CN112276048B

CN112276048B - 模具冷却系统及其控制方法、控制装置和计算机设备

Info

Publication number: CN112276048B
Application number: CN202011073083.9A
Authority: CN
Inventors: 陈石; 曾国东; 张海涛; 邓源辉
Original assignee: Dongfeng Honda Engine Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Honda Engine Co Ltd
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2040-10-09
Also published as: CN112276048A

Abstract

本申请涉及一种模具冷却系统及其控制方法、控制装置和计算机设备。所述模具冷却系统，包括：可动侧冷却装置；固定侧冷却装置；水箱；及间歇冷却装置，进气口用于连接冷却气源，第一出气口连接可动侧冷却装置进气口，第二出气口连接固定侧冷却装置进气口，第一入水口用于连接可动侧冷却装置的进水管，第二入水口用于连接固定侧冷却装置进水管，第一出水口连接可动侧冷却装置的第二进水口，第二出水口连接固定侧冷却装置的第二进水口；用于根据产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。该模具冷却系统能够通过控制间歇冷却装置启停、通水、通气时间，实现可控制的自然的“顺序凝固”的工艺措施，实现自然补缩，解决产品内部缩孔的问题。

Description

模具冷却系统及其控制方法、控制装置和计算机设备

技术领域

本申请涉及铝合金铸造技术领域，特别是涉及一种模具冷却系统及其控制方法、控制装置和计算机设备。

背景技术

铝合金铸造过程中出现产品切断、内部砂孔形状不规则，表面粗糙的孔洞，是由于产品在铸造冷却过程中内部补偿不足所造成的缩孔。产品出现缩孔现象产生的原因是由于金属溶液体填充后，由液相转变成固相时必然存在的相变收缩，由于高压铸造的凝固特点是从外向内冷却，当产品壁厚较大时，内部必然产生缩孔的问题。若无法解决，会使得产品内部品质缩孔大小等级达不到图纸要求、产品的泄漏率高等问题。

目前，模具各模芯是安装整体配水板冷却，都是一条管总入水，一条管总回水，各模芯的温度只是靠配水板上各位置的冷却水管管径大小或长短来控制模具温度。整个模具水冷却系统分为固定侧、可动侧；可分别调整两侧的入水压力流量。按照现有的铸造工艺和模具冷却方法，无法实现在溶液填充后自然补缩来解决产品内部缩孔的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够通过自然缩补解决产品内部缩孔的模具冷却系统及其控制方法、控制装置和计算机设备。

一种模具冷却系统，包括：

可动侧冷却装置，设有第一普通模式排水口及第一间歇冷却模式排水口；

固定侧冷却装置，设有第二普通模式排水口及第二间歇冷却模式排水口；

水箱，分别通过进水管为所述固定侧冷却装置的第一进水口和所述可动侧冷却装置第一进水口提供冷却水，并分别通过出水管回收所述固定侧冷却装置和所述可动侧冷却装置排出的循环水；及

间歇冷却装置，进气口用于连接冷却气源，第一出气口连接所述可动侧冷却装置进气口，第二出气口连接所述固定侧冷却装置进气口，第一入水口用于连接所述可动侧冷却装置的进水管，第二入水口用于连接所述固定侧冷却装置进水管，第一出水口连接所述可动侧冷却装置的第二进水口，第二出水口连接所述固定侧冷却装置的第二进水口；用于在获取到冲杆启动信号时获取产品温度，并根据产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式包括：

高低压间歇冷却模式，依次经过第一延迟阶段、第一高压阶段、第一低压阶段、第二延迟阶段及第一吹气阶段，用于对所述产品温度属于预设的第一温度范围的产品进行局部冷却。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式还包括：

变压间歇冷却模式，依次经过第三延迟阶段、第二高压阶段及第二低压阶段，用于对产品温度属于预设的第二温度范围的产品进行局部冷却，且所述第二温度范围的上限值小于所述第一温度范围的下限值。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式还包括：

高压间歇冷却模式，依次经过第四延迟阶段、第三高压阶段、第五延迟阶段及第二吹气阶段，用于对产品温度属于预设的第三温度范围的产品进行局部冷却，且所述第三温度范围的上限值小于所述第二温度范围的下限值。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式还包括：

低压间歇冷却模式，依次经过第六延迟阶段一、第三低压阶段、第六延迟阶段二及第三吹气阶段，用于对所述产品温度属于预设的第四温度范围的产品进行局部冷却，且所述第四温度范围的上限值小于所述第三温度范围的下限值。

在其中一个实施例中，所述间歇冷却装置包括：

压力检测组件，用于检测所述第一出水口的水压和所述第二出水口的水压；

控制器，用于获取第一出水口的水压和所述第二出水口的水压，并在判断所述第一出水口的水压和/或所述第二出水口的水压与所述间歇冷却模式的设定条件不一致时调整对应出水口的水压。

在其中一个实施例中，所述间歇冷却装置还包括：

流量监控组件，用于监控所述第一出水口的流量和所述第二出水口的流量；

所述控制器还用于获取第一出水口的流量和所述第二出水口的流量，并在判断所述第一出水口的流量和/或所述第二出水口的流量与所述间歇冷却模式的设定条件不一致时调整对应出水口的流量。

一种模具冷却控制方法，应用于如上述的模具冷却系统；所述方法包括：

检测冲杆启动信号；

在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

根据所述产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

一种模具冷却控制装置，应用于如上述的模具冷却系统；所述装置包括：

冲杆启动信号检测模块，用于检测冲杆启动信号；

产品温度获取模块，用于在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

间歇冷却模式选择模块，用于根据所述产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

检测冲杆启动信号；

在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

检测冲杆启动信号；

在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

上述模具冷却系统及其控制方法、控制装置和计算机设备，通过在现有的模具冷却系统增设间歇冷却装置，并且在固定侧冷却装置和可动侧冷却装置都设置有间歇冷却模式专用的入水口和排水口，能够根据需要对产品的特定位置配合吹气冷却和水冷却进行局部冷却，间歇冷却装置在获取到冲杆启动信号时能够根据产品温度选择预设的间歇冷却模式进行局部冷却，通过控制间歇冷却装置的启停、通水、通气时间，实现可控制的自然的“顺序凝固”的工艺措施，实现自然补缩，解决产品内部缩孔的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为其中一个实施例中，模具冷却系统的结构示意图；

图2为其中一个实施例中，高低压间歇冷却模式的气压变化示意图；

图3为其中一个实施例中，变压间歇冷却模式的气压变化示意图；

图4为其中一个实施例中，高压间歇冷却模式的气压变化示意图；

图5为其中一个实施例中，低压间歇冷却模式的气压变化示意图；

图6为其中一个实施例中，间歇冷却装置的部分管路系统结构示意图；

图7为其中一个实施例中，模具冷却系统控制方法的流程示意图；

图8为其中一个实施例中，模具冷却系统控制装置的结构框图。

附图标记说明：

100、可动侧冷却装置；200、固定侧冷却装置；300、水箱；400、间歇冷却装置；500、冷却气源。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在其中一个实施例中，如图1所示，提供了一种模具冷却系统，包括：

可动侧冷却装置100，设有第一普通模式排水口及第一间歇冷却模式排水口E；

固定侧冷却装置200，设有第二普通模式排水口及第二间歇冷却模式排水口F；

水箱300，分别通过进水管为固定侧冷却装置200的第一进水口和可动侧冷却装置100第一进水口提供冷却水，并分别通过出水管回收固定侧冷却装置200和可动侧冷却装置100排出的循环水；及

间歇冷却装置400，进气口用于连接冷却气源500，第一出气口c连接可动侧冷却装置100进气口C，第二出气口d连接固定侧冷却装置200进气口D，第一入水口用于连接可动侧冷却装置100的进水管，第二入水口用于连接固定侧冷却装置200进水管，第一出水口a连接可动侧冷却装置100的第二进水口A，第二出水口b连接固定侧冷却装置200的第二进水口B；用于在获取到冲杆启动信号时，根据产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

第一普通模式排水口和第二普通模式排水口用于在进行普通冷却模式时进行排水，第一间歇冷却模式排水口E和第二间歇冷却模式排水口F用于在间歇冷却模式时排水。第一普通模式排水口、第二普通模式排水口、第一间歇冷却模式排水口及第二间歇冷却模式均可以是包括一个或一个以上排水口，本领域技术人员可以根据模具冷却需要进行选择。

在其中一个实施例中，第一间歇冷却模式排水口包括8个排水口，可动侧冷却装置100的第二进水口包括8个进水口，且进水口与排水口一一对应形成8个冷却管路。在其中一个实施例中，第二间歇冷却模式排水口包括4个排水口，固定侧冷却装置200的第二进水口包括4个进水口，且进水口与排水口一一对应形成4个冷却管路。如图6所示为其中一个实施例中，间歇冷却装置400的部分管路系统，每个排气管路与其中一个排水管路共用出口用于为可动侧冷却装置100或固定侧冷却装置200供水或供气，通过在出口设置的转换阀切换气路或水路。

水箱300用于为模具冷却系统提供水循环，向固定侧冷却装置200、可动侧冷却装置100及间歇冷却装置400提供冷却水，并回收冷却模具后产生的循环水。

固定侧冷却装置200的第一进水口和可动侧冷却装置100的第一进水口也均可以是一个或一个以上进水口。间歇冷却装置400可以根据铸造产品内部缩孔的位置，为模具的对应位置进行局部冷却，并且通过间歇冷却模式专用的进水口和排水口进行单独入水/排水，能够有效实现局部冷却。

上述模具冷却系统，通过在现有的模具冷却系统增设间歇冷却装置400，并且在固定侧冷却装置200和可动侧冷却装置100都设置有间歇冷却模式专用的入水口和排水口，能够根据需要对产品的特定位置配合吹气冷却和水冷却进行局部冷却，间歇冷却装置400在获取到冲杆启动信号时能够根据产品温度选择预设的间歇冷却模式进行局部冷却，通过控制间歇冷却装置400的启停、通水、通气时间，实现可控制的自然的“顺序凝固”的工艺措施，实现自然补缩，解决产品内部缩孔的问题。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式包括：

如图2所示，高低压间歇冷却模式，依次经过第一延迟阶段、第一高压阶段、第一低压阶段、第二延迟阶段及第一吹气阶段，用于对所述产品温度属于预设的第一温度范围的产品进行局部冷却。

第一延迟阶段不进行冷却，进入第一高压阶段时，采用预设的第一高压输出冷却水对待冷却区域进行局部冷却使模具快速降温，随后进入第一低压阶段，采用预设的低水压输出冷却水对待冷却区域进行局部冷却，然后进入第二延迟阶段不进行水冷或气冷，在其中一个实施例中第二延迟阶段维持时间为3秒，最后进入第一吹气阶段，通过向模具吹气进行冷却，相比高压水冷而言降低了冷却的速度。第一高压阶段能够快速降温，但不至于铝液完全凝固，然后采用低水压进行水冷，使产品充分冷却，第二延迟阶段能够提供充分的排水时间，第一吹气阶段能够减缓冷却的速度，避免铝液快速凝固产生剧烈收缩而产生缩孔。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式还包括：

如图3所示，变压间歇冷却模式，依次经过第三延迟阶段、第二高压阶段及第二低压阶段，用于对产品温度属于预设的第二温度范围的产品进行局部冷却，且所述第二温度范围的上限值小于所述第一温度范围的下限值。

对于温度未达到第一温度范围的产品，若产品温度属于第二温度范围，则选用变压间歇冷却模式。第三延迟阶段不进行冷却，进入第二高压阶段时，采用预设的第二高压输出冷却水对待冷却区域进行局部冷却使模具快速降温，随后进入第二低压阶段，采用预设的第二低压输出冷却水，使产品相对慢速且充分地冷却，避免铝液快速凝固产生剧烈收缩而产生缩孔。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式还包括：

如图4所示，高压间歇冷却模式，依次经过第四延迟阶段、第三高压阶段、第五延迟阶段及第二吹气阶段，用于对产品温度属于预设的第三温度范围的产品进行局部冷却，且所述第三温度范围的上限值小于所述第二温度范围的下限值。

对于温度属于第三温度范围的产品，其温度相对低，选用高压间歇冷却模式。第四延迟阶段不进行冷却，然后进入第三高压阶段，采用预设的第三高压输出冷却水，对待冷却区域进行局部冷却使模具先快速降温，随后进入第五延迟阶段不进行冷却，在其中一个实施例中，第五延迟阶段的持续时间为3秒；最后进入第二吹气阶段，使铝液能够慢速冷却，使其能够充分冷却，避免铝液快速凝固产生缩孔。

在其中一个实施例中，所述预设的间歇冷却模式还包括：

如图5所示，低压间歇冷却模式，依次经过第六延迟阶段一、第三低压阶段、第六延迟阶段二及第三吹气阶段，用于对所述产品温度属于预设的第四温度范围的产品进行局部冷却，且所述第四温度范围的上限值小于所述第三温度范围的下限值。

对于温度属于第四温度范围的产品，温度较低，若由于高压水冷却降温速度较快，会使得铝液在冷却过程中产生缩孔，因此选用低压间歇冷却模式进行冷却，降低冷却速度，延长产品完全冷却的时间，使产品能够充分冷却，避免产生缩孔。第六延迟阶段一不进行冷却，然后进入第三低压阶段，采用预设的第三低压输出冷却水对待冷却区域进行冷却，使产品能够充分冷却，然后进入第六延迟阶段二，此时不进行冷却，最后进入第三吹气阶段，慢速对产品进行完全冷却，避免铝液快速凝固产生缩孔。在其中一个实施例中，第六延迟阶段依次包括第六延迟阶段一和第六延迟阶段阶段二，第六延迟阶段一的持续时间可以根据需要进行设定，能够保证在冲杆启动后才开始冷却即可，第六延迟阶段二的持续时间为3秒。

需要说明的是第一高压、第二高压和第三高压可以相等也可以不相等，并且是与同一种模式中的低压相对，并非绝对高压，具体压力数值可以根据需要进行选择。同样，第一低压、第二低压和第三低压可以相等也可以不相等，并且与同一种模式中的高压相对，并非绝对低压，具体压力数值可以根据需要进行选择。

在其中一个实施例中，所述间歇冷却装置400包括：

通过压力检测组件检测间歇冷却装置400各个出水口的水压反馈至控制器，控制器根据当前选择模式的设定条件对水压进行调控，例如对于固定侧模具选择了低压间歇冷却模式，此时处于第三低压阶段，若预设的水压为0.4MPa，而检测到第二出水口的水压低于0.4MPa，则对第二出水口进行加压。

在其中一个实施例中，压力检测组件还用于检测间歇冷却装置的第一出气口c和第二出气口d的气压并反馈至控制器，控制器根据当前选择模式的设定条件对气压进行调控。

在其中一个实施例中，所述间歇冷却装置400还包括：

若水流量较小，即使水压满足设定条件，也会对冷却效果产生影响，为了保证冷却效果，设置流量监控组件对第一出水口的流量和第二出水口的流量，并反馈至控制器，控制器根据当前选择模式的设定条件对流量进行调控。

在其中一个实施例中，流量检测组件还用于检测间歇冷却装置的第一出气口c和第二出气口d的气体流量并反馈至控制器，控制器根据当前选择模式的设定条件对气体流量进行调控。

在其中一个实施例中，如图7所示，提供了一种模具冷却控制方法，应用于如上述的模具冷却系统；所述方法包括：

步骤S100，检测冲杆启动信号；

步骤S200，在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

步骤S300，根据所述产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

关于模具冷却控制方法的具体限定可以参见上文中对于模具冷却系统的限定，在此不再赘述。应该理解的是，虽然图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图7中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在其中一个实施例中，如图8所示，提供了一种模具冷却控制装置600，应用于如上述的模具冷却系统；所述装置包括：

冲杆启动信号检测模块601，用于检测冲杆启动信号；

产品温度获取模块602，用于在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

间歇冷却模式选择模块603，用于根据所述产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

关于模具冷却控制装置的具体限定可以参见上文中对于模具冷却控制方法的限定，在此不再赘述。上述模具冷却控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

步骤S100，检测冲杆启动信号；

步骤S200，在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

步骤S100，检测冲杆启动信号；

步骤S200，在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种模具冷却系统，其特征在于，包括：

间歇冷却装置，进气口用于连接冷却气源，第一出气口连接所述可动侧冷却装置进气口，第二出气口连接所述固定侧冷却装置进气口，第一入水口用于连接所述可动侧冷却装置的进水管，第二入水口用于连接所述固定侧冷却装置进水管，第一出水口连接所述可动侧冷却装置的第二进水口，第二出水口连接所述固定侧冷却装置的第二进水口；用于在获取到冲杆启动信号时获取产品温度，并根据所述产品温度选择预设的间歇冷却模式对产品进行局部冷却。

2.根据权利要求1所述的模具冷却系统，其特征在于，所述预设的间歇冷却模式包括：

3.根据权利要求2所述的模具冷却系统，其特征在于，所述预设的间歇冷却模式还包括：

4.根据权利要求3所述的模具冷却系统，其特征在于，所述预设的间歇冷却模式还包括：

5.根据权利要求4所述的模具冷却系统，其特征在于，所述预设的间歇冷却模式还包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的模具冷却系统，其特征在于，所述间歇冷却装置包括：

7.根据权利要求6所述的模具冷却系统，其特征在于，所述间歇冷却装置还包括：

8.一种模具冷却控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的模具冷却系统；所述方法包括：

检测冲杆启动信号；

在检测到所述冲杆启动信号时，获取产品温度；

9.一种模具冷却控制装置，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的模具冷却系统；所述装置包括：

冲杆启动信号检测模块，用于检测冲杆启动信号；

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8所述的方法的步骤。