金属压铸工艺与模具设计-加热与冷却系统设计

加热与冷却系统设计 第 12章 加热与冷却系统设计 模具温度是影响压铸件质量的一个重要因素，但在生产过程中往往未被严格地控制。大多数形状简单、压铸工艺性好的压铸件对模具温度控制要求不高，模具温度在较大范围内变动仍能生产出合格的压铸件。而生产某些复杂压铸件时，只有当模具温度控制在某一较窄范围内时，才能生产出合格的压铸件，此时，必须严格控制模具温度。 在每一个压铸循环中，模具型腔内的温度是变化的。图 50 时压铸厚度为 4 型腔温度的变化。压射前模具温度为 200 ，循环持续时间为 24 s。 使模具升温的热源，一是由金属液带入的热量，二是金属液充填型腔所消耗的一部分机械能转换成的热能。模具在得到热量的同时也向周围散发热量，如果在单位时间内模具吸收的热量与散发的热量相等而达到一个平衡状态，则称为模具的热平衡。模具的温度控制就是把模具在热平衡时的温度控制在模具的最佳工作温度内。 模具的温度控制是通过模具的加热和冷却系统来达到的。加热与冷却系统的主要作用是提高压铸件的内部质量和表面质量；稳定压铸件的尺寸精度；提高压铸机生产效率；降低模具热交变应力，提高模具使用寿命。 第 12章 加热与冷却系统设计 第 12章 加热与冷却系统设计 模具的加热 模具的冷却 模具的加热 压铸模常用的加热方法有以下几种。 1煤气、天然气加热 这种加热方法方便，成本低，但会使模具型腔表面尤其是型腔中较小的凸起部分过热，最后使型腔软化，从而降低模具寿命，而且加热时间长。 2低熔点合金加热 用煤气、天然气和电加热模具是利用外部热源加热模具，这种加热方法是比较合理的。对于压铸锌合金之类低熔点合金，也可以不用外部热源加热压铸模，而是在冷的压铸模中直接浇入金属液，利用金属液热量加热模具。开始压铸的几个铸件表面质量是很差的，舍弃不要。这种预热方法一般对压铸模使用寿命影响不大，但有时也出现铸件会粘附在动、定模上的现象，如果压铸铝合金等高熔点合金也用这种方法时，就会大大降低模具寿命。 3电加热 电加热器有电阻加热器、电感应加热器和红外线加热器。其中最常采用的是电热管加热，可以根据需要选用合适的规格。电热管一般布置在动定模套板 (也可以通过镶块 )、支承板和座板上，按实际需要设置电热管的安装孔，布置时应避免与活动型芯或推杆发生干扰。电加热清洁方便、操作安全，但成本较高。如果用 具的孔径与电热管外径的配合间隙不应大于 0.8 则会降低传热效率。在动、定模上可布置供安装热电偶的测温孔，以便控制模温。 模具的冷却 模具的冷却方式主要有风冷和水冷两种。 1风冷的特点 风冷用于散热量要求较小的模具，如压铸低熔点、中小型薄壁铸件的模具。 (1) 风力来自鼓风机或压缩空气。 (2) 模具内不设冷却装置，结构简单。 (3) 能将模具涂料吹匀，并加速驱散涂料所挥发的气体，减少铸件气孔。 (4) 冷却速度慢，生产效率低。 图 2水冷的特点 在连续大批量生产大、中型铸件或厚壁铸件时，为保持模具热平衡，多用水冷却模具。在模具内设置冷却水通道，使热量随冷却水流动而迅速排出。水冷的特点为： (1) 模具内增设冷却水通道，增加了模具的复杂程度。 (2) 冷却速度比风冷快，生产效率高，控制方便。 (3) 冷却水温度要控制。 (4) 要防止冷却水通道内沉积沉淀物。 (5) 冷却水通道直径 推荐为 8 16 孔壁距浇口或型腔的壁面一般取 10 15 模具的冷却 模具的冷却 3水冷却装置的设计要点 由 却水通道设计要点为： (1) 冷却水通道要求布置在型腔内温度最高，热量比较集中的区域。要使通道通畅，不出现堵塞现象。 (2) 模具镶拼结构上有冷却水通道通过时，要求采取密封措施，防止泄漏。可以用密封垫圈或用铜管、不锈钢管作为冷却通道穿过镶拼结构交界处。 (3) 水管接头尽可能设置在模具的下面或操作者的对面一侧。其外径尺寸应统一，以便接装输水胶管。 4冷却水通道的布置形式 图 芯冷却通道布置形式。分流锥冷却如图 口套冷却如图 却通道布置在内浇口正下方 (图 (a)会加强内浇口处金属液的凝固，所以位置应加以调整 (图 (b)。图 (c)是兼顾内浇口和型腔冷却。 模具的冷却 模具的冷却 模具