一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却系统和方法，涉及铝基活塞铸造领域。铝基活塞包括铝合金活塞或铝基复合材料活塞，该模具快速冷却系统包括顶模、边模和芯模，且顶模、边模和芯模中分别设置有顶模冷却水道、芯模冷却水道和边模冷却水道，顶模冷却水道与顶模冷却系统相连，芯模冷却水道与芯模冷却系统相连，边模冷却水道与边模冷却系统相连；还包括控制系统通过PID控制器，自动调节旁通水阀的开度，实现各分体模具的可控降温。本发明专利技术针对铝基活塞的铸造模具，在快速冷却模具的同时实现对各分体模具可控可变的冷却速度。的同时实现对各分体模具可控可变的冷却速度。的同时实现对各分体模具可控可变的冷却速度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却系统和方法


[0001]本专利技术涉及铝基活塞铸造领域，尤其涉及一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却系统和方法。

技术介绍

[0002]铝基活塞一般指铝合金活塞或铝基复合材料活塞，这样的活塞目前一般采用分体式的模具铸造，常见的包括有顶模、芯模和边模具。模具在浇注后，一般为自然冷却，其冷却时间较长，生产效率较低。现有技术中有在模具中设置冷却水道以加快冷却速度，然而对应于铝基活塞的不同部位的模具，希望根据该部分的特点，实现不同的冷却速度，以达到顺序凝固等目的。现有的解决方案是针对特定的铝基活塞，在其模具进行特定的冷却水道设计，然而这种解决手段需要一模一设计，缺乏灵活性，同时有时特定的冷却水道加工难度比较大，成本也很高。

技术实现思路

[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是针对铝基活塞的铸造模具，在快速冷却模具的同时实现对各分体模具可控可变的冷却速度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术在第一方面提供了一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却系统，包括顶模、边模和芯模，且上述顶模、边模和芯模中分别设置有顶模冷却水道、芯模冷却水道和边模冷却水道；
[0005]上述顶模冷却水道与顶模冷却系统相连，上述顶模冷却系统包括与冷却池相连的顶模进水管路和顶模回水管路，上述顶模进水管路上设置有顶模混水箱，上述顶模回水管路上设置有通向上述顶模混水箱的顶模旁通单向电磁阀和顶模旁通管路，在上述顶模回水管路上设置有顶模回水测温计，在上述顶模混水箱的顶模混水箱出口单向电磁阀后设置有顶模进水测温计；
[0006]上述芯模冷却水道与芯模冷却系统相连，上述芯模冷却系统包括与冷却池相连的芯模进水管路和芯模回水管路，上述芯模进水管路上设置有芯模混水箱，上述芯模回水管路上设置有通向上述芯模混水箱的芯模旁通单向电磁阀和芯模旁通管路，在上述芯模回水管路上设置有芯模回水测温计，在上述芯模混水箱的芯模混水箱出口单向电磁阀后设置有芯模进水测温计；
[0007]上述边模冷却水道与边模冷却系统相连，上述边模冷却系统包括与冷却池相连的边模进水管路和边模回水管路，上述边模进水管路上设置有边模混水箱，上述边模回水管路上设置有通向上述边模混水箱的边模旁通单向电磁阀和边模旁通管路，在上述边模回水管路上设置有边模回水测温计，在上述边模混水箱的边模混水箱出口单向电磁阀后设置有边模进水测温计。
[0008]进一步地，上述铝基活塞包括铝合金活塞或铝基复合材料活塞。
[0009]进一步地，还包括控制系统，且上述控制系统被设置为可接收上述顶模回水测温
计实时检测的顶模回水温度T1、上述顶模进水测温计实时检测顶模进水温度T2、上述芯模回水测温计实时检测的芯模回水温度T3、上述芯模进水测温计实时检测的芯模回水温度T4、上述边模回水测温计实时检测的边模回水温度T5、上述边模进水测温计实时检测的边模进水温度T6，可控制上述顶模旁通单向电磁阀的开度O1、上述顶模混水箱出口单向电磁阀的开度O2、上述芯模旁通单向电磁阀的开度O3、上述芯模混水箱出口单向电磁阀的开度O4、上述边模旁通单向电磁阀的开度O5、上述顶模混水箱出口单向电磁阀的开度O6。
[0010]进一步地，上述控制系统内预设有顶模目标冷却曲线T
d
＝F(t)，其中T
d
为顶模目标温度，t为时间；上述控制系统还包括顶模PID控制器，且上述顶模PID控制器被设置为以顶模回水温度T1与顶模目标温度T
d
之差为输入调整上述顶模旁通单向电磁阀的开度O1。
[0011]进一步地，上述控制系统内预设有芯模目标冷却曲线T
x
＝G(t)，其中T
x
为芯模目标温度，t为时间；上述控制系统还包括芯模PID控制器，且上述芯模PID控制器被设置为以芯模回水温度T3与顶模目标温度T
x
之差为输入调整上述芯模旁通单向电磁阀的开度O3。
[0012]进一步地，上述控制系统内预设有边模目标冷却曲线T
b
＝H(t)，其中T
b
为边模目标温度，t为时间；上述控制系统还包括边模PID控制器，且上述边模PID控制器被设置为以边模回水温度T5与边模目标温度T
x
之差为输入调整上述边模旁通单向电磁阀的开度O5。
[0013]本专利技术在第二方面提供了一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却方法，通过上述任一上述模具快速冷却系统实现，包括如下步骤：
[0014](1)在顶模、边模和芯模中分别设置顶模冷却水道、芯模冷却水道和边模冷却水道；
[0015](2)将上述顶模冷却水道与顶模冷却系统相连，上述顶模冷却系统包括与冷却池相连的顶模进水管路和顶模回水管路，在上述顶模进水管路上设置顶模混水箱，在上述顶模回水管路上设置通向上述顶模混水箱的顶模旁通单向电磁阀和顶模旁通管路，在上述顶模回水管路上设置顶模回水测温计，在上述顶模混水箱的顶模混水箱出口单向电磁阀后设置顶模进水测温计；
[0016](3)将上述芯模冷却水道与芯模冷却系统相连，上述芯模冷却系统包括与冷却池相连的芯模进水管路和芯模回水管路，在上述芯模进水管路上设置芯模混水箱，在上述芯模回水管路上设置通向上述芯模混水箱的芯模旁通单向电磁阀和芯模旁通管路，在上述芯模回水管路上设置有芯模回水测温计，在上述芯模混水箱的芯模混水箱出口单向电磁阀后设置芯模进水测温计；
[0017](4)将上述边模冷却水道与边模冷却系统相连，上述边模冷却系统包括与冷却池相连的边模进水管路和边模回水管路，在上述边模进水管路上设置边模混水箱，在上述边模回水管路上设置通向上述边模混水箱的边模旁通单向电磁阀和边模旁通管路，在上述边模回水管路上设置边模回水测温计，在上述边模混水箱的边模混水箱出口单向电磁阀后设置边模进水测温计；
[0018](5)设置控制系统，上述控制系统被设置为可接收上述顶模回水测温计实时检测的顶模回水温度T1、上述顶模进水测温计实时检测顶模进水温度T2、上述芯模回水测温计实时检测的芯模回水温度T3、上述芯模进水测温计实时检测的芯模回水温度T4、上述边模回水测温计实时检测的边模回水温度T5、上述边模进水测温计实时检测的边模进水温度T6，可控制上述顶模旁通单向电磁阀的开度O1、上述顶模混水箱出口单向电磁阀的开度O2、上述芯模
旁通单向电磁阀的开度O3、上述芯模混水箱出口单向电磁阀的开度O4、上述边模旁通单向电磁阀的开度O5、上述顶模混水箱出口单向电磁阀的开度O6；
[0019](6)上述控制系统通过分别控制上述顶模旁通单向电磁阀的开度O1、上述芯模旁通单向电磁阀的开度O3和上述芯模旁通单向电磁阀的开度O5，调整通入上述顶模、芯模和边模的冷却水温度对模具进行冷却。
[0020]进一步地，在上述控制系统内预设顶模目标冷却曲线T
d
＝F(t)，其中T
d
为顶模目标温度，t为时间；上述控制系统还包括顶模PID控制器，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却系统，其特征在于，包括顶模、边模和芯模，且所述顶模、边模和芯模中分别设置有顶模冷却水道、芯模冷却水道和边模冷却水道；所述顶模冷却水道与顶模冷却系统相连，所述顶模冷却系统包括与冷却池相连的顶模进水管路和顶模回水管路，所述顶模进水管路上设置有顶模混水箱，所述顶模回水管路上设置有通向所述顶模混水箱的顶模旁通单向电磁阀和顶模旁通管路，在所述顶模回水管路上设置有顶模回水测温计，在所述顶模混水箱的顶模混水箱出口单向电磁阀后设置有顶模进水测温计；所述芯模冷却水道与芯模冷却系统相连，所述芯模冷却系统包括与冷却池相连的芯模进水管路和芯模回水管路，所述芯模进水管路上设置有芯模混水箱，所述芯模回水管路上设置有通向所述芯模混水箱的芯模旁通单向电磁阀和芯模旁通管路，在所述芯模回水管路上设置有芯模回水测温计，在所述芯模混水箱的芯模混水箱出口单向电磁阀后设置有芯模进水测温计；所述边模冷却水道与边模冷却系统相连，所述边模冷却系统包括与冷却池相连的边模进水管路和边模回水管路，所述边模进水管路上设置有边模混水箱，所述边模回水管路上设置有通向所述边模混水箱的边模旁通单向电磁阀和边模旁通管路，在所述边模回水管路上设置有边模回水测温计，在所述边模混水箱的边模混水箱出口单向电磁阀后设置有边模进水测温计；其中，所述铝基活塞包括铝合金活塞或铝基复合材料活塞。2.根据权利要求1所述的模具快速冷却系统，其特征在于，还包括控制系统，且所述控制系统被设置为可接收所述顶模回水测温计实时检测的顶模回水温度T1、所述顶模进水测温计实时检测顶模进水温度T2、所述芯模回水测温计实时检测的芯模回水温度T3、所述芯模进水测温计实时检测的芯模回水温度T4、所述边模回水测温计实时检测的边模回水温度T5、所述边模进水测温计实时检测的边模进水温度T6，可控制所述顶模旁通单向电磁阀的开度O1、所述顶模混水箱出口单向电磁阀的开度O2、所述芯模旁通单向电磁阀的开度O3、所述芯模混水箱出口单向电磁阀的开度O4、所述边模旁通单向电磁阀的开度O5、所述顶模混水箱出口单向电磁阀的开度O6。3.根据权利要求2所述的模具快速冷却系统，其特征在于，所述控制系统内预设有顶模目标冷却曲线T
d
＝F(t)，其中T
d
为顶模目标温度，t为时间；所述控制系统还包括顶模PID控制器，且所述顶模PID控制器被设置为以顶模回水温度T1与顶模目标温度T
d
之差为输入调整所述顶模旁通单向电磁阀的开度O1。4.根据权利要求2所述的模具快速冷却系统，其特征在于，所述控制系统内预设有芯模目标冷却曲线T
x
＝G(t)，其中T
x
为芯模目标温度，t为时间；所述控制系统还包括芯模PID控制器，且所述芯模PID控制器被设置为以芯模回水温度T3与顶模目标温度T
x
之差为输入调整所述芯模旁通单向电磁阀的开度O3。5.根据权利要求2所述的模具快速冷却系统，其特征在于，所述控制系统内预设有边模目标冷却曲线T
b
＝H(t)，其中T
b
为边模目标温度，t为时间；所述控制系统还包括边模PID控制器，且所述边模PID控制器被设置为以边模回水温度T5与边模目标温度T
x
之差为输入调整所述边模旁通单向电磁阀的开度O5。
6.一种用于铝基活塞铸造的模具快速冷却方法，其特征在于，通过权利要求1至5任一项所述的模具快速冷却系统实现，包括如下步骤：(1)在顶模、边模和芯模中分别设置顶模冷却水道、芯模冷却水道和边模冷却水道；(2)将所述顶模冷却水道与顶模冷却系统相连，所述顶模冷却系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩伟，汪明亮，夏存娟，陈东，李险峰，王鹏举，
申请(专利权)人：安徽相邦复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：