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壓鑄模具制作時(shí)溫度場(chǎng)設(shè)計(jì)

模具冷卻水設(shè)計(jì)是壓鑄模具制作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國(guó)大多數(shù)壓鑄模生產(chǎn)廠家都非常重視澆注系統(tǒng)。

模具溫度過(guò)高,甚至達(dá)到無(wú)法正常生產(chǎn)的底部;模具也可能因溫度過(guò)高導(dǎo)致過(guò)度變形而報(bào)廢;這將大大降低模具的使用壽命;此外,它還會(huì)導(dǎo)致模具表面的高溫氧化失效。

許多生產(chǎn)廠家在使用模具流動(dòng)分析軟件時(shí),往往對(duì)充型件進(jìn)行大量的研究,而對(duì)模具溫度場(chǎng)的變化研究較少。事實(shí)上,在壓鑄生產(chǎn)中,模具冷卻和模具溫度場(chǎng)的變化對(duì)生產(chǎn)效率、鑄件質(zhì)量和模具壽命都非常重要。如有可能,可使用壓鑄專(zhuān)用模溫機(jī),有助于提高生產(chǎn)效率,提高鑄件質(zhì)量,延長(zhǎng)模具使用壽命。鋁合金壓鑄模具在使用過(guò)程中,由于液態(tài)鋁合金瞬間充滿型腔,模具表面承受高溫,表面溫度升高。壓鑄鋁合金制品的冷卻成形是利用模具材料作為導(dǎo)熱體,將鋁合金凝固過(guò)程中釋放的熱量傳遞到模具內(nèi)部。由于壓鑄產(chǎn)品的形狀不規(guī)則,即產(chǎn)品的厚度不均勻,因此鑄件產(chǎn)品在凝固過(guò)程中釋放的熱量不同。在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須有效地設(shè)計(jì)內(nèi)部冷卻水道的分布,以盡量減小模具表面的溫差。這樣可以減小模具表面溫度的差異,從而控制壓鑄產(chǎn)品的變形,減少縮孔的發(fā)生,保證轉(zhuǎn)移產(chǎn)量和生產(chǎn)節(jié)拍。在模具設(shè)計(jì)的早期階段,需要考慮模具溫度場(chǎng)的控制。換言之,需要設(shè)置班次輸出和生產(chǎn)節(jié)拍(例如60件產(chǎn)品/小時(shí)),以了解模具在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)出的熱功率。在了解生產(chǎn)過(guò)程中模具不同厚度零件發(fā)出的熱功率后,計(jì)算冷卻水道的直徑、與表面的距離和冷卻水的流量,從而將模具表面溫度控制在240度。目前普遍存在的問(wèn)題是,溫度場(chǎng)沒(méi)有建立在計(jì)算的基礎(chǔ)上,冷卻水道到表面的距離和冷卻水道的孔徑是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)粗略估計(jì)的。因此,很難獲得均勻的模具表面溫度。當(dāng)模具局部過(guò)熱時(shí),噴灑大量脫模劑以冷卻模具。因此,在使用一段短時(shí)間后,模具表面會(huì)出現(xiàn)熱疲勞裂紋,例如3000次多模次數(shù)。

在后續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中,由于壓鑄模具制作時(shí)持續(xù)的嚴(yán)重冷/熱循環(huán),模具的早期失效不能滿足80000-100000模具的預(yù)定壽命要求。因此,模具的使用壽命大大縮短。因此,優(yōu)化模具冷卻(加熱)設(shè)計(jì)是提高模具成品率和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵,也是延長(zhǎng)模具壽命的重要途徑。