CN110666132A - 一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，属于压铸模具领域，一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，包括上模具和下模具，上模具和下模具内均设有模腔，上模具和下模具上均连接有多个与模腔相匹配的浇口管，浇口管上固定连接有预处理管，预处理管包括中间管，冷处理管的上下两侧分别设有热处理管和中间管，热处理管和冷处理管与中间管之间连接有第一温控三通阀，热处理管的外侧固定连接有加热管，热处理管远离中间管的一端设有进料管，热处理管和中间管与进料管之间连接有第二温控三通阀，可以实现降低铝液冲击模腔造成的损害，保证铝液温度符合压铸调节，且合流后的铝液温度保持稳定。
Description
技术领域
本发明涉及压铸模具领域，更具体地说，涉及一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具。
背景技术
压铸是一种金属铸造工艺，压铸是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—100MPa。模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。大多数压铸铸件都是不含铁的，例如锌、铜、铝、镁、铅、锡以及铅锡合金以及它们的合金。
在现有的压铸模具上，压铸时金属液常以高速充填型模具模腔，由于其温度较高，流速较大，金属液集中冲击模腔时容易对模腔造成损坏，目前虽然会在模具上设置多个浇口管和分流锥来防止金属液集中冲击模腔，但分流后的金属液的每个支流情况不同，容易使支流温度不同，而不同温度的金属流合流后最终形成的金属液温度可能会不符合标准温度，若合流后的金属流温度小于标准值时，容易产生冷隔现象。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，它可以实现降低铝液冲击模腔造成的损害，保证铝液温度符合压铸调节，且后的铝液温度保持稳定。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，包括模具本体，所述模具本体包括上模具和下模具，所述上模具和下模具内均设有模腔，所述上模具和下模具上均连接有多个与模腔相匹配的浇口管，所述浇口管上固定连接有预处理管，所述预处理管包括中间管，所述中间管的上下两侧分别设有热处理管和冷处理管，所述热处理管和冷处理管与中间管之间连接有第一温控三通阀，所述热处理管的外侧固定连接有加热管，所述加热管内连接有多个均匀分布的热电偶，所述冷处理管的外侧设置有水冷管，所述热处理管远离中间管的一端设有进料管，所述热处理管和冷处理管与进料管之间连接有第二温控三通阀。
进一步的，所述浇口管包括浇口套，所述上模具和下模具内均开凿有与浇口套相匹配的环形水槽，所述上模具和下模具上均固定连接有一对与环形水槽相匹配的水管接头。
进一步的，所述水管接头与冷处理管之间连接有供水管，所述供水管上连接有供水系统，所述供水系统包括循环水箱和循环水泵，方便为浇口管和预处理管供水，以便浇口管和预处理管的水冷降温。
进一步的，所述供水系统上连接有PID温度控制系统，所述第一温控三通阀、第二温控三通阀、加热管均与PID温度控制系统连接，易于控制预处理管中的温度保持在设定值。
进一步的，所述冷处理管与热处理管的容积相等，所述预处理管设置为五个，五个所述冷处理管的总容积与模具本体模腔的容积相等，使一次压铸工作所需的铝液可全部被预处理管处理。
进一步的，所述加热管和水冷管的外壁上均铺设有保温层，防止预处理管中的铝液与的热量损失，使预处理管中的铝液温度保持稳定。
进一步的，所述供水管上包覆有隔热层，所述供水管内连接有多个电热管，可对向预处理管提供的水进行辅助加热，使预处理管中的铝液不易因冷却水温度较低而降温过快，避免铝液降温过快而使温度低于目标值。
进一步的，所述模具本体、预处理管和供水管均由高强度铝合金制成，提高装置本身强度，降低使高温金属液对装置的损害影响，提高装置使用寿命。
进一步的，所述预处理管与浇口管之间连接有单向防爆阀，防止金属液泄漏。
一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其使用方法为：
第一步、技术人员使用压铸装置向进料管注入熔融的铝液；
第二步、压铸装置缓慢给予铝液压力，使铝液通过进料管进入预处理管中，第一温控三通阀检测金属液温度；检测得到的温度值发送给PID温度控制系统并与目标值比较得到偏差值，PID温度控制系统根据偏差值将冷处理管或热处理管封闭，然后PID温度控制系统发出信号使加热管或供水系统工作来调节预处理管中的铝液温度，温度调节后会得到一个新的动态温度稳态值；
第三步、当每个预处理管中的铝液动态温度稳态值与目标值匹配时，PID温度控制系统控制每个第一温控三通阀和第二温控三通阀开启，压铸装置驱动预处理管内的铝液注入模具本体中的模腔，铝液在模腔中冷却成型。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案将压铸模具上设置多个用于压铸进料的浇口管，将注入模具的铝液分流，避免金属液集中注入模腔而导致的模腔受热损坏，在浇口管上加装预处理管，预处理管检测分流的铝液温度，并对铝液进行加热或散热，使每个支流的铝液温度保持一致，从而多个支流进入模腔后合流的铝液温度保持稳定，且冷处理管与热处理管的容积相等，预处理管设置为五个，五个冷处理管的总容积与模具本体模腔的容积相等，使一次压铸工作所需的铝液可全部被预处理管处理，防止缺料的情况。
(2)本方案在浇口管处开凿环形水槽，使浇口管在不使用时可通过供水系统供水来对浇口管进行水冷散热，避免使浇口管长期处于高温状态，防止浇口管因过热而损坏，供水系统同时也为预处理管中的冷处理管供水，浇口管和预处理管使用后的冷却水可统一处理，方便快捷。
(3)本方案的模具本体、预处理管和供水管均由高强度铝合金制成，提高装置本身强度，降低使高温金属液对装置的损害影响，提高装置使用寿命。
(4)加热管和水冷管的外壁上均铺设有保温层，防止预处理管中的铝液与的热量损失，使预处理管中的铝液温度保持稳定，供水管上包覆有隔热层，供水管内连接有多个电热管，可对向预处理管提供的水进行辅助加热，使预处理管中的铝液不易因冷却水温度较低而降温过快，避免铝液降温过快而使温度低于目标值。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的安装一个预处理管的剖视图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为本发明的侧视图；
图5为本发明的电路原理图。
1模具本体、101上模具、102下模具、2浇口管、3预处理管、301冷处理管、302热处理管、303中间管、304第一温控三通阀、305加热管、306水冷管、4进料管、5第二温控三通阀、6供水管、7供水系统、8PID温度控制系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，包括模具本体1，模具本体1包括上模具101和下模具102，上模具101和下模具102内均设有模腔，上模具101和下模具102上均连接有多个与模腔相匹配的浇口管2，浇口管2上固定连接有预处理管3，预处理管3与浇口管2之间连接有单向防爆阀，防止金属液泄漏，预处理管3包括中间管303，中间管303的上下两侧分别设有热处理管302和冷处理管301，热处理管302和冷处理管301与中间管303之间连接有第一温控三通阀304，热处理管302的外侧固定连接有加热管305，加热管305内连接有多个均匀分布的热电偶，冷处理管301的外侧设置有水冷管306，水冷管306的一端连接有供水管6，水冷管306的另一端连接有排水管，供水管6和排水管均与供水系统7内的循环水泵连接，热处理管302远离中间管303的一端设有进料管4，热处理管302和冷处理管301与进料管4之间连接有第二温控三通阀5。
加热管305和水冷管306的外壁上均铺设有保温层，防止预处理管3中的铝液与的热量损失，使预处理管3中的铝液温度保持稳定，冷处理管301与热处理管302的容积相等，预处理管3设置为五个，五个冷处理管301的总容积与模具本体1模腔的容积相等，使注入模具的铝液可全部被预处理管3处理，模具本体1、预处理管3和供水管6均由高强度铝合金制成，提高装置本身强度，降低使高温金属液对装置的损害影响，提高装置使用寿命。
本方案将压铸模具1上设置多个用于压铸进料的浇口管2，将注入模具的铝液分流，避免金属液集中注入模腔而导致的模腔受热损坏，在浇口管2上加装预处理管3，预处理管3检测分流的铝液温度，并对铝液进行加热或散热，使每个支流的铝液温度保持一致，从而多个支流进入模腔后合流的铝液温度保持稳定，且冷处理管301与热处理管302的容积相等，预处理管3设置为五个，五个冷处理管301的总容积与模具本体模腔的容积相等，使一次压铸工作所需的铝液可全部被预处理管3处理，防止缺料的情况。
请参阅图3，浇口管2包括浇口套201，上模具101和下模具102内均开凿有与浇口套201相匹配的环形水槽202，上模具101和下模具102上均固定连接有一对与环形水槽202相匹配的水管接头203。
本方案在浇口管处开凿环形水槽201，使浇口管2在不使用时可通过供水系统7供水来对浇口管2进行水冷散热，避免浇口管2长期处于高温状态，防止浇口管2因过热而损坏，供水系统7同时也为预处理管3中的冷处理管301供水，浇口管2和预处理管3使用后的冷却水可统一处理，方便快捷。
请参阅图5，水管接头203与冷处理管301之间连接有供水管6，供水管6上包覆有隔热层，供水管6内连接有多个电热管，可对向预处理管3提供的水进行辅助加热，使预处理管3中的铝液不易因冷却水温度较低而降温过快，避免铝液降温过快而使温度低于目标值，供水管6上连接有供水系统7，供水系统7包括循环水箱和循环水泵，供水系统7上连接有PID温度控制系统，第一温控三通阀304、第二温控三通阀5、加热管305均与PID温度控制系统8连接。
PID温度控制系统8工作时：第一温控三通阀304和第二温控三通阀5检测到温度，此时得到的温度值会跟目标值(本方案中的目标值设定为750°)比较得到偏差，根据偏差值将冷处理管301或热处理管302封闭，然后PID温度控制系统8内的控制器判断快速做出处理判断，再发出信号使加热管305或供水系统7工作来调节预处理管3中的铝液温度，温度调节后会得到一个新的动态温度稳态值，当每个预处理管3中的铝液动态温度稳态值与目标值匹配时每个第一温控三通阀304和第二温控三通阀5开启，此时压铸装置给与预处理管3较大的压力，使铝液快速注入模具。
使用PID温度控制系统8控制第一温控三通阀304、第二温控三通阀5、加热管305和供水系统7，可使每个支流的铝液均可被调节至设定温度，使支流在模腔中合流后的温度稳定在目标值。
一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其使用方法为：
第一步，使用压铸装置向进料管4注入熔融的铝液；
第二步，压铸装置缓慢给予铝液压力，使铝液通过进料管4进入预处理管3中，第一温控三通阀304检测金属液温度；
若金属液温度高于设定温度，则PID温度控制系统8控制第一温控三通阀304封闭热处理管302，使冷处理管301与进料管4形成通路，当冷处理管301内充满金属液时，第一温控三通阀304将冷处理管301封闭，然后PID温度控制系统8控制供水系统7对水冷管306进水水冷降温，至冷处理管301内的金属液温度达到设定值，第二温控三通阀5开启使金属液注入模具本体1中，同时供水系统7驱动循环水泵将水冷管306内的水抽出；
若金属液温度低于设定温度，则PID温度控制系统8控制第一温控三通阀304封闭冷处理管301，使热处理管302与进料管4形成通路，当热处理管302内充满金属液时，第一温控三通阀304将热处理管302封闭，然后PID温度控制系统8控制加热管305对热处理管302进行加热；
第三步，热处理管302内的金属液温度达到设定值，PID温度控制系统8控制第一温控三通阀304开启，压铸装置驱动预处理管3内的铝液注入模具本体1中的模腔，铝液在模腔中冷却成型。
本方案在压铸模具1上设置多个用于压铸进料的浇口管2，使注入模具的铝液分流，避免金属液集中注入模腔而导致的模腔受热损坏，在浇口管2上加装预处理管3，使用PID温度控制系统8控制平衡每个支流的铝液温度，处理管3内的铝液进行加热或散热，使每个支流的铝液温度保持一致，从而多个支流进入模腔后合流的铝液温度保持一致，且冷处理管301与热处理管302的容积相等，预处理管3设置为五个，五个冷处理管301的总容积与模具本体模腔的容积相等，使一次压铸工作所需的铝液可全部被预处理管3处理，防止缺料的情况，确定每个支流的温度达到目标值后才开启预处理管3，保证每个支流同一时间注入模腔，易于铝液快速合流成型，易于使合流后的铝液可以快速保持稳定，且温度后的温度可以符合目标值。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，包括模具本体(1)，其特征在于：所述模具本体(1)包括上模具(101)和下模具(102)，所述上模具(101)和下模具(102)内均设有模腔，所述上模具(101)和下模具(102)上均连接有多个与模腔相匹配的浇口管(2)，所述浇口管(2)上固定连接有预处理管(3)，所述预处理管(3)包括中间管(303)，所述中间管(303)的上下两侧分别设有热处理管(302)和冷处理管(301)，所述热处理管(302)和冷处理管(301)与中间管(303)之间连接有第一温控三通阀(304)，所述热处理管(302)的外侧固定连接有加热管(305)，所述加热管(305)内连接有多个均匀分布的热电偶，所述冷处理管(301)的外侧设置有水冷管(306)，所述热处理管(302)远离中间管(303)的一端设有进料管(4)，所述热处理管(302)和冷处理管(301)与进料管(4)之间连接有第二温控三通阀(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述浇口管(2)包括浇口套(201)，所述上模具(101)和下模具(102)内均开凿有与浇口套(201)相匹配的环形水槽(202)，所述上模具(101)和下模具(102)上均固定连接有一对与环形水槽(202)相匹配的水管接头(203)。
3.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述水管接头(203)与冷处理管(301)之间连接有供水管(6)，所述供水管(6)上连接有供水系统(7)，所述供水系统(7)包括循环水箱和循环水泵。
4.根据权利要求3所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述供水系统上连接有PID温度控制系统(8)，所述第一温控三通阀(304)、第二温控三通阀(5)、加热管(305)均与PID温度控制系统(8)连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述冷处理管(301)与热处理管(302)的容积相等，所述预处理管(3)设置为五个，五个所述冷处理管(301)的总容积与模具本体(1)模腔的容积相等。
6.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述加热管(305)和水冷管(306)的外壁上均铺设有保温层。
7.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述供水管(6)上包覆有隔热层，所述供水管(6)内连接有多个电热管。
8.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述模具本体(1)、预处理管(3)和供水管(6)均由高强度铝合金制成。
9.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：所述预处理管(3)与浇口管(2)之间连接有单向防爆阀。
10.根据权利要求1所述的一种基于铝锭成型的容错性强的压铸模具，其特征在于：其使用方法为：
第一步、技术人员使用压铸装置向进料管(4)注入熔融的铝液；
第二步、压铸装置缓慢给予铝液压力，使铝液通过进料管(4)进入预处理管(3)中，第一温控三通阀(304)检测金属液温度；检测得到的温度值发送给PID温度控制系统(8)并与目标值比较得到偏差值，PID温度控制系统(8)根据偏差值将冷处理管(301)或热处理管(302)封闭，然后PID温度控制系统(8)发出信号使加热管(305)或供水系统(7)工作来调节预处理管3中的铝液温度，温度调节后会得到一个新的动态温度稳态值；
第三步、当每个预处理管(3)中的铝液动态温度稳态值与目标值匹配时，PID温度控制系统(8)控制每个第一温控三通阀(304)和第二温控三通阀(5)开启，压铸装置驱动预处理管(3)内的铝液注入模具本体(1)中的模腔，铝液在模腔中冷却成型。
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