在考虑对模具进行热平衡时,先要确定这个平衡点的温度是多少才是合理,由于模具各个部位存在温度梯度,而且在一个循环周期内温度也是变化的,为了现场测量的方便,可以把取出铸件时型腔附近的模具表面温度来作为平衡点的温度(以几个测量点的平均温度),考虑到铸件壁厚的差别,这个平衡点应该控制在合金浇注温度的40%—50%的范围内。
假设每一次压射合金液带给模具的热量为Q0,在顶出铸件时由铸件带走的热量为Q1,积蓄到模具上的热量为Q2,冷却水带走的热量为Q3,通过喷凃,对流和传导给压铸机的热量为Q4,那么我们可以得出:Q0=Q1+Q2+Q3+Q4 或者 Q0-Q1=Q2+Q3+Q4
这对国内一般的模具生产工厂来说由于模具的结构设计尽管已经使用了CAD,但还是停留在二维设计阶段,加之模具生产周期紧,人员素质等原因,目前还很难做到使用计算机进行冷系统设计模拟。同时由于压铸生产中的很多不确定因素,如冷却水温,水压的变动,喷涂时间的随意性,冷却水管的设计依据经验的份量还很重要。
在设置模具冷却系统时,首先要考虑模具总体的热平衡,如何确定模具总体的热平衡,我们可以用传热学的公式进行计算:
Q0=mC(T1-T2)
其中m—为单位时间内注入模具的合金总质量(含浇排系统的质量)
C—为合金的热容量
T1,T2—为合金浇入时和开模时的温度