CN111702146A - 一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝合金压铸技术中的改进，具体涉及一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，适用于铝合金压铸模具小尺寸型芯，采用高压冷却液喷射冷却方式，具有结构紧凑、便于安装、维护容易及控制灵活等优点，能够克服现有型芯冷却装置冷却温度不均匀、冷却液流动阻力较大及冷却液沸腾等问题，有效提高模具型芯的冷却效果、使用寿命及铝合金压铸件质量，包括模芯(1)、型芯(2)、下模(3)、电磁阀喷射器(15)、回液管(5)、散热器(7)、储液箱(8)、电动液压泵(10)、滤清器(11)、进液管(12)、1号密封圈(14)、连接座(16)和2号密封圈(17)，所述型芯(2)嵌设在模芯(1)上。

Description

一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置
技术领域
本发明涉及一种铝合金压铸技术中的改进，具体涉及一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置。
背景技术
压铸模具是铝合金压铸生产过程中的成型工艺装备，模具内所建立的温度场分布是否稳定，对压铸件质量、生产效率及模具使用寿命等都有重要的影响，直接关系到压铸生产的成本和经济效益。模具内温度场要在工艺要求范围内，这样才能获得外观和内部质量合格的铝合金压铸件，反之温度过高则会形成拉伤、气泡等缺陷，延长了冷却时间，降低了生产效率；温度过低则会产生冷隔、浇不足、气孔等缺陷。压铸模具长期在高温、高压环境下生产，如果再加上模具温度场不稳定，长期周期性热膨胀和收缩，模具更容易失效，大大缩短了使用寿命，也降低了生产效率。
汽车轻量化是实现汽车节能减排目标的重点方向之一，而采用铝合金材质的汽车零部件是实现汽车轻量化的主要手段之一，因此越来越多的汽车零部件采用铝合金压铸生产方式。但是，一些结构复杂的汽车零部件，例如：气缸盖、制动钳等，在产品上具有较小尺寸的成型孔、成型腔等，通常需要在下模的模芯上嵌设对应的型芯。由于压铸模具中的型芯四周被铝合金液包围，因此热量不易散发，型芯温度较高，尤其是型芯尺寸较小时，一般的冷却结构还难以适用。这样在生产时不仅容易形成粘模，而且由于温度上升较快，型芯局部硬度下降，造成压铸件尺寸偏差，同时型芯温度过高还易引起疏松、缩孔等缺陷。
当前，通常采用的型芯冷却方法是在型芯内设置沿模具上下方向布置的冷却孔，在冷却孔内设置沿轴向布置的隔离片，从而将冷却孔一分为二，一侧为进水侧，另一侧为回水侧。在下模上对应进水侧处设置进水孔，对应回水侧处设置回水孔，同时在下模和模芯之间设置包围进水孔和回水孔的密封圈，避免冷却液的渗漏。当该冷却装置工作时，冷却水通过进水孔进入进水侧，在翻过隔离片后进入回水侧，再通过回水孔流出下模，从而达到冷却型芯的目的。但是，这种型芯冷却结构存在进水侧与回水侧温度相差较大、型芯冷却温度不均匀、加工组装与后期维护困难、冷却液流动阻力较大及冷却液沸腾等问题。
铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，采用高压冷却液喷射方式，能够有效克服上述型芯冷却结构的问题，具有结构紧凑、便于安装、维护容易及控制灵活等优点。但是，铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置的运用还尚未完全普及。目前，中国专利CN207343749U，一种铝合金压铸模具的型芯冷却结构。该技术方案对现有型芯冷却结构进行了改进设计，型芯冷却孔采用内侧进水、外侧回水的结构，克服了型芯两侧冷却温度不均匀问题，提高了模具型芯的冷却效果。但是，但其没有采用冷却液喷射方式，细长型型芯冷却孔的冷却液流动阻力较大、冷却液沸腾等问题仍有待进一步解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，适用于铝合金压铸模具小尺寸型芯，采用高压冷却液喷射冷却方式，具有结构紧凑、便于安装、维护容易及控制灵活等优点，能够克服现有型芯冷却装置冷却温度不均匀、冷却液流动阻力较大及冷却液沸腾等问题，有效提高模具型芯的冷却效果、使用寿命及铝合金压铸件质量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，包括模芯、型芯、下模、电磁阀喷射器、回液管、散热器、储液箱、电动液压泵、滤清器、进液管、1号密封圈、连接座和2号密封圈，所述型芯嵌设在模芯上，所述模芯与下模连接，所述下模上设有安装孔，所述连接座与型芯可拆式连接且位于安装孔内，所述连接座与型芯内均设有空腔且共同构成倒置T形空腔，所述电磁阀喷射器通过1号密封圈与连接座连接且位于倒置T形空腔中，所述型芯和连接座之间还设有2号密封圈，所述电磁阀喷射器还通过进液管与储液箱连通，所述进液管还依次串接有滤清器和电动液压泵，所述回液管的一端与倒置T形空腔连通，另一端与储液箱连通，所述回液管上还串接有散热器。
作为优选，所述电动液压泵上还设有温度传感器。
作为优选，所述散热器上还设有风扇。
作为优选，所述电磁阀喷射器包括阀座、针阀、喷射器壳体、衔铁、电磁线圈和进液口，所述阀座和喷射器壳体连接且呈阶梯状，所述阀座探入型芯的空腔内且设有喷射口若干，所述阀座内设有针阀,所述针阀与阀座之间形成用于高压冷却液通过的间隙，所述针阀底部还设有衔铁，所述衔铁位于电磁线圈之间，所述电磁线圈也位于喷射器壳体内，所述进液口设在喷射器壳体底部，衔铁的底部位于进液口处，所述进液口与回液管连通。
作为优选，还包括回位弹簧，所述回位弹簧的一端与喷射器壳体连接，另一端与衔铁连接。
作为优选，所述喷射器壳体底部还设有电磁阀喷射器插接件，所述电磁阀喷射器插接件与喷射器壳体可拆式连接。
作为优选，所述型芯和电磁阀喷射器构成的型芯冷却装置可以为若干个，每个型芯冷却装置均通过回液管与储液箱连通，每个冷却装置也均通过进液管与储液箱连通。
本发明有益效果：1、本发明的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置的电磁阀喷射器上部的尺寸很小，可以伸入至铝合金压铸模具小尺寸型芯的冷却孔内部，适用于铝合金压铸模具小尺寸型芯的冷却需求；
2、本发明的型芯冷却装置采用高压喷射冷却液的方式，可以克服现有技术的型芯两侧冷却温度不均匀、冷却液流动阻力较大及冷却液沸腾等问题，提高了型芯的冷却效率和效果；
3、本发明的型芯冷却装置结构紧凑、便于安装、维护容易且控制灵活，由控制单元控制电磁阀喷射器的开启与停止，可以实现对冷却液喷射量及型芯温度的精确控制，减少了由于型芯温度过高或过低而引起的拉伤、冷隔及气孔等缺陷问题，提高了铝合金压铸件质量、生产效率及模具使用寿命；
4、本发明的型芯冷却装置设有储液箱冷却液温度传感器、散热器及风扇等，控制单元可以根据温度传感器信号调节风扇转速，实现对储液箱内冷却液温度的闭环控制，提高储液箱冷却液温度的稳定性；
5、本发明的型芯冷却装置适用于多个型芯同时冷却的场合。
附图说明
图1是本发明的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置的结构示意图；
图2是本发明的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置的电磁阀喷射器的结构示意图；
图3是本发明的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置的喷射器衔铁端面的示意图；
图4是本发明的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置的多个型芯冷却系统的结构示意图。
附图说明：1、模芯；2、型芯；3、下模；5、回液管；6、风扇；7、散热器；8、储液箱；9、温度传感器；10、电动液压泵；11、滤清器；12、进液管；13、电磁阀喷射器插接件；14、1号密封圈；15、电磁阀喷射器；16、连接座；17、2号密封圈；18、型芯冷却装置；15-1、阀座；15-2、高压冷却液；15-3、针阀；15-4、喷射器壳体；15-5、衔铁；15-6、电磁线圈；15-7、进液口；15-8、回位弹簧；21、安装孔；22、倒置T形空腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
见图1、图2与图3，本实施例的型芯冷却装置结构示意图、电磁阀喷射器结构示意图及喷射器衔铁端面的示意图，铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，包括下模3、模芯1、型芯2、电磁阀喷射器15、连接座16、储液箱8、电动液压泵10、散热器7、风扇6及温度传感器9等。型芯2嵌设在模芯1上，模芯1与下模3固定连接，在下模3上设有电磁阀喷射式冷却装置的安装孔。
在铝合金压铸生产时，由于型芯2上端外侧四周被高温铝合金液所包围，因此其热量不易散发，相对于模具的其他部分温度较高。因此，在型芯2内部设有一个细长的冷却孔，用于快速降低型芯2上端的温度。型芯2冷却孔的下侧设有内螺纹，用于与连接座16上侧的外螺纹配合，固定连接型芯2和连接座16。在型芯2与连接座16的接触面上设置一个2号密封圈17，进一步防止冷却液渗漏。
连接座16起到连接型芯2与电磁阀喷射器15的作用，将三者连接为一个整体，设置在下模3的电磁阀喷射式冷却装置的安装孔内。连接座16的上侧通过螺纹与2号密封圈17和型芯2固定连接，在其内部设置有一个用于冷却的倒置T形空腔，与型芯2的冷却孔形成阶梯状容积。连接座16的下部设有一个电磁阀喷射器安装孔和一个冷却液出液口4。电磁阀喷射器安装孔与电磁阀喷射器15下部过盈配合，用于固定连接电磁阀喷射器15。在电磁阀喷射器安装孔与电磁阀喷射器15之间设有一个1号密封圈14，用于防止冷却液渗漏。冷却液出液口连通连接座16的倒置T形空腔22和回液管5，倒置T形空腔22内的冷却液可由出液口、回液管5等回流至储液箱8。
电磁阀喷射器15为型芯冷却装置的执行元件，由阀座15-1、针阀15-3、喷射器壳体15-4、衔铁15-5、电磁线圈15-6及回位弹簧15-8等组成。电磁阀喷射器15也为阶梯状，上部呈细长圆管状，伸入型芯2冷却孔内部，其前端阀座15-1上设有一个或多个喷射口；下部的截面外径比上部要大很多，其内设有电磁线圈15-6、回位弹簧15-8及衔铁15-5等。在电磁阀喷射器15下端面位置设有一个进液口15-7和一个电磁阀喷射器插接件13。进液口15-7与进液管12固定密封连接，电动液压泵10产生的高压冷却液可以通过滤清器11、进液管12及进液口15-7进入电磁阀喷射器15内部。电磁阀喷射器插接件13用于控制单元控制电磁线圈15-6有无电流通过。阀座15-1位于电磁阀喷射器15前端，与电磁阀的喷射器壳体15-4固定密封连接，一侧与针阀15-3配合工作，开启或停止高压冷却液喷射；一侧根据实际需要设有一个、两个或四个均匀布置的喷射口。针阀15-3为细长圆柱状位于电磁阀喷射器壳体15-4内部且与电磁阀喷射器壳体15-4间留有间隙，高压冷却液可以进入该间隙中。针阀15-3头端设置为半球形便于针阀15-3定位，而与阀座15-1配合工作；针阀15-3尾部与衔铁15-5固定连接。衔铁15-5为圆盘状，其内部按圆周均匀设置有多个小孔(例如：6个)，用于由进液口15-7进入的高压冷却液可以到达针阀15-3外侧的间隙。衔铁15-5一侧与针阀15-3固定连接，一侧与回位弹簧15-8接触，承载回位弹簧15-8的弹力。电磁线圈15-6位于回位弹簧15-8的外侧，嵌在电磁阀喷射器壳体15-4内。当电磁阀喷射器15不工作时，电磁线圈15-6没有电流通过，针阀15-3在回位弹簧15-8弹力的作用下，紧压在电磁阀喷射器15的阀座15-1上，电磁阀喷射器15的喷口关闭，停止冷却液喷射；当电磁阀喷射器15工作时，电磁线圈15-6有电流通过，产生电磁场吸引衔铁15-5，衔铁15-5带动针阀15-3克服回位弹簧15-8弹力而移动,电磁阀喷射器15的喷口打开，开启冷却液喷射。因此，控制单元通过对电磁线圈15-6有无电流的控制，可以随时开启或停止冷却液喷射，达到对型芯2温度精确控制的目的。
储液箱8内为循环工作的冷却液，电动液压泵10位于储液箱8内，用于将低压冷却液变为高压冷却液，供给电磁阀喷射器15。在电动液压泵10上设置有一个温度传感器9和一个卸压阀，温度传感器9用于感知储液箱8内冷却液的温度；卸压阀用于稳定电动液压泵10的输出压力，当压力大于设定值时，卸压阀打开，冷却液进行储液箱8内循环，对系统起动保护作用。滤清器11位于电动液压泵10与电磁阀喷射器15之间，用于过滤冷却液中的杂质。散热器7位于连接座16的出液口与储液箱8之间，用于对连接座16冷却腔内回流的冷却液进一步冷却。在散热器7上设有一个风扇6，用于根据温度传感器9信号，加快或减慢散热器7的冷却效果。
当该电磁阀喷射式型芯冷却装置工作时，控制单元控制电动液压泵10工作，将低压冷却液变为高压冷却液，经过滤清器11、进液管12、进液口15-7等供给电磁阀喷射器15；控制单元给电磁线圈15-6供电，电磁线圈15-6有电流通过，衔铁15-5在电磁力的作用下克服回位弹簧15-8弹力带动针阀15-3开启，电磁阀喷射器15将冷却液较均匀地喷射至型芯2冷却孔内，达到快速冷却型芯2的目的。同时，被喷射出的冷却液及其产生的蒸汽，由型芯2冷却孔、连接座16冷却腔、出液口及回液管5回流至散热器7，经过进一步冷却后回归到储液箱8内。控制单元根据温度传感器9传递的储液箱8内冷却液温度信号，控制风扇6停止或以不同的转速转动，进而使得储液箱8内冷却液温度趋于稳定。若储液箱8内冷却液温度高于最大允许值，控制单元则启动报警模式，提醒工作人员加以注意。此外，根据实际工作的情况及需求，该电磁阀喷射式型芯冷却装置可以加设一个感知型芯2温度的温度传感器，实现对型芯2温度的闭环控制。
实施例2
见图4，本实施例的多个型芯冷却系统结构示意图，该多个型芯冷却系统中含有三个型芯冷却装置18。电动液压泵10产生的高压冷却液经过滤清器11、进液管12，同时供给三个型芯冷却装置18。控制单元根据三个型芯的实际冷却需要，通过脉冲信号分别每个型芯冷却装置18中各自的电磁阀喷射器的开启与关闭，进而实现对三个型芯温度的精确控制。三个型芯冷却装置内喷射出的冷却液通过各自的出液口回流至散热器7，经过散热器7进一步冷却后回归至储液箱8中。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：包括模芯(1)、型芯(2)、下模(3)、电磁阀喷射器(15)、回液管(5)、散热器(7)、储液箱(8)、电动液压泵(10)、滤清器(11)、进液管(12)、1号密封圈(14)、连接座(16)和2号密封圈(17)，所述型芯(2)嵌设在模芯(1)上，所述模芯(1)与下模(3)连接，所述下模(3)上设有安装孔(21)，所述连接座(16)与型芯(2)可拆式连接且位于安装孔(21)内，所述连接座(16)与型芯(2)内均设有空腔且共同构成倒置T形空腔(22)，所述电磁阀喷射器(15)通过1号密封圈(14)与连接座(16)连接且位于倒置T形空腔(22)中，所述型芯(2)和连接座(16)之间还设有2号密封圈(17)，所述电磁阀喷射器(15)还通过进液管(12)与储液箱(8)连通，所述进液管(12)还依次串接有滤清器(11)和电动液压泵(10)，所述回液管(5)的一端与倒置T形空腔(22)连通，另一端与储液箱(8)连通，所述回液管(5)上还串接有散热器(7)。
2.根据权利要求1所述的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：所述电动液压泵(10)上还设有温度传感器(9)。
3.根据权利要求1所述的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：所述散热器(7)上还设有风扇(6)。
4.根据权利要求1所述的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：所述电磁阀喷射器(15)包括阀座(15-1)、针阀(15-3)、喷射器壳体(15-4)、衔铁(15-5)、电磁线圈(15-6)和进液口(15-7)，所述阀座(15-1)和喷射器壳体(15-4)连接且呈阶梯状，所述阀座(15-1)探入型芯(2)的空腔内且设有喷射口若干，所述阀座(15-1)内设有针阀(15-3),所述针阀(15-3)与阀座(15-1)之间形成用于高压冷却液(15-2)通过的间隙，所述针阀(15-3)底部还设有衔铁(15-5)，所述衔铁(15-5)位于电磁线圈(15-6)之间，所述电磁线圈(15-6)也位于喷射器壳体(15-4)内，所述进液口(15-7)设在喷射器壳体(15-4)底部，衔铁(15-5)的底部位于进液口(15-7)处，所述进液口(15-7)与回液管(5)连通。
5.根据权利要求4所述的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：还包括回位弹簧(15-8)，所述回位弹簧(15-8)的一端与喷射器壳体(15-4)连接，另一端与衔铁(15-5)连接。
6.根据权利要求4所述的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：所述喷射器壳体(15-4)底部还设有电磁阀喷射器插接件(13)，所述电磁阀喷射器插接件(13)与喷射器壳体(15-4)可拆式连接。
7.根据权利要求4所述的铝合金压铸模具型芯电磁阀喷射式冷却装置，其特征在于：所述型芯(2)和电磁阀喷射器(15)构成的型芯冷却装置(18)可以为若干个，每个型芯冷却装置(18)均通过回液管(5)与储液箱(8)连通，每个冷却装置也均通过进液管(12)与储液箱(8)连通。
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