目前冷卻管的使用方式有以下幾種:定點冷卻式、直線冷卻式和循環(huán)回路冷卻式等。一般來說,鑄件入口,分流錐,抽芯以及局部壁厚較厚的部位采用定點式冷卻,對整個模具的冷卻,則多采用直線式和循環(huán)式冷卻。對于模具上的芯針部位,理想的冷卻方式就是使用基于高壓循環(huán)水的定點冷卻式方法。這種基于高壓循環(huán)水的定點冷卻工藝的優(yōu)點在于: ①結(jié)構(gòu)簡單,冷卻效果好,加工成本低,加工維修方便。 ②在試模后調(diào)整溫度梯度時極為有效,可隨時增添及位置調(diào)整。 ③可有效控制冷卻點距模具型腔表面的距離,從而有效控制模溫。
我們在考慮壓鑄模具的設(shè)計和使用時,往往較多的是考慮如何生產(chǎn)出幾何形狀符合要求的鑄件。如果我們換一個觀測點,從傳熱學(xué)的觀點來看壓鑄機,把它看作是一個熱量交換器,一方面我們把熔融的金屬注入模具型腔內(nèi),在極短的時間內(nèi)釋放出大量的熱量,促使模具的溫度提高;另一方面,模具通過傳導(dǎo),輻射以及對流的方法其中包括我們對模具的噴及水冷吸收部分熱量,使模具溫度下降,經(jīng)過一段時間,在二者的作用下在一溫度達(dá)到一個平衡點,這時模具的溫度就不上也不下降,這一個平衡點的溫度對穩(wěn)定生產(chǎn)是很重要。鑄造質(zhì)量和生產(chǎn)率在很大程度上取決于模具熱控制能力,這已經(jīng)被越來越多的壓鑄工作者所認(rèn)識。
假設(shè)每一次壓射合金液帶給模具的熱量為Q0,在頂出鑄件時由鑄件帶走的熱量為Q1,積蓄到模具上的熱量為Q2,冷卻水帶走的熱量為Q3,通過噴凃,對流和傳導(dǎo)給壓鑄機的熱量為Q4,那么我們可以得出:Q0=Q1+Q2+Q3+Q4 或者 Q0-Q1=Q2+Q3+Q4
這對國內(nèi)一般的模具生產(chǎn)工廠來說由于模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計盡管已經(jīng)使用了CAD,但還是停留在二維設(shè)計階段,加之模具生產(chǎn)周期緊,人員素質(zhì)等原因,目前還很難做到使用計算機進(jìn)行冷系統(tǒng)設(shè)計模擬。同時由于壓鑄生產(chǎn)中的很多不確定因素,如冷卻水溫,水壓的變動,噴涂時間的隨意性,冷卻水管的設(shè)計依據(jù)經(jīng)驗的份量還很重要。