[发明专利]一种低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及低压铸造铝合金车轮铸造领域，具体地说，涉及一种低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制装置。

背景技术

据中国海关数据统计，2011年度中国铝车轮出口首次突破30亿美元大关，达到36.86亿美元，与2010年出口29.58亿美元比较，同比增加24.6％，铝车轮出口总数量达到8000万件左右，相比2010年度出口总数量提升10.6％，大幅度超出世界汽车和中国汽车的发展速度，已连续七年位居世界车轮出口国首位，连续三年位居中国汽车零部件出口首位。我国铝车轮产品出口到世界170多个国家和地区，已经成为名符其实的世界第一车轮制造大国。但是中国的汽车铝合金车轮的铸造技术与产品质量在国际上还处于中等水平，特别是在铸造过程模具温度场智能化管控方面与欧美、日本等国家差距非常大。铝车轮是圆形的，有较大面积的薄壁轮辋，较厚的轮辐，中心安装盘面比轮辐还厚，浇注时轮辋与水平面接近垂直，轮辐呈水平或与水平面成一定的夹角。低压铸造过程浇口设置在中间，按照低压铸造铝合金车轮顺序凝固原则，上轮辋由上而下逐步凝固，下轮辋由下而上凝固，轮辐由外向内逐步凝固，然后安装面处凝固，最后浇口处凝固。整个低压铸造过程确保产品按顺序凝固是确保产品内在铸造品质的关键因素之一，在铸造过程只有控制模具温度场按照一定的温度梯度分布才能促使产品的凝固顺序，如果模具的温度梯度分布不合理，将导致毛坯不能顺利实现顺序凝固，从而导致毛坯局部补缩不足，局部存在热节点，轮辋、轮辐、斜安面、安装面形成缩孔或疏松等种种铸造缺陷，严重影响产品结构强度，甚至造成产品的批量报废。同时随着市场个性化需求的发展，消费者追求产品具有时尚的造型、靓丽的外观，从而导致铸件结构越来越复杂，这给铸造顺序凝固带来了更大的困难，按照传统的工艺制造，不良率非常高，产品内在品质不能够满足技术质量要求。针对铸件结构的复杂性导致的铸造缺陷，目前的改善措施主要是调整不同模具区域涂料厚度梯度、局部使用保温耐火材料加以保护、调整各区域冷却风的开启顺序以及冷却风动作时间等，其中模具各区域所设置的冷却风管是低压铸造非常重要的调整模具温度梯度的关键措施，但是低压铸造过程温度场处于动态变化之中，影响因素非常多，特别是造型复杂、尺寸较大的轮型以上控制方式仍然存在因模具温度梯度分布不合理而产生缩孔、疏松等铸造缺陷，因此对于以上不足发明一种低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制方法一直是铝车轮铸造行业探讨研究的事情。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，针对低压铸造铝合金车轮模具温度梯度分布不均匀造成铸造凝固顺序紊乱导致产品产生铸造缺陷等问题，提供一种操作方便、效果显著的低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制装置。

实现以上目的技术方案是：一种低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制装置，在模具制作时在顶模与底模的轮辐与轮辋连接区域、轮辐中间区域、斜安面区域、安装盘与冒口区域分别安装冷却风管与热电偶。热电偶通过导线与低压机控制柜相连接，控制柜内装有温度感应器，热电偶与温度感应器连接。依据工艺需求设定顶模与底模冷却风管安装区域模具温度管控范围，其中顶模与底模的轮辐与轮辋连接区域400～420℃、轮辐中间区域430～450℃、斜安面区域450～470℃、安装盘与冒口区域470～490℃，通过热电偶和温度感应器控制该区域冷却风管开启，当温度高于各区域设定温度，热电偶通过温度感应器开启冷却风管吹风；当温度低于各区域设定温度，热电偶通过温度感应器停止冷却风管吹风，从而以该方式控制低压铸造模具在铸造过程保持所设定的温度梯度，做到动态、智能化控制模具各区域的温度场，从而确保产品按照设定的顺序凝固，克服传统工艺控制所产生的调机品多、铸造缺陷多、内在品质差的问题。

本发明低压铸造模具顶模与底模各区域所安装的冷却风管开启吹风与停止吹风均通过热电偶与低压铸造系统控制柜中的传感器连接控制，从而达到了智能化、自动化控制的效果，因此可有效地保持顶模与底模温度梯度的均匀分布，有效的控制产品铸造凝固过程按照设定的顺序凝固，同时该方法降低了对操作员的技能要求，确保了产品质量稳定性，是一种操作简单、使用方便、效果显著的低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制装置。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体的实施方式

如图1所示，一种低压铸造铝合金车轮模具冷却系统智能化控制装置，包括顶模1、侧模2、顶模轮辐与轮辋连接区域冷却风管3、顶模轮辐与轮辋连接区域热电偶4、顶模轮辐中间区域冷却风管5、顶模轮辐中间区域热电偶6、顶模分流锥风7、顶模斜安面区域冷却风管8、顶模斜安面区域热电偶9、底模轮辐与轮辋连接区域冷却风管10、底模轮辐与轮辋连接区域热电偶11、底模轮辐中间区域冷却风管12、底模轮辐中间区域热电偶13、底模冒口区域冷却风管14、底模冒口区域热电偶15、底模16、连接导线17、低压铸造机控制系统柜18组成。依据工艺需求设定顶模分流锥风在产品整个铸造周期结束前80～150秒开启，至产品脱模时结束。设定顶模与底模冷却风管安装区域模具温度管控范围，即顶模与底模的轮辐与轮辋连接区域410℃、轮辐中间区域430℃、斜安面区域450℃、安装盘与冒口区域470℃，热电偶通过温度感应器传感控制该区域冷却风管开启，当温度高于各区域设定温度，热电偶通过温度感应器开启冷却风管吹风；当温度低于各区域设定温度，热电偶通过温度感应器停止冷却风管吹风，从而保障铸造过程模具各部位保持所设定的温度梯度，确保产品按照实现顺序凝固。