CN109746426A - 一种具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，包括模块化的单元组件，多个单元组件根据铸件结构拼接，拼成铸件浇铸所需的铸型，所述单元组件包括冷却组件、组合装置和水温控制系统，冷却组件通过设置在边缘处的组合装置相互连接并拼接，冷却组件包括基体，基体内设置有相互连通的流通有冷却液的冷却液通道；所述水温控制系统包括温度传感器、控制中心和温度控制器，温度传感器设置在基体内，与控制中心连接，温度控制器设置在流通在冷却液通道内的冷却液中，对冷却液温度进行调节。本发明结构新颖、构思巧妙，模块化拼接的单元组件适应范围广，冷却结构使得铸型各处的温度趋于均衡，不仅方便冷却控制，更能有效的提高铸件的质量，效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其涉及铸造过程中的温度控制工艺，具体是一种具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置。
背景技术
铸造是一种传承以来的金属热加工工艺，随着现代加工工艺的辅助，铸造工艺也与现在工业制造紧密结合。铸造的工艺具体而言，就是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得零件或者毛坯。在这个过程中，盛接液态金属并将其由液态转变成为固态铸件的容器为铸型，在生产中，铸型所用的材料通常为砂型。
然而，由于设备生产的精巧需求和零件形状构造的复杂要求越来越高，各种特殊形状的零件层出不穷，而零件各部分之间的薄厚不一致，在冷却过程中会导致部分区域冷却速度大于其他区域，这种冷却速度不同的冷却过程将导致零件内部形成内应力和质地不均匀等各种铸造缺陷，进而导致零件的品质难以保证。在工业生产中为了使零件各部分的冷却速度趋于一致，常在难冷却区域附近加入冷铁，将冷铁作为铸型的一部分重复利用或者放置在型腔内使其与铸件熔合为一体，冷铁的导热性远好于型砂，这使得难冷却区域的热量能够更好的排出，但是冷铁的设置自然的将热量排出，而无法控制热量排出的速度，这反而可能导致难冷却区域冷却速度过快，进而引发更加复杂由冷却速度不均造成的内应力和铸造缺陷。同时，冷铁的使用也越来越无法适应现在日趋复杂的零件形状，如不同大小的柱状零件或者各种异形零件的柱状部分，这些都是现在工业制造加工工艺中亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出一种具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，有效的控制铸造过程中的热量散失速度，进而实现铸件均匀冷却的效果，达到减少铸造缺陷、提高铸造质量的目的。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，
一种具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，包括模块化的单元组件，多个单元组件根据铸件结构拼接，拼成铸件浇铸所需的铸型，所述单元组件包括冷却组件、组合装置和水温控制系统，其中冷却组件为方盒状，通过设置在边缘处的组合装置相互连接并拼接，冷却组件包括上端开口的方盒状的基体，基体相对的两个侧面上分别开设有冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口、冷却液出口和基体的内腔构成冷却组件内的冷却液通道，冷却液通道内流通有冷却液，所述单元组件的冷却液入口与相邻单元组件的冷却液出口连通并密封连接，使得相邻的单元组件的冷却液通道相互连通并密封连接，基体的开口处通过上端盖封闭；所述水温控制系统包括温度传感器、控制中心和温度控制器，温度传感器设置在基体内，与控制中心电连接，温度控制器设置在流通在冷却液通道内的冷却液中，并对冷却液温度进行调节。
在本发明中，所述基体内设置有喇叭口引导管，喇叭口引导管的一端开口大，一端开口小，开口小的一端嵌设在基体的内腔内，开口大的一端位于基体的开口处，与基体开口位于同一平面，所述上端盖设置在基体开口和喇叭口引导管的外面。
进一步地，所述喇叭口引导管的开口大的一端设置有温度传感器，对基体内环境温度进行感知，并传到给控制中心。
进一步地，所述喇叭口引导管与上端盖之间设置有防渗垫，保持喇叭口引导管及温度传感器的干燥，对温度传感器进行保护。
进一步地，所述基体的内腔为圆柱状，所述上端盖通过螺栓固定在基体上，螺栓分布在基体开口处的四个角处。
进一步地，所述防渗垫的边缘处开设有供螺栓穿过的通孔，使得螺栓将上端盖、防渗垫与基体固定为一体，对基体内部结构进行进一步保护。
进一步地，所述基体的内腔底部设置有与喇叭口引导管小口一端相嵌合的底座，将喇叭口引导管固定在基体的内腔内。
在本发明中，所述组合装置包括分别固定设置在相邻两个冷却组件上的左转轴管和右转轴管，以及穿设左转轴管和右转轴管的固定销，使得左转轴管与右转轴管以固定销为转轴转动连接，进而使得相邻的两个冷却组件以固定销为转轴转动连接。
在本发明中，所述单元组件的底部开设有冷却液底部入口，冷却液底部入口穿过基体内腔底部的底座，与喇叭口引导管相连通，用于每个单元组件的冷却液注入，注入的冷却液从喇叭口引导管的小口端穿过喇叭口引导管后，从喇叭口引导管的大口段分散到基体内腔内。
在本发明中，所述冷却液由水泵提供动力，水泵由控制中心控制和调节，所述控制中心包括可编辑逻辑控制器（PLC），控制中心与温度控制器连接，基于温度传感器测量的冷却液温度，对冷却液进行温度的反馈调节。
在本发明中，所述冷却组件构成了供冷却液流通冷却的小单元，通过组合装置的连接，模块化的单元组件拼接成为了铸件浇铸所需的铸型，冷却液在单元组件中流通，保持铸型各个单元组件的温度均衡，并根据温度传感器的实时测量，由温度控制器对流通的冷却液温度进行调整，以此来实现对铸造过程中铸型及铸件的冷却速度进行平稳均匀的调整。
与现有技术相比，本发明结构新颖、构思巧妙，模块化的单元组件可以拼接出适应各种形状类型铸件的铸型，适应范围广，单元组件中优秀的冷却组件结构实现了单元组件快速有效的温度调节，而相互拼接的冷却液通道使得铸型各处的温度趋于均衡，不仅方便铸件的冷却控制，更能有效的提高铸件的质量，避免了各种冷却速度不均带来的内应力和铸造缺陷，效果显著。
附图说明
图1 为本发明的整体结构示意图；
图2 为本发明的单元组件结构示意图；
图3 为本发明的单元组件爆炸图；
图4 为本发明的单元组件的侧视剖面图；
图5 为本发明的单元组件拼接示意图；
图6 为本发明的单元组件的组合装置结构示意图。
图中：冷却组件100、基体101、喇叭口引导管102、防渗垫103、上端盖104、螺钉105、组合装置200、左转轴管201、固定销202、右转轴管203、温度传感器301。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
参见图1-6所示的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，包括模块化的单元组件，多个单元组件根据铸件结构拼接，拼成铸件浇铸所需的铸型，所述单元组件包括冷却组件100、组合装置200和水温控制系统，冷却组件100为方盒状，通过设置在边缘处的组合装置200相互连接并拼接，冷却组件100包括上端开口的方盒状的基体101，基体101相对的两个侧面上分别开设有冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口、冷却液出口和基体101的内腔构成冷却组件100内的冷却液通道，冷却液通道内流通有冷却液，所述单元组件的冷却液入口与相邻单元组件的冷却液出口连通并密封连接，使得相邻的单元组件的冷却液通道相互连通并密封连接，基体101的开口处通过上端盖104封闭；所述基体101内设置有喇叭口引导管102，喇叭口引导管102的一端开口大，一端开口小，开口小的一端嵌设在基体101的内腔内，基体101内腔底部设置有与之相嵌合的底座，喇叭口引导管102开口大的一端位于基体101的开口处，所述上端盖104设置在基体101开口和喇叭口引导管102的外面，喇叭口引导管102与上端盖104之间设置有防渗垫103；所述基体101内腔为圆柱状，所述上端盖104通过螺栓105固定在基体101上，螺栓105分布在基体101开口处的四个角处，所述防渗垫103的边缘处开设有供螺栓105穿过的通孔，使得螺栓105将上端盖104、防渗垫103与基体101固定为一体；所述水温控制系统包括温度传感器301、控制中心和温度控制器，温度传感器301设置在基体101内喇叭口引导管102的开口大的一端，与控制中心电连接，温度控制器设置在流通在冷却液通道内的冷却液中，所述冷却液由水泵提供动力，水泵由控制中心控制和调节，所述控制中心包括可编辑逻辑控制器，控制中心与温度控制器连接，基于温度传感器301测量的冷却液温度，对冷却液进行温度的反馈调节。
在本发明中，所述单元组件的底部开设有冷却液底部入口，冷却液底部入口穿过基体101内腔底部的底座，与喇叭口引导管102相连通，用于每个单元组件的冷却液注入，注入的冷却液从喇叭口引导管102的小口端穿过喇叭口引导管102后，从喇叭口引导管102的大口段分散到基体101内腔内。
在本发明中，所述组合装置200包括分别固定设置在相邻两个冷却组件100上的左转轴管201和右转轴管203，以及穿设左转轴管201和右转轴管203的固定销202，使得左转轴管201与右转轴管203以固定销201为转轴转动连接，进而使得相邻的两个冷却组件100以固定销202为转轴转动连接。
本发明应用于铸造时，各个单元组件通过组合装置拼接，按照铸件所需拼成铸型，在铸造过程中，冷却液在拼接成铸型的单元组件中流通，将铸型冷却速度慢处单元组件的热量运送到其它位置的单元组件，在这个过程中，温度传感器检测到冷却液温度过高或过低时，控制中心控制温度控制器调节冷却液温度，对铸型的温度进行调节，使得铸型温度下降稳定均衡，以防止铸件产生内应力或其它铸造缺陷。
因此，本发明结构新颖、构思巧妙，模块化的单元组件可以拼接出适应各种形状类型铸件的铸型，适应范围广，特定的冷却结构使得铸型各处的温度趋于均衡，不仅方便铸件的冷却控制，更能有效的提高铸件的质量，效果显著。
Claims (10)
1.一种具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：包括模块化的单元组件，多个单元组件根据铸件结构拼接，拼成铸件浇铸所需的铸型，所述单元组件包括冷却组件、组合装置和水温控制系统，其中冷却组件为方盒状，通过设置在边缘处的组合装置相互连接并拼接，冷却组件包括上端开口的方盒状的基体，基体相对的两个侧面上分别开设有冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口、冷却液出口和基体的内腔构成冷却组件内的冷却液通道，冷却液通道内流通有冷却液，所述单元组件的冷却液入口与相邻单元组件的冷却液出口连通并密封连接，使得相邻的单元组件的冷却液通道相互连通并密封连接，基体的开口处通过上端盖封闭；所述水温控制系统包括温度传感器、控制中心和温度控制器，温度传感器设置在基体内，与控制中心电连接，温度控制器设置在流通在冷却液通道内的冷却液中，并对冷却液温度进行调节。
2.根据权利要求1所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述基体内设置有喇叭口引导管，喇叭口引导管的一端开口大，一端开口小，开口小的一端嵌设在基体的内腔内，开口大的一端位于基体的开口处，所述上端盖设置在基体开口和喇叭口引导管的外面。
3.根据权利要求2所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述喇叭口引导管的开口大的一端设置有温度传感器。
4.根据权利要求3所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述喇叭口引导管与上端盖之间设置有防渗垫。
5.根据权利要求4所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述基体的内腔为圆柱状，所述上端盖通过螺栓固定在基体上，螺栓分布在基体开口处的四个角处。
6.根据权利要求5所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述防渗垫的边缘处开设有供螺栓穿过的通孔，使得螺栓将上端盖、防渗垫与基体固定为一体。
7.根据权利要求2所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述基体的内腔底部设置有与喇叭口引导管小口一端相嵌合的底座，将喇叭口引导管固定在基体的内腔内。
8.根据权利要求1所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述组合装置包括分别固定设置在相邻两个冷却组件上的左转轴管和右转轴管，以及穿设左转轴管和右转轴管的固定销。
9.根据权利要求1所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述单元组件的底部开设有冷却液底部入口。
10.根据权利要求1所述的具有形状适应性的模块化铸造冷却速度控制装置，其特征在于：所述冷却液由水泵提供动力，水泵由控制中心控制和调节，所述控制中心包括可编辑逻辑控制器，控制中心与温度控制器连接，基于温度传感器测量的冷却液温度，对冷却液进行温度的反馈调节。
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