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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。

这里有个矛盾,因薄壁铸件需要模具温度较高些,而铸件由于薄壁金属液具有的热量很少,难以保持较高的模温,相反厚壁铸件希望模温低,由于铸件壁厚热量大而难以保持较低的模温,这就需要在设计冷却系统时根据铸件的形状,各部位的要求和生产周期来综合考虑。

由此我们可以根据需要的水道的总面积求出保持热平衡时冷却水管的数量,长度和直径。但是这种计算是很繁琐的,在当前使用的各种CAE软件中,都已经能很好的对模具的热平衡模拟和计算,能够帮助设计者准确的确定冷却水管的位置和数量,这已经成为今后模具设计的发展方向。但要想使用计算机进行模拟,则必需先对铸件和模具建立数学模型才能进行。

根据粗略的计算和经验对冷却水管的设置也能满足一般模具的要求,可按下面的方法进行:对于一次浇注合金总量(含浇排系统,下同)在150克以下时,可只对浇口和分流锥进行冷却;一次绕注合金总量在150克—250克时,除了浇口套和分流锥进行冷却外应在动定模的浇口附近各设置一个1/4”的冷却道或2个点冷却;一次浇注合金总量在250克—500克时,应在动定模产品靠近内浇口附近再增加一个1/4”的冷却道或2—3个点冷却;大于500克时,再相应增加冷却水道或改变冷却水道的形状,把直道变成“L”形或“U”形,把管径改为3/8“从而增加冷却面积。对于模具上较大的滑块和大于25mm受热较大的型芯也应设置直道冷却或点冷却。冷却管离型腔或浇道的距离一般在20-32mm,在分流锥和内浇口处热量集中处可近一点,但小也要大于冷却管的直径。