CN108958321A - 活塞浇铸模具及其温度控制系统和温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种活塞浇铸模具及其温度控制系统，包括温度检测器，安装于模具内，用于检测模具的实时温度；冷却水管，两端分别连通冷却水源和冷却水道的进水口；控制阀，安装于冷却水管，并用于调节冷却水管内冷却水的流量；控制器，通信连接温度检测器和控制阀，并根据温度检测器的检测结果调整控制阀的通过流量，以使冷却速度保持一致。防止多种因素对模具温度的影响，控制器可以对模具冷却水的降温能力和模具通水需求进行主动调节，始终能够自动精确的控制模具温度。本发明还公开了一种应用上述温度控制系统的温度控制方法。

Description

活塞浇铸模具及其温度控制系统和温度控制方法

技术领域

本发明涉及活塞加工领域，特别是涉及一种活塞浇铸模具及其温度控制系统。此外，本发明还涉及一种应用上述系统的温度控制方法。

背景技术

合金活塞一般通过金属型活塞浇铸模浇铸出活塞毛坯，然后活塞毛坯再通过机械加工等工序，加工出活塞成品。合金溶液在活塞浇铸模中由液态降温凝固变为固态，必然会导致模具温度不断升高，铸造工艺需求模具的温度必须在一个固定范围内，才能确保活塞的质量。因此，活塞浇铸模具上设置了冷却水道，当连续进行浇铸时，可以对模具通水进行冷却。

但是，活塞浇铸模具的温度还受到一些其它因素的影响，合金溶液温度可能不完全一致、浇铸模工作环境温度可能不一致、浇铸模工作节拍可能不一致、模具冷却水的温度可能不一致、模具冷却水管道可能局部堵塞导致水道截面不一致等，这些因素出现变化时，均会影响模具的温度。因此，活塞浇铸模具的温度，实际上受到众多因素的影响，而且有些因素是难以控制的，是无法避免的。模具的温度高低是模具的一个关键工艺参数，过高或过低的模具温度，会直接造成活塞毛坯凝固过慢或过快，会造成活塞出现金相粗大或缩松等缺陷。

现有技术中，在活塞浇铸模具的每个循环周期内，在规定的时间往模具的冷却水道中通入的冷却水，冷却水的温度和压力也是设定的。因此，在每个循环周期内，模具可以得到基本等量的冷却效果，模具温度可以维持在一个范围内。但是，现有技术忽略了当活塞浇铸模工作时的诸多影响因素。

模具冷却水道并不是模具降温的唯一途径，模具还可以通过周围环境的空气散热降温，因此，模具工作环境温度的不同，也会造成模具温度的不同。同时，模具冷却水管或模具冷却水道的截面直径，可能因水垢或制造精度的原因，出现不一致，这样导致最终通过模具冷却水道的水流量可能不一致，当然也会造成模具温度出现变差。同理，各种参数的变化，均会影响模具的温度。因此，现有模具的被动控制模具温度的方式，是不能实现模具温度精确控制的。

因此，如何将活塞浇铸模具的温度精确控制在铸造工艺需求的一个固定范围内，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种活塞浇铸模具及其温度控制系统，根据温度检测结果实时调整冷却水的流量，进而确保冷却水管中的冷却水对模具的冷却能力始终一致，由控制器自动计算控制，确保模具的冷却速度保持一致。本发明的另一目的是提供一种应用上述系统的温度控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种活塞浇铸模具的温度控制系统，包括：

温度检测器，安装于模具内，用于检测模具的实时温度；

冷却水管，两端分别连通冷却水源和模具内的冷却水道的进水口；

控制阀，安装于所述冷却水管，并用于调节所述冷却水管内冷却水的流量；

控制器，通信连接所述温度检测器和所述控制阀，并根据所述温度检测器的检测结果调整所述控制阀的通过流量，以使冷却速度保持一致。

优选地，所述控制阀包括通信连接所述控制器的测流控流阀，所述测流控流阀用于检测所述冷却水管内的实时流量并上传至所述控制器，所述控制器根据检测结果调整所述测流控流阀的通过流量。

优选地，所述控制阀包括通信连接所述控制器的测压增压阀，所述测压增压阀用于检测所述冷却水管内的实时压力并上传至所述控制器，所述控制器根据检测结果调整所述测压增压阀的通过压力。

优选地，所述控制阀包括通信连接所述控制器的测温器，所述测温器用于检测所述冷却水管内的进水温度并上传至所述控制器。

优选地，所述控制阀包括通信连接所述控制器的关断阀，所述关断阀用于控制所述冷却水管的通断状态。

优选地，所述测流控流阀、所述测压增压阀、所述测温器和所述关断阀依次串联于所述冷却水管，所述关断阀靠近所述冷却水源。

优选地，所述温度检测器具体为热电偶传感器，所述热电偶传感器安装于对应所述冷却水道设置的测温孔内。

优选地，包括多个所述测温孔。

本发明提供一种活塞浇铸模具，包括模具和温度控制系统，所述温度控制系统具体为上述任意一项所述的温度控制系统。

本发明提供一种活塞浇铸模具的温度控制方法，包括步骤：

获取模具的实时温度，若所述实时温度达到上偏差温度，则控制关断阀打开；

获取冷却水管内的进水温度、实时流量和实时压力，并根据检测结果控制所述冷却水管内冷却水的通过流量和通过压力，以使冷却速度保持一致；

若所述实时温度下降至下偏差温度，则控制所述关断阀关闭。

本发明提供一种活塞浇铸模具及其温度控制系统，包括温度检测器，安装于模具内，用于检测模具的实时温度；冷却水管，两端分别连通冷却水源和模具内的冷却水道的进水口；控制阀，安装于冷却水管，并用于调节冷却水管内冷却水的流量；控制器，通信连接温度检测器和控制阀，并根据温度检测器的检测结果调整控制阀的通过流量，以使冷却速度保持一致。

应用上述系统的温度控制方法包括步骤获取模具的实时温度，若实时温度达到上偏差温度，则控制关断阀打开；获取冷却水管内的进水温度、实时流量和实时压力，并根据检测结果控制冷却水管内冷却水的通过流量和通过压力，以使冷却速度保持一致；若实时温度下降至下偏差温度，则控制关断阀关闭。

当冷却水管通水后，将实时温度上传给控制器，控制器通过自动分析，实时计算并下达实时的流量数据，以实时调整冷却水流量，确保冷却水管中的水流对模具的冷却能力始终一致，由控制器自动计算控制，确保模具的冷却速度保持一致。模具温度始终处于工艺温度范围内，提高模温控制的精确性。防止多种因素对模具温度的影响，控制器可以对模具冷却水的降温能力和模具通水需求进行主动调节，始终能够自动精确的控制模具温度。

附图说明

图1为本发明所提供的温度控制系统的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种活塞浇铸模具及其温度控制系统，根据温度检测结果实时调整冷却水的流量，进而确保冷却水管中的冷却水对模具的冷却能力始终一致，由控制器自动计算控制，确保模具的冷却速度保持一致。本发明的另一核心是提供一种应用上述系统的温度控制方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的温度控制系统的一种具体实施方式的结构示意图。

本发明具体实施方式提供一种活塞浇铸模具的温度控制系统，包括温度检测器1、冷却水管3、控制阀和控制器4，其中温度检测器1安装于模具内，由于模具内设置有多个冷却水道2，可以为每个冷却水道2对应设置一个温度检测器，具体地，可以将温度检测器1安装于测温孔内，测温孔与冷却水道2是分离的，一般有10至50mm的距离，其具体位置根据模具结构而定，用于检测模具的实时温度。冷却水管3的两端分别连通冷却水源和冷却水道2的进水口，冷却水源输出的冷却水经由冷却水管3进入冷却水道2。控制阀，安装于冷却水管3，即两端接口分别通过冷却水管3连接并导通冷却水源和冷却水道2的进水口，且能够调节冷却水管3内冷却水的流量。控制器4通信连接温度检测器1和控制阀，并根据温度检测器1的检测结果调整控制阀的通过流量，以使冷却速度保持一致。

当冷却水管3通水后，将实时温度上传给控制器4，控制器4通过自动分析，实时计算并下达实时的流量数据，以实时调整冷却水流量，确保冷却水管3中的水流对模具的冷却能力始终一致，由控制器4自动计算控制，确保模具的冷却速度保持一致。模具温度始终处于工艺温度范围内，提高模温控制的精确性。防止多种因素对模具温度的影响，控制器可以对模具冷却水的降温能力和模具通水需求进行主动调节，始终能够自动精确的控制模具温度。

在本发明具体实施方式提供的温度控制系统中，控制阀可以为多个阀门等部件构成的组合阀，包括通信连接控制器4的测流控流阀5，能够检测冷却水管3内的实时流量并上传至控制器4，控制器4根据检测结果调整测流控流阀5的通过流量。当检测到冷却后模具温度仍然过高时，可以控制测流控流阀5增大通过流量，进而增加进入冷却水道2的冷却水量，提高冷却效果。

控制阀还包括通信连接控制器4的测压增压阀6，测压增压阀6能够检测冷却水管3内的实时压力并上传至控制器4，控制器4根据检测结果调整测压增压阀6的通过压力。当需要增大通过流量时，冷却水源提供的压力可能无法使流量增大至预设流量，此时可以通过测压增压阀6增大通过压力，进而保证通过流量。

控制阀还包括通信连接控制器4的测温器7，测温器7能够检测冷却水管3内的进水温度并上传至控制器4，与实时温度进行对比，提高准确性。控制阀还包括通信连接控制器4的关断阀8，关断阀8用于控制冷却水管3的通断状态。

具体地，测流控流阀5、测压增压阀6、测温器7和关断阀8依次串联于冷却水管3，关断阀8靠近冷却水源，也可根据情况调整各部件的连接方式与布置方式，均在本发明的保护范围之内。

具体控制方法为：

当活塞浇铸模具正常工作时，操作者只需要设置好模具的工艺温度范围即可。

当模具实时温度达到工艺范围的上偏差温度时，控制器4将通水命令下达给关断阀8，关断阀8打开，冷却水源将冷却水输送至冷却水管3。当冷却水管3通水后，测温器7将进水温度、测压增压阀6将实时水压数据、测流控流阀5将实时流量数据上传给控制器4，控制器4通过自动分析，实时计算并下达目标水压、目标流量数据分别给测压增压阀6和测流控流阀5，以实时调整冷却水的通过水压和通过流量，控制进入冷却水道2内冷却水的流量，确保冷却水管2中的水流对模具的冷却能力始终一致，这个过程由控制器4自动计算控制，确保模具的冷却速度保持一致。

当模具实际温度下降到工艺范围的下偏差温度，关断阀8关闭，模具停止通水，如此循环，模具温度始终处于工艺温度范围内，模温控制非常的精确。

在上述各具体实施方式提供的温度控制系统的基础上，温度检测器1具体为热电偶传感器，热电偶传感器安装于对应冷却水道2设置的测温孔内。可以根据实际情况的需要设置多个测温孔，数量与冷却水道2数量对应，一般一个冷却水道2需要一个测温孔，也可以根据模具结构进行增减。

除了上述温度控制系统，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述温度控制系统的活塞浇铸模具，该活塞浇铸模具其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的活塞浇铸模具及其温度控制系统和控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种活塞浇铸模具的温度控制系统，其特征在于，包括：

温度检测器(1)，安装于模具内，用于检测模具的实时温度；

冷却水管(3)，两端分别连通冷却水源和模具内的冷却水道(2)的进水口；

控制阀，安装于所述冷却水管(3)，并用于调节所述冷却水管(3)内冷却水的流量；

控制器(4)，通信连接所述温度检测器(1)和所述控制阀，并根据所述温度检测器(1)的检测结果调整所述控制阀的通过流量，以使冷却速度保持一致。

2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制阀包括通信连接所述控制器(4)的测流控流阀(5)，所述测流控流阀(5)用于检测所述冷却水管(3)内的实时流量并上传至所述控制器(4)，所述控制器(4)根据检测结果调整所述测流控流阀(5)的通过流量。

3.根据权利要求2所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制阀包括通信连接所述控制器(4)的测压增压阀(6)，所述测压增压阀(6)用于检测所述冷却水管(3)内的实时压力并上传至所述控制器(4)，所述控制器(4)根据检测结果调整所述测压增压阀(6)的通过压力。

4.根据权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制阀包括通信连接所述控制器(4)的测温器(7)，所述测温器(7)用于检测所述冷却水管(3)内的进水温度并上传至所述控制器(4)。

5.根据权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制阀包括通信连接所述控制器(4)的关断阀(8)，所述关断阀(8)用于控制所述冷却水管(3)的通断状态。

6.根据权利要求5所述的温度控制系统，其特征在于，所述测流控流阀(5)、所述测压增压阀(6)、所述测温器(7)和所述关断阀(8)依次串联于所述冷却水管(3)，所述关断阀(8)靠近所述冷却水源。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的温度控制系统，其特征在于，所述温度检测器(1)具体为热电偶传感器，所述热电偶传感器安装于对应所述冷却水道(2)设置的测温孔内。

8.根据权利要求7所述的温度控制系统，其特征在于，包括多个所述测温孔。

9.一种活塞浇铸模具，其特征在于，包括模具和温度控制系统，所述温度控制系统具体为权利要求1至8任意一项所述的温度控制系统。

10.一种活塞浇铸模具的温度控制方法，其特征在于，包括步骤：

获取模具的实时温度，若所述实时温度达到上偏差温度，则控制关断阀(8)打开；

获取冷却水管(3)内的进水温度、实时流量和实时压力，并根据检测结果控制所述冷却水管(3)内冷却水的通过流量和通过压力，以使冷却速度保持一致；

若所述实时温度下降至下偏差温度，则控制所述关断阀(8)关闭。