專利名稱：一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓鑄生產(chǎn)過程中的控溫系統(tǒng)，特別是關于一種壓鑄模具多點 精確控溫系統(tǒng)。
背景技術：
目前，壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種少無切削的特種鑄造方 法，它是將熔融金屬在高壓高速下充填鑄型，并在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件的過程。高壓高 速是壓力鑄造的主要特征，常用的壓力為數(shù)十兆帕，填充速度(內(nèi)澆口速度)約為16 80 米/秒，金屬液填充模具型腔的時間極短，約為0. 01 0. 2秒。由于采用這種方法鑄造鑄 件，具有生產(chǎn)效率高，工序簡單，鑄件公差等級較高，表面粗糙度好，機械強度大，并且可以 省去大量的機械加工工序和設備，節(jié)約原材料等優(yōu)點，因此現(xiàn)已成為我國鑄造業(yè)中的一個 重要組成部分。由于壓鑄工藝的特點，正確選用各項工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素，而模 具又是能夠正確選擇和調(diào)整各工藝參數(shù)的前提。模具的溫度分布影響了型腔中金屬液的凝 固順序，同時影響結(jié)晶速度。而對于模具本身，其生產(chǎn)時反復受到激冷激熱，容易產(chǎn)生熱疲 勞龜裂損壞失效。因此，盡量控制模具的溫度在合理的范圍之內(nèi)，不僅能夠提高產(chǎn)品的合格 率，同時還能延長模具的使用壽命。常規(guī)的模具溫度控制方法是在模具內(nèi)部設置冷卻液或加熱液流道，通過模具溫控 設備將冷卻液或加熱液通過流道流入模具之中實現(xiàn)溫度控制。這種溫控方法比較簡單，模 具的溫度檢測裝置通常只有一個熱電偶，只能檢測到模具某一位置的溫度。且熱電偶測溫 有時間延遲，其未經(jīng)處理過的數(shù)據(jù)不能夠快速準確地反應模具型腔表面附近的溫度。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，從而 可對模具各個區(qū)域的溫度分別進行快速控制，以降低壓鑄生產(chǎn)的廢品率，提高生產(chǎn)效率和
廣品質(zhì)量。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種壓鑄模具多點精確控溫系 統(tǒng)，其特征在于它包括嵌入在模具內(nèi)的多個溫度檢測裝置，每一所述溫度檢測裝置分別通 過一補償導線連接一模擬量輸入模塊，所述模擬量輸入模塊連接一中央處理單元，所述中 央處理單元分別連接一人機交互界面和一模溫機；所述模溫機上設置有若干條進油管和若 干條出油管，所述進油管和出油管分別與所述模具上的多條流道連通形成循環(huán)流通管道。所述溫度檢測裝置包括測溫輔助元件、熱電偶和紅外高溫計；所述測溫輔助元件 包括一圓柱筒體，所述圓柱筒體的封閉端向外延伸出一圓柱體；所述圓柱體內(nèi)軸向設置有 一通孔，所述通孔與所述圓柱筒體的內(nèi)腔連通；所述圓柱體的圓周壁上軸向設置有兩條以 上凹槽，所述凹槽一端與所述圓柱筒體的內(nèi)腔連通，另一端封閉；所述圓柱體的每一凹槽內(nèi) 均設置有一所述熱電偶，且各所述熱電偶的一端設置在貼近所述模具型腔表面的所述凹槽內(nèi)，另一端通過穿設在所述圓柱筒體的內(nèi)腔中的所述補償導線連接所述模擬量輸入模塊； 所述紅外高溫計設置在所述測溫輔助元件的外部，其輸出端直接與所述中央處理單元連 接，輸入端連接一穿設在所述圓柱筒體的內(nèi)腔中的光纖的一端；所述光纖的另一端與設置 在所述通孔中的光導管一端連接，所述光導管另一端與所述圓柱體的端面平齊。所述圓柱筒體的內(nèi)腔橫截面呈六邊形，且所述圓柱筒體的內(nèi)腔對角線長度大于所 述圓柱體的外徑。所述圓柱體的圓周壁上周向設置有一圈用于將所述測溫輔助元件螺紋連接在所 述模具內(nèi)的外螺紋。所述光導管為藍寶石光導管。本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于分別在 模具的各個關鍵區(qū)域設置熱電偶，因此，可以對模具各個區(qū)域的溫度分別進行快速測量和 控制，降低了產(chǎn)生廢品的幾率。2、本實用新型由于將熱電偶通過一測溫輔助元件設置在模 具中，熱電偶不直接接觸壓鑄零件，因此，可以避免熱電偶被高溫、高壓的壓鑄零件金屬液 所腐蝕，提高了熱電偶的使用壽命。3、本實用新型由于采用紅外高溫計標定和工業(yè)熱電偶 測溫相結(jié)合的方式對模具型腔內(nèi)的溫度進行測量控制，因此，可以修正熱電偶在測量中的 誤差，使測量更加準確。4、本實用新型由于將熱電偶連接模擬量輸入模塊，模擬量輸入模 塊連接中央處理單元，因此，可以通過中央處理單元對采集到的溫度進行分析計算，以確定 溫度控制方案。5、本實用新型由于將中央處理單元與一模溫機連接，中央處理單元確定的 控制信號傳遞給模溫機，模溫機根據(jù)控制信號調(diào)整進入模具流道中的冷卻液或加熱液的流 速，對模具的各個區(qū)域分別進行不同程度的冷卻或加熱，因此，可以達到比較精確的溫度控 制效果，防止模具局部過熱或過冷，實現(xiàn)對模具溫度的實時控制。6、本實用新型由于將中央 處理單元連接一人機交互界面，模具的溫度分布可以通過人機交互界面展現(xiàn)在操作工人面 前，因此，可以為操作工人噴涂脫模劑的過程提供參考。本實用新型結(jié)構(gòu)設計巧妙，可以提 高壓鑄過程中模具溫度控制的可重復性，提高生產(chǎn)效率，因此，可廣泛用于壓鑄生產(chǎn)的控溫 過程中。

圖1是本實用新型控溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型溫度檢測裝置的安裝位置示意圖圖3是本實用新型溫度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是本實用新型測溫輔助元件的結(jié)構(gòu)示意圖圖5是圖4的左視圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本實用新型包括嵌入在模具1內(nèi)的多個溫度檢測裝置2，每一溫 度檢測裝置2分別通過一補償導線3連接一模擬量輸入模塊4，模擬量輸入模塊4連接一中 央處理單元5，中央處理單元5分別連接一人機交互界面6和一模溫機7。模溫機7上設置 有兩條進油管8和兩條出油管9 (僅以此為例，并不限于此)，進油管8和出油管9分別與模
4具1上的流道10連通形成循環(huán)流通管道。如圖3 5所示，溫度檢測裝置2包括測溫輔助元件11、熱電偶12和紅外高溫計 13。測溫輔助元件11包括一圓柱筒體14，且圓柱筒體14的內(nèi)腔橫截面呈六邊形。圓柱筒 體14的封閉端向外延伸出一圓柱體15，且圓柱筒體14的內(nèi)腔對角線長度大于圓柱體15的 外徑。圓柱體15內(nèi)軸向設置有一通孔16，通孔16與圓柱筒體14的內(nèi)腔連通。圓柱體15 的圓周壁上軸向設置有兩條細長的凹槽17(僅以此為例，并不限于此)，凹槽17—端與圓柱 筒體14的內(nèi)腔連通，另一端封閉。圓柱體15的圓周壁上周向還設置有一圈外螺紋18，用于 將測溫輔助元件11螺紋連接在模具1內(nèi)。圓柱體15的凹槽17內(nèi)均設置有一熱電偶12，且各熱電偶12的一端設置在貼近模 具1型腔表面的凹槽17內(nèi)，另一端通過穿設在圓柱筒體14的內(nèi)腔中的補償導線3連接模 擬量輸入模塊4。紅外高溫計13設置在測溫輔助元件11的外部，其輸出端直接與中央處理單元5 連接，用于對各個熱電偶12的測溫誤差進行修正。紅外高溫計13的輸入端連接一穿設在 圓柱筒體14的內(nèi)腔中的光纖19的一端，光纖19的另一端與一設置在通孔16中的光導管 20 一端連接，光導管20另一端與圓柱體15的端面平齊，光導管20的端面則直接與模具1 中的壓鑄零件21表面接觸。壓鑄零件21發(fā)出的紅外線通過光導管20和光纖19傳送給紅 外高溫計13，從而將測出的壓鑄零件21的表面溫度傳送給中央處理單元5。上述實施例中，光導管20可以采用藍寶石光導管。本實用新型的控溫方法采用紅外高溫計標定和熱電偶測溫相結(jié)合的方式，其具體 包括以下步驟1)利用模擬軟件對壓鑄生產(chǎn)時的模具1溫度分布進行模擬仿真，確定需要進行溫 度檢測的幾塊關鍵區(qū)域，并在模具1的各關鍵區(qū)域中安裝溫度檢測裝置2，在溫度檢測裝置 的相近區(qū)域設置流道10。2)根據(jù)模具1型腔內(nèi)不同的金屬液，對紅外高溫計13進行標定。3)熱電偶12和紅外高溫計13同時對模具進行測溫，當熱電偶12測量的溫度與紅 外高溫計13測量的模具1型腔表面的溫度存在誤差時，中央處理單元5以紅外高溫計13 所測數(shù)據(jù)為準，對熱電偶12的測量值進行修正。修正完成后，可卸下紅外高溫計13，并從測 溫輔助元件11中撤出光纖19和光導管20。4)壓鑄過程中熱電偶12單獨對模具進行實時測溫，檢測的溫度信號通過補償導 線3輸入到模擬量輸入模塊4，模擬量輸入模塊4將采集到的測量值傳遞給中央處理單元 5。中央處理單元5對檢測到的溫度信號與工程師設定的目標溫度進行對比，計算得到控制 信號，確定溫度控制方案。5)中央處理單元5將控制信號傳遞給模溫機7，模溫機7根據(jù)控制信號調(diào)整進入 流道10的為冷卻液或加熱液，并調(diào)節(jié)冷卻液或加熱液的流速，從而對各關鍵區(qū)域分別進行 不同程度的冷卻或加熱，以達到精確的溫度控制效果，使模具1的溫度分布最優(yōu)。6)同時，人機交互界面6將模具1的溫度分布通過數(shù)字顯示器進行顯示，為手工噴 涂脫模劑提供參考，工人或機械手可以參考當前模具溫度，在脫模劑噴涂過程中對噴涂位 置和噴涂量進行調(diào)整，使模具1的溫度接近目標溫度。上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在 本實用新型的保護范圍之外。
權(quán)利要求一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于它包括嵌入在模具內(nèi)的多個溫度檢測裝置，每一所述溫度檢測裝置分別通過一補償導線連接一模擬量輸入模塊，所述模擬量輸入模塊連接一中央處理單元，所述中央處理單元分別連接一人機交互界面和一模溫機；所述模溫機上設置有若干條進油管和若干條出油管，所述進油管和出油管分別與所述模具上的多條流道連通形成循環(huán)流通管道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于所述溫度檢測 裝置包括測溫輔助元件、熱電偶和紅外高溫計；所述測溫輔助元件包括一圓柱筒體，所述圓 柱筒體的封閉端向外延伸出一圓柱體；所述圓柱體內(nèi)軸向設置有一通孔，所述通孔與所述 圓柱筒體的內(nèi)腔連通；所述圓柱體的圓周壁上軸向設置有兩條以上凹槽，所述凹槽一端與 所述圓柱筒體的內(nèi)腔連通，另一端封閉；所述圓柱體的每一凹槽內(nèi)均設置有一所述熱電偶，且各所述熱電偶的一端設置在貼近 所述模具型腔表面的所述凹槽內(nèi)，另一端通過穿設在所述圓柱筒體的內(nèi)腔中的所述補償導 線連接所述模擬量輸入模塊；所述紅外高溫計設置在所述測溫輔助元件的外部，其輸出端直接與所述中央處理單元 連接，輸入端連接一穿設在所述圓柱筒體的內(nèi)腔中的光纖的一端；所述光纖的另一端與設 置在所述通孔中的光導管一端連接，所述光導管另一端與所述圓柱體的端面平齊。
3.如權(quán)利要求2所述的一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于所述圓柱筒體 的內(nèi)腔橫截面呈六邊形，且所述圓柱筒體的內(nèi)腔對角線長度大于所述圓柱體的外徑。
4.如權(quán)利要求2所述的一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于所述圓柱體的 圓周壁上周向設置有一圈用于將所述測溫輔助元件螺紋連接在所述模具內(nèi)的外螺紋。
5.如權(quán)利要求3所述的一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于所述圓柱體的 圓周壁上周向設置有一圈用于將所述測溫輔助元件螺紋連接在所述模具內(nèi)的外螺紋。
6.如權(quán)利要求2或3或4或5所述的一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于 所述光導管為藍寶石光導管。
專利摘要本實用新型涉及一種壓鑄模具多點精確控溫系統(tǒng)，其特征在于它包括嵌入在模具內(nèi)的多個溫度檢測裝置，每一所述溫度檢測裝置分別通過一補償導線連接一模擬量輸入模塊，所述模擬量輸入模塊連接一中央處理單元，所述中央處理單元分別連接一人機交互界面和一模溫機；所述模溫機上設置有若干條進油管和若干條出油管，所述進油管和出油管分別與所述模具上的多條流道連通形成循環(huán)流通管道。本實用新型結(jié)構(gòu)設計巧妙，能提高壓鑄過程中模具溫度控制的可重復性，提高生產(chǎn)效率，可廣泛用于壓鑄生產(chǎn)的控溫過程中。
文檔編號B22D17/32GK201644756SQ20102015181
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者何良菊, 李培杰, 李振華 申請人:清華大學