在考慮對模具進行熱平衡時,先要確定這個平衡點的溫度是多少才是合理,由于模具各個部位存在溫度梯度,而且在一個循環(huán)周期內(nèi)溫度也是變化的,為了現(xiàn)場測量的方便,可以把取出鑄件時型腔附近的模具表面溫度來作為平衡點的溫度(以幾個測量點的平均溫度),考慮到鑄件壁厚的差別,這個平衡點應該控制在合金澆注溫度的40%—50%的范圍內(nèi)。
由此我們可以根據(jù)需要的水道的總面積求出保持熱平衡時冷卻水管的數(shù)量,長度和直徑。但是這種計算是很繁瑣的,在當前使用的各種CAE軟件中,都已經(jīng)能很好的對模具的熱平衡模擬和計算,能夠幫助設計者準確的確定冷卻水管的位置和數(shù)量,這已經(jīng)成為今后模具設計的發(fā)展方向。但要想使用計算機進行模擬,則必需先對鑄件和模具建立數(shù)學模型才能進行。
在壓鑄生產(chǎn)過程中,高溫的金屬溶液被壓入模具型腔,通過與模具的熱交換冷卻成形,壓鑄模要吸收高溫金屬溶液帶來的熱量,同時又通過空間與壓鑄機散熱。一般情況下,吸收的熱量要大于這種自然的散熱量,因此,隨著壓鑄過程的進行,模溫會逐漸上升。若模具溫度過高,便會影響到鑄件質(zhì)量和模具壽命。為了進行正常的壓鑄生產(chǎn),必須維持模具溫度基本恒定。
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結構簡單,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。