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)場測量的方便,可以把取出鑄件時(shí)型腔附近的模具表面溫度來作為平衡點(diǎn)的溫度(以幾個(gè)測量點(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)。
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(shí)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(duì)流和傳導(dǎo)給壓鑄機(jī)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
根據(jù)粗略的計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)對(duì)冷卻水管的設(shè)置也能滿足一般模具的要求,可按下面的方法進(jìn)行:對(duì)于一次澆注合金總量(含澆排系統(tǒng),下同)在150克以下時(shí),可只對(duì)澆口和分流錐進(jìn)行冷卻;一次繞注合金總量在150克—250克時(shí),除了澆口套和分流錐進(jìn)行冷卻外應(yīng)在動(dòng)定模的澆口附近各設(shè)置一個(gè)1/4”的冷卻道或2個(gè)點(diǎn)冷卻;一次澆注合金總量在250克—500克時(shí),應(yīng)在動(dòng)定模產(chǎn)品靠近內(nèi)澆口附近再增加一個(gè)1/4”的冷卻道或2—3個(gè)點(diǎn)冷卻;大于500克時(shí),再相應(yīng)增加冷卻水道或改變冷卻水道的形狀,把直道變成“L”形或“U”形,把管徑改為3/8“從而增加冷卻面積。對(duì)于模具上較大的滑塊和大于25mm受熱較大的型芯也應(yīng)設(shè)置直道冷卻或點(diǎn)冷卻。冷卻管離型腔或澆道的距離一般在20-32mm,在分流錐和內(nèi)澆口處熱量集中處可近一點(diǎn),但小也要大于冷卻管的直徑。
在設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)時(shí),首先要考慮模具總體的熱平衡,如何確定模具總體的熱平衡,我們可以用傳熱學(xué)的公式進(jìn)行計(jì)算:
Q0=mC(T1-T2)
其中m—為單位時(shí)間內(nèi)注入模具的合金總質(zhì)量(含澆排系統(tǒng)的質(zhì)量)
C—為合金的熱容量
T1,T2—為合金澆入時(shí)和開模時(shí)的溫度。