1 概述

　　模壓成型工藝是塑性材料最常見、歷史最悠久的成型方法之一，并且是研究材料性能最常采用的一種工藝方法碘展。它具有成型裝置簡單、設(shè)備投資小挑庶、模具結(jié)構(gòu)簡單等特點言秸，在機械化、自動化生產(chǎn)高度發(fā)達的今天迎捺，仍是一種最為普及的生產(chǎn)手段之一举畸。然而，進行壓縮模塑成型的模具設(shè)計能參考的文獻除了教科書凳枝、幾位前輩所著的專著抄沮、模具設(shè)計圖例以外，少有人總結(jié)模具設(shè)計中的關(guān)鍵技巧岖瑰。

　　模具的加熱叛买、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料模具設(shè)計不可或缺的一部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性，同時還影響產(chǎn)品的成型效率聪全。

　　2 加熱泊藕、保溫與冷卻設(shè)計

　　2.1 加熱管的設(shè)計要求

　　鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設(shè)計必須采用的加熱手段，可設(shè)計為單向接線难礼、雙向接線等多種形式娃圆，材質(zhì)上可采用有縫管、無縫管涂颠、不銹鋼管等固脸，特點是熱損失小、熱效率高俗齿、排線簡單典患，可根據(jù)需要設(shè)計為220V或380V，接線為式靈活多樣圆滓。但由于其材料和加工工藝的限制猾灰，模具設(shè)計中要注意它向身特點。

　　(1)加熱管在兩端通常有較長的冷端存站，并不能起到加熱的作用萌小。 (2

　　)加熱段的功率設(shè)計盡量不超過10瓦特/厘米的限制。如30厘米長的加熱管滚曾，功率盡可能不要超過300瓦狱心。如果設(shè)計功率超過這個限制，加熱管表面負(fù)荷較高制依，鋼管易氧化腐蝕音诫，造成短路。

　　(3)對于溫度高于250℃的模具設(shè)計雪位，采用加熱管有一定難度竭钝。

　　我曾經(jīng)利用加熱管升溫達到420℃，但是這種成型溫度對加熱管質(zhì)量要求較高雹洗，需要經(jīng)常檢查電路的通暢與短路與否香罐。因為這種條件下加熱管、接線端子队伟、連接用的銅線、鋼片等介質(zhì)非常易于氧化幽勒，從而導(dǎo)致斷路嗜侮。因此對電傳輸介質(zhì)需要進行特殊處理，盡量避免使傳導(dǎo)電線暴露在空氣中啥容，延長導(dǎo)線的使用壽命锈颗。

　　烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種，特點是單位長度功率高(通常直徑10mm，長8cm規(guī)格的烙鐵芯可以達到150瓦的輸出功率)击吱，耐用淋淀，安全性好，不易形成擊穿短路帖与，可以通過鉆盲孔來埋設(shè)萍卑，缺點是難以定制設(shè)計，拆換時易碎架看、斷爬韧。

　　電路設(shè)計中不可缺少保險、空氣開關(guān)等保險措施锦列，操作地由要保持干凈整潔奏喜，絕緣良好，操作中勤于檢查電氣故障誊预，防止不必要的危險效益。

　　2.2 加熱管的安裝鉆孔

　　從傳熱角度上理解，加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合寡瘩，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上缔道。而實際上加熱管與模具并沒有多大接觸面積，傳熱的本質(zhì)是輻射胶见，傳導(dǎo)是次要的寞奸。因此大部分用于模具安裝的加熱管表面都涂有增強紅外輻射的涂層，同時也采用限制設(shè)計功率(10瓦特/厘米)的辦法以增長加熱管的使用壽命在跳。

　　因此在加工加熱管孔時枪萄，尤其是長加熱管孔的加工沒必要設(shè)計太小的配合間隙，有效的設(shè)計方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴(yán)密配合猫妙，可以采用填塞瓷翻、封堵或設(shè)計擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱量的損失割坠。

　　2.3 加熱管的埋放

　　埋放的加熱管齐帚，最好采用與管內(nèi)介質(zhì)相同的氧化鎂粉進行充填，以降低加熱管表面的熱負(fù)荷彼哼，這種方法可以減少管的表面氧化对妄，有效延長管的使用壽命。有條件的話敢朱，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉剪菱。

　　2.4 模具保溫方法

　　加強模具的保溫措施可以減少模具的熱損失，可使模具在較短的時間內(nèi)達到預(yù)定的生產(chǎn)溫度拴签，減少能源浪費渗某。每個工程技術(shù)人員對這個問題都有一套獨特的解決辦法，我只談?wù)勎业慕?jīng)驗。

　　2.4.1 加熱板的保溫措施

　　加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫折焙，但石棉布不易擺放平整晶睦，對壓板的平行度保證也有定的影響。石棉板的種類很多层漠，最常見的是橡膠石棉板爱茫，但這種石棉板卻不對以用于密封隔熱用的材料，具有一定的可壓級勝抢督，同時在高溫時會釋放出一種十分難聞的氣味稼注，影響操作環(huán)境及操作人的身體健康。

　　加熱板的保溫宜采用石棉紙板喧雹，常見的規(guī)格是1000x1000栓堕，3－5mm厚，板體較為規(guī)整越名，平行度較好虏淤，可壓縮性比較平均枚钓，高溫下無異味產(chǎn)生每庆。

　　2.4.2 模具的保溫措施

　　模具的保溫措施很多值纱，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進行保溫。現(xiàn)在市場上還有一種保溫涂料是目前用作模具保溫的理想材料茂装，它由中長纖維怠蹂、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成，粘性適中少态，易于涂抹城侧。這種材料常用作化工、采暖管道的保溫層材料彼妻，略含堿性(易腐蝕模具)嫌佑。經(jīng)在150℃條件下使用沒發(fā)現(xiàn)有燒焦、熔化侨歉、氣味等負(fù)面影響屋摇。同時材料很輕，可塑性較強幽邓，容易形成較為美觀的模具表面炮温。

　　2，5 模具的冷卻方法

　　水冷卻是大多數(shù)模具采用的冷卻方式核必，但也有其缺點茸汇；要求管道密封性要好，上下水管路必須通暢实朗，對水資源的浪費較大测捐。當(dāng)冷卻溫度超過100℃時，易產(chǎn)生蒸汽爆炸垮撇。優(yōu)點是熱容較大法简，可實現(xiàn)快速降溫。

　　風(fēng)冷卻是一種比較理想的冷卻方法状堰，和水冷正相反蓝鹿，它不需要嚴(yán)密的管道密封，不存在資源浪費糯驯，可以冷卻溫度高于100℃的模具贰往，可以通過氣體的流量來確定冷卻的速度，并且來源簡潔方便耙福，有一定規(guī)模的生產(chǎn)車間都能取得比較方便的氣源伊厉。

　　3 模具的裝夾

　　模具的裝夾結(jié)構(gòu)與模具的加熱、保溫與冷卻系統(tǒng)密切相關(guān)坦冠，同時為模具的更換形耗、裝卸提供一定的方便特性。多數(shù)設(shè)計者為圖方便辙浑，只簡單地將模具上打幾個安裝孔用以固定激涤。例是多數(shù)的壓模都不單獨設(shè)計加熱裝置，而是在壓機上下壓板上安裝加熱板以簡化中小型模具的加工判呕。模具結(jié)構(gòu)中就只剩下構(gòu)成型腔主體結(jié)構(gòu)的模塊倦踢。這時模具可以采用注塑模具的固定辦法——用壓板將模具固定在上下模板上。在加熱板模具上設(shè)計好固定壓板的空間即可侠草。這種設(shè)計不僅可以用于移動式壓模辱挥，也可用于帶有簡單項出機構(gòu)的壓模。僅需要在加熱板的設(shè)計中才考慮到頂桿的位置與加熱管不相沖突即可梦抢。也可以利用一種模具的模架對多個模具進行通用性改造般贼，以簡化模具制造成本。

　　如果供具較高奥吩，單純的加熱板加熱已經(jīng)不能滿足均勻加熱的需要哼蛆，這時需要在模具上安裝輔助加熱系統(tǒng)，可以山加熱片划搓、加熱管及烙鐵芯構(gòu)成沮念。

　　對于結(jié)構(gòu)簡單、尺寸較小的模具验脐，采用加熱板加熱會造成大過的熱量損失澜碎，在模具尸設(shè)計簡單的加熱系統(tǒng)就能夠滿足要求。需要注意的是在模具和壓機固定板之間要添加隔熱物(通常來采用石棉紙板)來保溫织活，同時需要注意電源線的排布整齊和電偶孔的位置嫡境。這種設(shè))贯森；由于熱容較小，特別適用于需要反復(fù)加熱冷卻或快速加熱冷卻的小型模具褒饱。

　　4 結(jié)語

　　本文是實際工程應(yīng)用中的總結(jié)沛目，經(jīng)實踐文中涉及的多種技巧和辦法可行。

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