压铸模热平衡计算.pdf
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1、( 模具 工业)1 9 9 9 No 7 喜2 2 1 压铸模热平衡计算 山 东工 业大学( 山 东济 南2 5 0 0 6 1 ) 刁庆胜 伟 强禀贻 国 I 摘 要 通过 具体宴哲I 证 明空 气耐流散 热、 辐射散 热 、 压铸机 固定板传 导散 热 ( 视 压铸合金、 压铸件的壁犀和轮廓尺寸的大小不同) 一般占压铸合金放出总热量的2 0 -q 2 釜 堂公 t 。 关 键 词 压 铸 模 具 热 平 衡 散 热 冷 却 十 L V _ _ -0 - 。 。 。 一 一1 _ 1 引言 。 mm4个侧面 积 1 6 m 与压铸机连接的 压铸过程中压铸模的温度直接影响压铸 件的质量 和生产
2、率 。 为了保证 压铸 生产 的持 续进 行 , 在每一个 压铸循 环 中 合金液 传给 模 具 的热量与模具 自然散热及冷却通道散发的 热量应保持平衡。 由于压铸件 的壁厚、 轮廓尺 寸、 合金液的成分 、 环境温度及模具相对大小 均 影响散热 效果, 精 确计算 十分困难 现有 的 粗略 计算公式误 差太 大 。本 文通 过实例 并经 较 为严 格的理论计算 ,得 出了对 流 、 辐射 、传 导散热所占的比例,并据此提出了简化计算 公 式 2 台金液放出的 热量 压铸过程中台金液放出的热量可用下式 计算 : Q : q Nm ( 1 ) 式中 口 台金液从浇注温度到铸件出模温 度所放 出的
3、平 均热量 , k J k g N 每小时压射 次数 , 次 h m每次压铸合金渡重量, k g 次 其中锌合金取 q=1 7 6 k 3 k g 铝硅合金 取 口=8 8 8 k J l k g , 镁合 金取 口:7 1 2 k J k g , 铝 镁 合 金取 口:7 9 6 k J k g 。 例如某铝硅合金箱形压铸件,平均壁厚 为 3 mm, 质量 2 5 k g , 每次压铸实际浇入合金 3 k g ,模具外形尺寸 8 0 0 mm x 5 2 0 ram 6 0 0 收稿 日期 : 1 9 9 8年 1 1月 5日 动 、定模 板 表 面积 l m ,每 小 时压 铸 4 5次
4、( 8 0 s 次 ) ,其中填充保压 时间 1 0 s , 留模时 间 3 0 s 。模具设 计有冷却水道 。 根据 公式 ( 1 ) 计算 , 合金 液每小时放出的 热 量 为 Q :q Nm :8 8 84 53=1 1 9 8 8 0 k J h。 3 模具 自然传热 所散 发的热量 自然传热 应包 括 模具 表 面 的空 气对流 、 辐射和模 具与压铸机 固定板传 导所散发 的热 量。 目前, 对流、 辐射、 传导散热一般资料推荐 用下列公式进行粗略计算: Q- : ( 2 ) 式 中 广-一模具 自然 传热 面积 的热 流量 , k J ( m h ) A模具 的散热 面积 m A
5、 : Ac+Ar A 模具 四个侧 面面积 A r _ _ 一 模具分 型面面积 开模 率 其中锌合金 :4 1 8 7 k J ( m , h ) , 铝合 金和镁 合金 9 :62 8 0 k J ( m h ) ,铜 合金 l :8 3 7 4 k J ( m h ) 。 上例 中,模具散 热面积 A :1 6+0 8 0 5 :2 m ,按式 ( 2 )计算的散热量为 Q : l A =6 2 8 02=1 2 5 6 0k J h。 按 自然传热近似计算所散发的热量占总 热量的百分比为 z =Q Q=1 2 5 6 0 1 1 9 8 8 0 维普资讯 http:/ ( 模具 I 业
6、)1 9 9 9 No 7总 2 2 1 3 7 : 1 0 4 8 由于近似计算公式没有考虑 压铸件的壁 厚、 轮廓尺寸、 压铸模块的相对大小, 没有考 虑环境温度和压铸机固定板传热对散热的影 响 , 该公 式过 于粗略 , 误差较大 。 3 1 模具表 面的空气 对流散热 Q 由于 压铸模 表面的工 作温 度为 1 8 0 2 8 0 , 均小于 3 O O , 故 Q 可按下列经验公 式计算 : Q c = 4 1 8 7 ( 0 2 5 + 0 ) A ( ( 3 ) 式 中 一 t r一 压铸过程 中模具表 面的平 均温度和室 温, 上 例中 t = 1 8 0 , 【 l = 3
7、0 A模具 的散 热面 积, m 将有关数据代入( 3 ) 式得 Q :6 6 7 4 k j h 。 空气对流散 热占热量的百 分 比为 = Q Q =6 6 7 4 1 1 9 8 8 0=5 5 7。 3 2 模 具四侧面辐 射所散发的热量 Q Q k = A C 。 【 , 一 ) 】 ( 4 ) 式 中 e 辐射 率, 四侧 面为粗加 工表面 , 取 e=0 91 c 一绝对黑 体的辐射 系数, 取 C 2 0 5 k 1 ( m K h ) 将有关数据代入( 4 ) 式得 Q =l 1 6 2 0 5 , 一 ) = 1 1 0 4 7 kJ h。 辐射 散热占热量 的百 分 比
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