一種模具型腔內(nèi)的壓鑄實時監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于壓鑄領(lǐng)域，更具體地，涉及一種模具型腔內(nèi)的壓鑄實時監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力鑄造(簡稱壓鑄)是一種金屬精密成型技術(shù)，是一個復(fù)雜的動態(tài)熱力學過程，其實質(zhì)是液態(tài)或半液態(tài)金屬在高壓作用下，以極高的速度充填壓鑄模具型腔，并在壓力作用下快速凝固而獲得壓鑄件的一種鑄造方法。上述鑄造成型方法涉及如下幾大工藝要素:
①溫度，包括鋁液溫度和模具溫度，②充型速度，③壓力，包括充型時型腔氣體背壓以及充型時尤其是增壓過程中金屬熔體所受到的成型壓力，因此，能夠?qū)崟r對上述工藝要素進行監(jiān)測對提高鑄造成型的精密度的提高具有十分重要的作用。
[0003]—般而言，首先，模具溫度測量通?？梢詫犭娕贾苯勇袢肽＞咧?，可以實時監(jiān)控模具的溫度變化，而金屬液溫度通常是通過外部保溫爐或者定量爐來監(jiān)控，然而金屬液被壓入型腔前，在輸送或者澆注過程以及壓射延遲等待過程中都會散失一定的熱量，所以金屬液壓入型腔的實時溫度在目前技術(shù)條件下無法精確有效監(jiān)控；
[0004]另外，由于模具設(shè)計時遵循一定的澆口比，所以通過實時監(jiān)控射頭速度便可精確推導(dǎo)金屬液充型時的實際內(nèi)澆口填充速度;普通壓力鑄造，金屬液充型時的高速作用，型腔中的氣體來不及排溢出去，即在型腔內(nèi)會產(chǎn)生氣體背壓，氣體背壓的存在增大了金屬液的填充阻力，使壓鑄產(chǎn)品產(chǎn)生融合不良的缺陷或者導(dǎo)致金屬液易紊流卷氣，造成氣孔缺陷，所以控制充型時型腔的氣體背壓可以有效改善鑄件融合不良及氣孔缺陷，目前常采用數(shù)值模擬方法來預(yù)測或模擬型腔氣體背壓，然而實際生產(chǎn)中上述數(shù)值模擬方式難以全面表達實時加工過程中的狀態(tài)，并且還沒有產(chǎn)生相應(yīng)的有效實時監(jiān)控手段；
[0005]最后一方面，鑄造壓力是使金屬鑄件輪廓清晰，組織致密的重要因素。目前的監(jiān)控手段主要依據(jù)帕斯卡定律即把熔融狀態(tài)的金屬液簡化為流體，金屬液所受的力處處相同的法則，然而實際填充過程未必如此，如填充前端的冷料即水尾處在增壓開始前比近入料口處金屬液率先凝固而失去流動性和壓力傳遞能力，使鑄造壓力無法有效傳遞，通過數(shù)值模擬方法雖然可以預(yù)測鑄件各個部位的成型壓力，然而缺乏實際的驗證及有效的實時監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種模具型腔內(nèi)的壓鑄實時監(jiān)測裝置，其目的在于實現(xiàn)對型腔金屬液溫度、型腔內(nèi)氣體背壓以及金屬液成型壓力進行精確、實時的測量監(jiān)控。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種模具型腔內(nèi)的壓鑄實時監(jiān)測裝置，其特征在于，該裝置包括一閥芯及用于將所述閥芯固定于所述模具型腔內(nèi)的閥套，所述閥芯的前端面作為成型面，所述閥芯的后端面還設(shè)置有閥座，所述閥芯沿軸心對稱設(shè)置有若干沿軸向方向的彼此貫通的氣體排溢孔，所述氣體排溢孔的后端在所述閥芯的后部封閉，所述氣體排溢孔的前端呈喇叭形開口，所述開口處填充有過濾材料，其中一個所述氣體排溢孔的末端沿垂直于所述軸向方向上設(shè)置有第一壓力傳感器固定孔，其中設(shè)置有第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器采集數(shù)據(jù)后傳輸于數(shù)據(jù)處理及顯示端。
[0008]本發(fā)明還公開了一種模具型腔內(nèi)的壓鑄實時監(jiān)測裝置，其特征在于，該裝置包括一閥芯及用于將所述閥芯固定于所述模具型腔內(nèi)的閥套，所述閥芯的前端面作為成型面，所述閥芯的后端面還設(shè)置有閥座，所述閥芯的末端處設(shè)置有第二壓力傳感器，并且在所述閥芯相對于所述閥座前后滑動時觸動所述第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器采集數(shù)據(jù)后傳輸于數(shù)據(jù)處理及顯示端。
[0009]本發(fā)明還公開了一種模具型腔內(nèi)的壓鑄實時復(fù)合監(jiān)測裝置，其特征在于，該裝置包括一閥芯及用于將所述閥芯固定于所述模具型腔內(nèi)的閥套，所述閥芯的前端面作為成型面，所述閥芯的后端面還設(shè)置有閥座，所述閥芯沿軸心對稱設(shè)置有若干沿軸向方向的彼此貫通的氣體排溢孔，所述氣體排溢孔的后端在所述閥芯的后部封閉，所述氣體排溢孔的前端呈喇叭形開口，所述開口處填充有過濾材料，其中一個所述氣體排溢孔的末端沿垂直于所述軸向方向上設(shè)置有第一壓力傳感器固定孔，其中設(shè)置有第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器采集數(shù)據(jù)后傳輸于數(shù)據(jù)處理及顯示端，所述閥芯的末端處設(shè)置有第二壓力傳感器，并且在所述閥芯相對于所述閥座前后滑動時觸動所述第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器采集數(shù)據(jù)后傳輸于數(shù)據(jù)處理及顯示端。
[0010]進一步地，所述閥芯的軸心處沿所述軸向方向還設(shè)置有熱電偶管，其后端通過設(shè)置于所述閥芯內(nèi)的熱電偶固定座進行固定，前端通過固定臺固定于所述閥芯開口處，所述熱電偶管伸出所述閥芯的前端面，所述熱電偶管采集所述溫度數(shù)據(jù)傳輸于所述數(shù)據(jù)處理及顯示端。
[0011]進一步地，所述熱電偶固定座上開設(shè)有用于進行熱電偶管數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線孔。
[0012]進一步地，所述閥套為凹腔法蘭結(jié)構(gòu)，所述凹腔內(nèi)側(cè)與所述閥芯配合，用于支撐所述閥芯。
[0013]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0014]本發(fā)明設(shè)計出了一種能夠設(shè)置于模具型腔內(nèi)，能夠?qū)崟r地進行氣體背壓以及鑄造壓力的實時測量的裝置，通過活塞運動來感受實時型腔金屬液的成型壓力，并且設(shè)計出閥芯的設(shè)置方式來形成氣體排溢孔來實現(xiàn)型腔內(nèi)氣體背壓的檢測，并且采用熱電偶的方式在閥芯的軸心進行集成，能夠采用上述裝置實現(xiàn)上述尤其重要的加工工藝參數(shù)的實時測量，對提高壓鑄的精度和成品效率具有十分顯著的效果。
【附圖說明】
[0015]圖1是按照本發(fā)明實現(xiàn)的設(shè)置于模具型腔內(nèi)的進行壓鑄監(jiān)測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是按照本發(fā)明實現(xiàn)的監(jiān)測裝置的閥套結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是按照本發(fā)明實現(xiàn)的監(jiān)測裝置的閥芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是按照本發(fā)明實現(xiàn)的監(jiān)測裝置的閥座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是按照本發(fā)明實現(xiàn)的熱電偶及其固定臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是按照本發(fā)明實現(xiàn)的熱電偶固定座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0022]1-閥套2-閥芯3-氣體排溢孔4-第一壓力傳感器5-閥座6_第二壓力傳感器7-熱電偶金屬絲8-過濾器9-熱電偶管10-熱電偶管固定臺11-熱電偶固定座12-第二壓力傳感器數(shù)據(jù)線13-熱電偶數(shù)據(jù)線14-第一壓力傳感器數(shù)據(jù)線15-熱電偶數(shù)據(jù)線孔16-熱電偶接線端子孔17-熱電偶固定臺孔18-第一壓力傳感器固定孔19-熱電偶固定座孔20-熱電偶數(shù)據(jù)線過孔21-熱電偶過孔22-第二壓力傳感器固定孔
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0024]實施例一
[0025]如圖1所示，按照發(fā)明中的一種實施例提供一種壓鑄實時監(jiān)測裝置，
[0026]首先其基本組成部分由閥芯2，閥套I，閥座5組成，閥套I通過法蘭邊的螺絲過孔固定在模具上，閥芯2的外壁與閥套I內(nèi)壁配合，閥芯2前端作為模具型腔成型面，其中閥座5的結(jié)構(gòu)如圖4所示，閥座5為一凹腔結(jié)構(gòu)，凹腔內(nèi)側(cè)與閥芯2外壁配合，可以支撐閥芯2，同時可以保證閥芯2能自由前后滑動，閥座5后端通過一在整個監(jiān)測方向軸向方向上呈臺階狀的孔相通，臺階孔用于放置和固定第二壓力傳感器22，當閥芯2受到來自于金屬液的壓力時，閥芯后退作用到第二壓力傳感器22上，從而可得到金屬液的壓力。
[0027]按照上述的設(shè)置方式，能夠?qū)崟r地監(jiān)測金屬液的壓力，從而為壓鑄過程的加工提供真實有效地檢測數(shù)據(jù)。
[0028]實施例二
[0029]如圖1所示，首先其基本組成部分由閥芯2，閥套I，閥座5組成，閥套I通過法蘭邊的螺絲過孔固定在模具上，閥芯2的外壁與閥套I內(nèi)壁配合，閥芯2前端作為模具型腔成型面，其中在以閥芯2的軸線為中心線的情況下，對稱開設(shè)有兩個氣體排溢孔3，氣體排溢孔3前端成喇叭形擴張結(jié)構(gòu)，用于放置過濾器8，防止鋁液進入氣體排溢孔3，后端有向上的與外界貫通的第一壓力傳感器固定孔18。氣體排溢孔3與模具型腔直接相通，氣體排溢孔末端裝有第一壓力傳感器4，根據(jù)連通室原理，排溢孔內(nèi)氣孔壓力等于型腔氣體壓力，第一壓力傳感器4測得的壓力即為型腔氣體背壓。
[0030]實施例三
[0031 ]為了更好地將上述的測量方式與溫度測量更好地結(jié)合起來，在該實施例中，除了實施例一與實施例二中所采用的技術(shù)手段之外，同時還增加了溫度測量的手段，在閥芯2的軸心處設(shè)置有