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页畦，并且是研究材料性能最常采用的一種工藝方法。它具有成型裝置簡單研儒、設備投資小豫缨、模具結構簡單等特點，在機械化端朵、自動化生產高度發(fā)達的今天好芭，仍是一種最為普及的生產手段之一。然而冲呢，進行壓縮模塑成型的模具設計能參考的文獻除了教科書舍败、幾位前輩所著的專著、模具設計圖例以外敬拓，少有人總結模具設計中的關鍵技巧邻薯。

　　模具的加熱、保溫與冷卻及裝夾結構是復合材料模具設計不可或缺的一部分。結構設計直接影響到產品的外觀及內在質量均勻性厕诡，同時還影響產品的成型效率累榜。

　　2 加熱、保溫與冷卻設計

　　2.1 加熱管的設計要求

　　鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設計必須采用的加熱手段舷到，可設計為單向接線这旋、雙向接線等多種形式，材質上可采用有縫管夹卒、無縫管、不銹鋼管等挟酗，特點是熱損失小秆刑、熱效率高、排線簡單虏斤，可根據需要設計為220V或380V唧谊，接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制脊距，模具設計中要注意它向身特點露惑。

　　(1)加熱管在兩端通常有較長的冷端，并不能起到加熱的作用种诫。

　　(2)加熱段的功率設計盡量不超過10瓦特/厘米的限制钢老。如30厘米長的加熱管，功率盡可能不要超過300瓦烫饼。如果設計功率超過這個限制猎塞，加熱管表面負荷較高，鋼管易氧化腐蝕杠纵，造成短路荠耽。

　　(3)對于溫度高于250℃的模具設計，采用加熱管有一定難度比藻。

　　曾經利用加熱管升溫達到420℃铝量，但是這種成型溫度對加熱管質量要求較高，需要經常檢查電路的通暢與短路與否银亲。因為這種條件下加熱管慢叨、接線端子、連接用的銅線群凶、鋼片等介質非常易于氧化插爹，從而導致斷路。因此對電傳輸介質需要進行特殊處理请梢，盡量避免使傳導電線暴露在空氣中赠尾，延長導線的使用壽命。

　　烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種笋棵，特點是單位長度功率高(通常直徑10mm次翩，長8cm規(guī)格的烙鐵芯可以達到150瓦的輸出功率)褪鸳，耐用，安全性好鹿吴，不易形成擊穿短路揣响，可以通過鉆盲孔來埋設，缺點是難以定制設計干策，拆換時易碎儿猪、斷。

　　電路設計中不可缺少保險彩淮、空氣開關等保險措施相梳，操作地由要保持干凈整潔，絕緣良好懊潜，操作中勤于檢查電氣故障奢惋，防止不必要的危險。

　　2.2 加熱管的安裝鉆孔

　　從傳熱角度上理解乔蜀，加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合啸盲，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上。而實際上加熱管與模具并沒有多大接觸面積咱士，傳熱的本質是輻射立由，傳導是次要的。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司致，同時也采用限制設計功率(10瓦特/厘米)的辦法以增長加熱管的使用壽命拆吆。

　　因此在加工加熱管孔時，尤其是長加熱管孔的加工沒必要設計太小的配合間隙脂矫，有效的設計方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴密配合枣耀，可以采用填塞、封堵或設計擋片等辦法庭再。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捞奕。

　　2.3 加熱管的埋放

　　埋放的加熱管，最好采用與管內介質相同的氧化鎂粉進行充填拄轻，以降低加熱管表面的熱負荷颅围，這種方法可以減少管的表面氧化，有效延長管的使用壽命恨搓。有條件的話院促，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉。

　　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雳犹，可使模具在較短的時間內達到預定的生產溫度满傍，減少能源浪費。每個工程技術人員對這個問題都有一套獨特的解決辦法，我只談談我的經驗伞注。

　　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赐罪，但石棉布不易擺放平整，對壓板的平行度保證也有定的影響搜掸。石棉板的種類很多详础，最常見的是橡膠石棉板，但這種石棉板卻不對以用于密封隔熱用的材料酝螃，具有一定的可壓級勝普易，同時在高溫時會釋放出一種十分難聞的氣味，影響操作環(huán)境及操作人的身體健康付找。

　　加熱板的保溫宜采用石棉紙板歧胃，常見的規(guī)格是1000x1000，3－5mm厚艰争，板體較為規(guī)整，平行度較好桂对，可壓縮性比較平均甩卓，高溫下無異味產生。

　　2.4.2 模具的保溫措施

　　模具的保溫措施很多蕉斜，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進行保溫∮馐粒現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，它由中長纖維宅此、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成机错，粘性適中，易于涂抹父腕。這種材料常用作化工弱匪、采暖管道的保溫層材料，略含堿性(易腐蝕模具)璧亮。經在150℃條件下使用沒發(fā)現有燒焦萧诫、熔化、氣味等負面影響枝嘶。同時材料很輕帘饶，可塑性較強，容易形成較為美觀的模具表面膜暴。

　　2.5 模具的冷卻方法

　　水冷卻是大多數模具采用的冷卻方式疯煮，但也有其缺點；要求管道密封性要好道暑，上下水管路必須通暢特掀，對水資源的浪費較大。當冷卻溫度超過100℃時，易產生蒸汽爆炸拭奖。優(yōu)點是熱容較大梆载，可實現快速降溫。

　　風冷卻是一種比較理想的冷卻方法萧状，和水冷正相反撵刷，它不需要嚴密的管道密封，不存在資源浪費捣兄，可以冷卻溫度高于100℃的模具褐袒，可以通過氣體的流量來確定冷卻的速度，并且來源簡潔方便稍浆，有一定規(guī)模的生產車間都能取得比較方便的氣源载碌。

　　3 模具的裝夾

　　模具的裝夾結構與模具的加熱、保溫與冷卻系統密切相關衅枫，同時為模具的更換嫁艇、裝卸提供一定的方便特性。多數設計者為圖方便弦撩，只簡單地將模具上打幾個安裝孔用以固定步咪。例是多數的壓模都不單獨設計加熱裝置，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益楼。模具結構中就只剩下構成型腔主體結構的模塊猾漫。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。在加熱板模具上設計好固定壓板的空間即可感凤。這種設計不僅可以用于移動式壓模悯周，也可用于帶有簡單項出機構的壓模。僅需要在加熱板的設計中才考慮到頂桿的位置與加熱管不相沖突即可陪竿。也可以利用一種模具的模架對多個模具進行通用性改造禽翼，以簡化模具制造成本。

　　如果供具較高贝泞，單純的加熱板加熱已經不能滿足均勻加熱的需要淮辕，這時需要在模具上安裝輔助加熱系統，可以山加熱片牡罚、加熱管及烙鐵芯構成俯炮。

　　對于結構簡單、尺寸較小的模具缰伶，采用加熱板加熱會造成大過的熱量損失敦浅，在模具尸設計簡單的加熱系統就能夠滿足要求。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)來保溫壮煎，同時需要注意電源線的排布整齊和電偶孔的位置赛琢。這種設)字瘫；由于熱容較小，特別適用于需要反復加熱冷卻或快速加熱冷卻的小型模具悴碳。

　　4 結語

　　本文是實際工程應用中的總結借街，經實踐文中涉及的多種技巧和辦法可行。

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