CN104368789B - 一种压铸模具温度控制装置及控制方法 - Google Patents

一种压铸模具温度控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压铸模具温度控制装置及控制方法，包括压铸模具，压铸模具包括动模和定模，动模和定模的一端均为进水口，另一端均为回水口，回水口通过第一水管连接有冷却水塔，第一水管上设有第一温度传感器和流量传感器，冷却水塔与进水口之间通过第二水管相通，第二水管上设有高压输送水泵、压力指示器、单向阀、电磁阀、第二温度传感器。保证进口的热量和出口的热量相等，就能使模具吸收的热量随时被带走，达到模具的温度平衡和稳定，通过本发明的自动控制使得进入压铸模具的金属液所传递给模具的热量被模具中不断循环的冷却水带走，达到降低和稳定模具的温度在一个工艺要求的范围，满足这个行业的生产实际和要求。

Description

一种压铸模具温度控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种压铸模具温度控制装置及控制方法。
背景技术
目前，压铸生产中，压铸合金、压铸模具、压铸机是压铸工艺的三大要素，其中压铸模具的温度控制对于金属液的充填、凝固过程以及压铸模具使用寿命和铸件质量的稳定性有着非常大的影响，是必须要控制的参数之一。压铸模具的温度控制，是指在整个压铸生产过程中，使用某种方法和手段，使模具温度维持在一定范围内不变。该温度控制范围即为压铸模具的工作温度，在合适的工作温度下，压铸模具能稳定地生产出合格的铸件和保持较高的生产效率。
通常压铸模具的温度控制包括预热和冷却两个方面，而铝合金压铸的正常生产时模具温度只是升高，在模具结构设计时增加的冷却水循环系统的作用主要是用来降低模具的温度达到工艺要求的范围。在压铸生产开始时，通常是通过油式模温机或水式模温机那样对模具进行加热升温。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供了一种达到模具热平衡的压铸模具温度控制装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种压铸模具温度控制装置，包括压铸模具，压铸模具包括动模和定模，动模和定模的一端均为进水口，另一端均为回水口，回水口通过第一水管连接有冷却水塔，第一水管上设有第一温度传感器和流量传感器，冷却水塔与进水口之间通过第二水管相通，第二水管上设有高压输送水泵、压力指示器、单向阀、电磁阀、第二温度传感器。
本发明的进一步改进在于：两个所述回水口与第一温度传感器之间均设有控制阀。
本发明的进一步改进在于：两个进水口与第二温度传感器之间均设有可调节流阀。
一种压铸模具温度控制方法，在压铸生产过程中，高温的金属溶液被压入模具型腔，通过与模具的热交换冷却成形，压铸模具要吸收高温金属溶液带来的热量Q：
Q = Q相+ Q潜
Q相= (T浇–T凝) C铝• m
Q潜=λ• m
式中 Q ：金属溶液带来的热量------( J )
Q相：金属溶液相变释放的热量-----( J )
Q潜：金属溶液凝固温度变化释放的热量-----( J )
λ：单位质量金属铝液的溶解热-----（）
T浇：浇注温度-----℃
T凝：凝固温度-----℃
C铝：铝合金比热容------J/（kg•℃）
m：质量------ kg
假设这些热量由模具吸收并传递给模具中不断循环的冷却水，冷却水温度就必然升高，进水端所必需具备的吸热量以Q进表示：
Q进 = Q • A= [ (T浇–T凝 ) C铝• m + λ• m ] • A
式中A ：工艺系数，取值范围0～1，在工艺稳定状态下，A系数不变
出水端带走的热量以Q出表示：
Q出 = (T2–T1 ) C水• P • Q流量
式中 Q ：金属溶液带来的热量------( J )
T2：出水端温度℃
T1：进水端温度℃
C水：水的比热容------J/（kg•℃）
P ：水的密度------ kg /l
Q流量：一个产品压铸周期流出的热水流量------ l
保证Q进=Q出，就能使模具吸收的热量随时被带走，达到模具的温度平衡和稳定，即
[ (T浇–T凝 ) C铝• m+λ• m ] • A= (T2–T1 ) C水• P • Q流量
本发明与现有技术相比具有以下优点：通过本发明的自动控制使得进入压铸模具的金属液所传递给模具的热量被模具中不断循环的冷却水带走，达到降低和稳定模具的温度在一个工艺要求的范围，满足这个行业的生产实际和要求。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程图；
图中标号：1-动模、2-定模、3-进水口、4-回水口、5-第一水管、6-冷却水塔、7-第一温度传感器、8-流量传感器、9-第二水管、10-高压输送水泵、11-压力指示器、12-单向阀、13-电磁阀、14-第二温度传感器、15-控制阀、16-可调节流阀。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1示出了本发明一种压铸模具温度控制装置的一种实施方式，包括压铸模具，压铸模具包括动模1和定模2，动模1和定模2的一端均为进水口3，另一端均为回水口4，回水口4通过第一水管5连接有冷却水塔6，第一水管5上设有第一温度传感器7和流量传感器8，冷却水塔6与进水口3之间通过第二水管9相通，第二水管9上设有高压输送水泵10、压力指示器11、单向阀12、电磁阀13、第二温度传感器14，两个回水口4与第一温度传感器7之间均设有控制阀15，两个进水口3与第二温度传感器14之间均设有可调节流阀16。
本发明所要解决的技术问题是使得已经升高的模具温度降低和稳定，达到一个工艺要求的范围。一般铝合金压铸其浇注温度控制在630～720℃，压铸模具温度控制范围是浇注温度的1/3左右，对铝合金通常为180～300℃。
如图2所示，提供了一种压铸模具温度控制方法，其实现的依据是：
在压铸生产过程中，以一个产品压铸周期为例，高温的金属溶液被压入模具型腔，通过与模具的热交换冷却成形，压铸模具要吸收高温金属溶液带来的热量Q。
Q = Q相+ Q潜
Q相= (T浇–T凝) C铝• m
Q潜=λ• m
式中 Q ：金属溶液带来的热量------( J )
Q相：金属溶液相变释放的热量-----( J )
Q潜：金属溶液凝固温度变化释放的热量-----( J )
λ：单位质量金属铝液的溶解热-----（）
T浇：浇注温度-----℃
T凝：凝固温度-----℃
C铝：铝合金比热容------J/（kg•℃）
m：质量------ kg
假设这些热量由模具吸收并传递给模具中不断循环的冷却水，冷却水温度就必然升高，进水端所必需具备的吸热量以Q进表示：
Q进 = Q • A= [ (T浇–T凝 ) C铝• m + λ• m ] • A
式中A ：工艺系数，取值范围0～1，在工艺稳定状态下，A系数不变
出水端带走的热量以Q出表示：
Q出 = (T2–T1 ) C水• P • Q流量
式中 Q ：金属溶液带来的热量------( J )
T2：出水端温度℃
T1：进水端温度℃
C水：水的比热容------J/（kg•℃）
P ：水的密度------ kg /l
Q流量：一个产品压铸周期流出的热水流量------ l
保证Q进=Q出，就能使模具吸收的热量随时被带走，达到模具的温度平衡和稳定，即
[ (T浇–T凝 ) C铝• m+λ• m ] • A= (T2–T1 ) C水• P • Q流量
本发明通过一套包含流量传感器、温度传感器、压力监控仪、PLC控制系统等的装置，实现开关量的逻辑控制，实时监控模具进水和出水的温度、流量、压力数据变化，自动使模具吸收的热量随时被带走，这样就可以维持压铸模具温度稳定的在一个可控制范围。
通过本发明的自动控制使得进入压铸模具的金属液所传递给模具的热量被模具中不断循环的冷却水带走，达到降低和稳定模具的温度在一个工艺要求的范围，满足这个行业的生产实际和要求。

Claims (1)

1.一种压铸模具温度控制方法，所述压铸模具包括动模（1）和定模（2），所述动模（1）和所述定模（2）的一端均为进水口（3），另一端均为回水口（4），所述回水口（4）通过第一水管（5）连接有冷却水塔（6），所述第一水管（5）上设有第一温度传感器（7）和流量传感器（8），所述冷却水塔（6）与所述进水口（3）之间通过第二水管（9）相通，所述第二水管（9）上设有高压输送水泵（10）、压力指示器（11）、单向阀（12）、电磁阀（13）、第二温度传感器（14），两个所述回水口（4）与所述第一温度传感器（7）之间均设有控制阀（15），两个所述进水口（3）与所述第二温度传感器（14）之间均设有可调节流阀（16）；其特征在于：
压铸模具温度控制方法：在压铸生产过程中，高温的金属溶液被压入模具型腔，通过与模具的热交换冷却成形，压铸模具要吸收高温金属溶液带来的热量Q：
Q=Q相+ Q潜
Q 相 = (T浇–T凝) C铝• m
Q潜=λ• m
式中 Q ：金属溶液带来的热量------( J )
Q相：金属溶液相变释放的热量-----( J )
Q潜：金属溶液凝固温度变化释放的热量-----( J )
λ：单位质量金属铝液的溶解热-----（）
T浇：浇注温度-----℃
T凝：凝固温度-----℃
C铝：铝合金比热容------J/（kg•℃）
m：质量------ kg
假设这些热量由模具吸收并传递给模具中不断循环的冷却水，冷却水温度就必然升高，进水端所必需具备的吸热量以Q 进 表示：
Q进 = Q • A= [ (T浇–T凝 ) C铝• m + λ• m ] • A
式中A ：工艺系数，取值范围0～1，在工艺稳定状态下，A系数不变
出水端带走的热量以Q 出 表示：
Q出 = (T2–T1 ) C水• P • Q流量
式中 Q ：金属溶液带来的热量------( J )
T2：出水端温度℃
T1：进水端温度℃
C水：水的比热容------J/（kg•℃）
P ：水的密度------ kg /l
Q流量：一个产品压铸周期流出的热水流量------ l
保证Q进=Q出，就能使模具吸收的热量随时被带走，达到模具的温度平衡和稳定，即
[ (T浇–T凝 ) C铝• m+λ• m ] • A= (T2–T1 ) C水• P • Q流量。
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