèi) 達(dá) 到 所 需 要 的 溫 度 并 保 持 這 一 溫 度 ，使 用 模 具 溫 度 控 制 器 與 模 具 冷 卻 系 統(tǒng) 聯(lián) 接 ， 向其 輸 入 成 型 制 品 所 需 溫 度 的 熱 水 (或 熱 油 )是 很有 必 要 的 。 常 見 塑 料 的 模 具 溫 度 參 見 表 9-6。 在成 型 一 模 多 腔 的 制 品 時 ， 如 果 只 向 模 具 的 冷 卻系 統(tǒng) 提 供 溫 度 較 低 的 冷 卻 液 ， 隨 著 冷 卻 液 與 模具 發(fā) 生 熱 交 換 ,其 溫 度 會 發(fā) 生 很 大 的 變 化 (即 入水 口 的 溫 度 與 出 水 口 的 溫 度 相 差 很 大 )。 這 種 變化 ， 對 被 成 型 制 品 的 實 際 收 縮 有 直 接 的 影 響 。如 圖 9-37所 示 的 冷 卻 水 道 分 布 ， 被 成 型 制 品 為精 密 計 數(shù) 器 外 套 ， 材 料 ： ABS。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 在 其 它 成 型 條 件 相 同 的 情 況 下 ， 首 先選 用 冷 卻 液 從 第 一 型 腔 進(jìn) 入 ， 第 八 型 腔流 出 (冷 卻 液 溫 度 20 )的 方 式 ， 然 后 將其 所 成 型 制 品 通 過 實 際 測 量 ， 發(fā) 現(xiàn) 第 一腔 所 成 型 的 制 品 收 縮 最 小 ， 第 八 腔 所 成型 的 制 品 收 縮 最 大 (圖 9-38)。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 反 之 ， 如 果 將 冷 卻 液 流 向 改 為 由 第 八 腔 進(jìn)入 ， 第 一 腔 流 出 ， 測 得 的 制 品 實 際 收 縮 為 第 八腔 最 小 ， 第 一 腔 最 大 。 (如 圖 9-39所 示 ) 上 述 試 驗 表 明 ， 冷 卻 液 在 模 具 進(jìn) 、 出 水 口溫 度 梯 度 的 變 化 ， 對 制 品 尺 寸 精 度 的 影 響 是 顯而 易 見 的 。 針 對 上 述 例 子 所 發(fā) 生 的 情 況 ， 可 以 采 取 改變 冷 卻 水 路 分 布 的 辦 法 來 減 小 出 、 入 水 口 溫 度梯 度 的 變 化 ， 比 如 像 采 用 兩 組 獨 立 水 路 的 辦 法 。除 此 之 外 ， 還 可 以 采 取 將 冷 卻 液 溫 度 提 高 到 接近 被 成 型 制 品 所 需 要 的 溫 度 的 方 法 ， 比 如 將 冷卻 液 的 溫 度 由 20 提 高 到 80 時 ， 也 將 會 大 大改 善 各 型 腔 制 品 收 縮 不 一 致 的 現(xiàn) 象 (圖 9-40)。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 返 回 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 ： 楊 占 堯 9.5.2 模 具 溫 度 控 制 器 的 使 用 要 想 提 高 注 塑 制 品 的 質(zhì) 量 ， 模 具 溫 度 的 控 制是 非 常 重 要 的 。 模 溫 過 高 ， 會 使 制 品 產(chǎn) 生 縮 孔 、溢 料 、 變 形 ； 模 溫 過 低 ， 會 使 制 品 產(chǎn) 生 填 充 不