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(shí)冷卻水管的數(shù)量,長(zhǎng)度和直徑。但是這種計(jì)算是很繁瑣的,在當(dāng)前使用的各種CAE軟件中,都已經(jīng)能很好的對(duì)模具的熱平衡模擬和計(jì)算,能夠幫助設(shè)計(jì)者準(zhǔn)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(shè)計(jì)的發(fā)展方向。但要想使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬,則必需先對(duì)鑄件和模具建立數(shù)學(xué)模型才能進(jìn)行。
在考慮對(duì)模具進(jìn)行熱平衡時(shí),先要確定這個(gè)平衡點(diǎn)的溫度是多少才是合理,由于模具各個(gè)部位存在溫度梯度,而且在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)溫度也是變化的,為了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方便,可以把取出鑄件時(shí)型腔附近的模具表面溫度來(lái)作為平衡點(diǎn)的溫度(以幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)的平均溫度),考慮到鑄件壁厚的差別,這個(gè)平衡點(diǎn)應(yīng)該控制在合金澆注溫度的40%—50%的范圍內(nèi)。
我們?cè)诳紤]壓鑄模具的設(shè)計(jì)和使用時(shí),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(gè)觀測(cè)點(diǎn),從傳熱學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看壓鑄機(jī),把它看作是一個(gè)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(shí)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(guò)傳導(dǎo),輻射以及對(duì)流的方法其中包括我們對(duì)模具的噴及水冷吸收部分熱量,使模具溫度下降,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,在二者的作用下在一溫度達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn),這時(shí)模具的溫度就不上也不下降,這一個(gè)平衡點(diǎn)的溫度對(duì)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(lái)越多的壓鑄工作者所認(rèn)識(shí)。
如對(duì)薄壁鑄件在考慮冷卻前,先通過(guò)增加遠(yuǎn)端的集渣包來(lái)提高模溫,然后再用冷卻水來(lái)保持模溫。在實(shí)際的生產(chǎn)中往往出現(xiàn)由于模具的冷卻能力不足,操作者采用延長(zhǎng)噴澮時(shí)間來(lái)降低模溫。使生產(chǎn)過(guò)程的控制增加了不穩(wěn)定因素,這樣就增加了操作的周期,又不必要的浪費(fèi)了涂料,還由于在一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)周期內(nèi)模具溫度變化過(guò)大而加大模具熱疲勞產(chǎn)生的應(yīng)力,提前出現(xiàn)開(kāi)裂從而降低模具壽命。