模具设计指南-模温控制

第十章模温控制

模具温度对胶件的成型质量、成型效率有着较大的影响。在温度较高的模具里，熔融胶料的流动性较好，有利于胶料充填型腔，获取高质量的胶件外观表面，但会使胶料固化时间变长，顶出时易变形，对结晶性胶料而言，更有利于结晶过程进行，避免存放及使用中胶件尺寸发生变化；在温度较低的模具里，熔融胶料难于充满型腔，导致内应力增加，表面无光泽，产生银纹、熔接痕等缺陷。

不同的胶料具有不同的加工工艺性，并且各种胶件的表面要求和结构不同，为了在最有效的时间内生产出符合质量要求的胶件，这就要求模具保持一定的温度，模温越稳定，生产出的胶件在尺寸形状、胶件外观质量等方面的要求就越一致。因此，除了模具制造方面的因素外，模温是控制胶件质量高低的重要因素，模具设计时应充分考虑模具温度的控制方法。

10.1模具温度控制的原则和方式

10.1.1模具温度控制的原则

为了保证在最有效的时间内生产出高外观质量要求、尺寸稳定、变形小的胶件，设计时应清楚了解模具温度控制的基本原则。

(1)不同胶料要求不同的模具温度。参见10.1.3节

(2)不同表面质量、不同结构的模具要求不同的模具温度，这就要求在设计温控系统时具有针对性。

(3)前模的温度高于后模的温度，一般情况下温度差为20~30º左右。

(4)有火花纹要求的前模温度比一般光面要求的前模温度高。当前模须通热水或热油时，一般温度差为40º左右。

(5)当实际的模具温度不能达到要求模温时，应对模具进行升温。因此模具设计时，应充分考虑胶料带入模具的热量能否满足模温要求。

(6)由胶料带入模具的热量除通过热辐射、热传导的方式消耗外，绝大部分的热量需由循环的传热介质带出模外。铍铜等易传热件中的热量也不例外。

(7)模温应均衡，不能有局部过热、过冷。

10.1.2模具温度的控制方式

模具温度一般通过调节传热介质的温度，增设隔热板、加热棒的方法来控制。传热介质一般采用水、油等，它的通道常被称作冷却水道。

降低模温，一般采用前模通“机水”(20ºC左右)、后模通“冻水”(4ºC左右)来实现。当传热介质的通道即冷却水道无法通过某些部位时，应采用传热效率较高的材料(如铍铜等，模具材料的传热系数详见《塑料模具技术手册》第219页)，将热量传递到传热介质中去，如图10.1.1，或者采用“热管”进行局部冷却。

升高模温，一般采用在冷却水道中通入热水、热油(热水机加热)来实现。当模温要求较高时，为防止热传导对热量的损失，模具面板上应增加隔热板。

热流道模具中，流道板温度要求较高，须由加热棒加热，为避免流道板的热量传至前模，导致前模冷却困难，设计时应尽量减少其与前模的接触面。

10.1.3常用胶料的注射温度与模具温度

下表为胶件表面质量无特殊要求(即一般光面)时常用的胶料注射温度、模具温度，模具温度指前模型腔的温度。

10.2冷却系统设计

10.2.1冷却系统设计原则

(1)冷却水道的孔壁至型腔表面的距离应尽可能相等，一般取15~25mm ，如图10.2.1所示。

(2)冷却水道数量尽可能多，而且要便于加工。一般水道直径选用∅6.0，∅8.0，∅10.0，两平行水道间距取

40~60mm ，如图10.2.1所示。

(3)所有成型零部件均要求通冷却水道，除非无位置。热量聚集的部位强化冷却，如电池兜、喇叭位、厚 胶位、浇口处等。A 板，B 板，水口板，浇口部分则视情况定。

(4)降低入水口与出水口的温差。入水，出水温差会影响模具冷却的均匀性，故设计

时应标明入水，出水方向，模具制作时要求在模坯上标明。.运水流程不应过长，防止造成出入水温差过大。

(5)尽量减少冷却水道中“死水”(不参与流动的介质)的存在。 (6)冷却水道应避免设在可预见的胶件熔接痕处。

(7)保证冷却水道的最小边距(即水孔周边的最小钢位厚度)，要求当水道长度小于150mm 时，边间距大于3mm ；当水道长度大于150mm 时，边间距大于5mm 。

(8)冷却水道连接时要由“O ”型胶密封，密封应可靠无漏水。密封结构参见10.2.2。

(9)对冷却水道布置有困难的部位应采取其它冷却方式，如铍铜、热管等 (10)合理确定冷却水接头位置，避免影响模具安装、固定。 10.2.2“O ”型密封圈的密封结构

常用“O ”型密封圈结构如图10.2.3所示。可参见第十五章15.5节。

图10.2.1

图10.2.2

图10.2.3

常用密封结构如图10.2.4所示。常用装配技术要求参见列表： 密封圈规格 装配技术要求 ØD Ød

ØD1 H

W

13.0 2.5 8.0 1.8

3.2

16.0 11.0 19.0 14.0 16.0 3.5 9.0 2.7

4.7

19.0 12.0 25.0 18.0

单位：mm 10.2.3冷却实例

(1)浅模腔冷却。前模如图10.2.5所示，后模如图10.2.6所示。

图10.2.4

此间距须≥1mm

密封圈

电池盒镶件，采用水缸冷却

图10.2.5

为了使冷却水道的孔壁至型腔表面的距离应尽可能相等 此处有“死水”存在，应隔断

图10.2.6

采用“O ”型密封圈密封

标注出水口入水口

(2)深模腔冷却。如图10.2.7所示。

(3)较小的高、长型芯冷却。图10.2.8采用斜向交叉冷却水道；10.2.9采用套管形式的冷却水道。

(4)无法加工冷却水道的部位采用易导热材料传出热量。如图10.2.10所示

冷却水道采用“水缸”形式

图10.2.7

图10.2.8 图10.2.9

套管

图10.2.10

型芯用导热率较

高的铍铜制作

由铍铜将热量

传到冷却介质

由冷却介质将

热量带出模外