一种活塞盐芯自动冲洗装置及冲洗方法与流程

本发明涉及铸件后处理设备，具体涉及一种活塞盐芯自动冲洗装置及冲洗方法。

背景技术：

1、发动机活塞为有效降低活塞的头部温度，通常设有内冷通道，以适应发动机功率密度的提高。铸造铝合金活塞内冷通道的形成是先将盐芯铸入活塞毛坯，铸造完成后，需要通过高压水将活塞毛坯内的盐芯冲洗、溶解，形成活塞内冷通道，盐芯冲洗必须冲洗干净，不然会对后续加工和产品表面质量造成影响。

2、现有的活塞盐芯冲洗设备，如cn113333365b和cn116944104a等文献中公开的冲洗装置，均采用单一清洗槽或单一水槽结构，活塞在同一个槽体内完成冲洗作业，此类结构设置具备一定的缺陷：

3、（1）无法分区完成多级清洗工序，冲洗洁净度差。现有冲洗设备仅设置单一冲洗腔或单收集水槽，仅能单次通入单一水流完成简单冲洗，无法分区完成盐水溶芯、软化水漂洗、清水浸泡多级作业；盐芯溶解后的高盐废水持续堆积在同一腔体内，水体含盐浓度不断升高，后期冲洗时盐渍极易附着在活塞内冷通道内壁，难以有效清除；同时缺少独立浸泡工位，盐芯碎屑无法充分溶解，极易造成通道局部堵塞。

4、（2）结构为固定结构，无法实现全自动跨工位流转，生产效率低。现有设备的活塞夹持机构、冲洗喷嘴均固定安装在腔体内，无水平移动切换工位的结构，工件冲洗、漂洗、转运工序需要人工上下料、人工转移活塞，无法适配自动化流水线连续生产；且喷嘴高度不可整体升降，仅能依靠压头小幅伸缩压紧活塞，不能将活塞完全浸入水体内部浸泡，仅能实现液面喷淋冲洗，盐芯溶解效率低。

5、（3）喷嘴仅具备单一流体通路，无法分时切换多种介质，工序割裂。传统冲洗喷嘴仅开设单一水路接口，仅能通入清水或盐水，无多路独立介质接口，无法同一喷嘴分时输出盐水、软化水、压缩空气；若要完成冲洗、漂洗、吹干整套工序，需要多台独立设备分步加工，活塞多次转运，增加磕碰报废风险，整体设备占地面积大、工序繁琐。

6、因此，如何提供一种能够实现双槽分区多级冲洗、自动跨工位流转、且同一喷嘴可分时切换多种介质的活塞盐芯自动冲洗装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种活塞盐芯自动冲洗装置，旨在解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种活塞盐芯自动冲洗装置，包括：

4、机架，所述机架内部安装有水槽和软化水槽；

5、水平移动架，所述水平移动架滑动连接在所述机架上，并能够沿水平方向往复移动；

6、z轴滑台，所述z轴滑台滑动连接在所述水平移动架上，并能够沿竖直方向往复移动；

7、托盘，所述托盘滑动连接在所述z轴滑台上，用于承载多个活塞；

8、多个喷嘴，多个所述喷嘴固定在所述z轴滑台上，并分别与所述活塞的内冷通道口对应；所述喷嘴上连通有多路冲洗介质管路，分时输出不同介质实现对活塞内冷通道的多道冲洗作业；

9、其中，所述水平移动架能够带动所述z轴滑台、所述喷嘴及所述活塞在所述水槽和所述软化水槽之间往复切换，所述z轴滑台能够带动所述喷嘴及所述活塞上下移动，使所述喷嘴及所述活塞处于所述水槽或所述软化水槽的上方或内部。

10、通过上述技术方案，本发明公开提供了一种活塞盐芯自动冲洗装置，水槽与软化水槽的独立设置将清水冲洗和软化水漂洗两个核心工艺环节在空间上分离，避免高盐废水与漂洗水混合导致盐度持续升高，为多级清洗提供独立的物理工位；水平移动架的水平往复移动实现了活塞及喷嘴组件在两个槽体之间的自动转运；z轴滑台的竖直往复移动实现了喷嘴及活塞的整体升降，使其能够进入槽体内部进行浸没式冲洗和浸泡；托盘实现了批量承载和多工位流转，可同时冲洗多个活塞；喷嘴与活塞内冷通道口的精准对接确保冲洗介质直接作用于盐芯部位；多路冲洗介质管道使同一喷嘴可分别输出清水、软化水、压缩空气三种介质，无需更换设备或转运活塞即可在同一工位完成多道工序；水平移动架与z轴滑台构成的水平转运和垂直浸没双轴联动机制，覆盖了多级冲洗工艺对活塞位置的冲洗需求，有效解决了现有技术中单槽结构无法分区清洗、固定结构无法跨工位流转、喷嘴单一通路无法切换多介质的技术问题。

11、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，所述机架上固定有水平移动导轨安装板，所述水平移动架包括水平移动导轨和水平移动架立板，所述水平移动导轨固定在所述水平移动导轨安装板上，所述水平移动架立板的底部通过水平移动滑块滑动连接在所述水平移动导轨上。水平移动导轨安装板为水平移动导轨提供了稳固的安装基础，确保水平移动架在频繁往复运动中保持位置精度；水平移动导轨提供了高精度的水平导向，保证水平移动架沿直线运动，确保喷嘴与活塞内冷通道口的对准精度。

12、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，所述z轴滑台包括z轴导轨和z轴溜板，所述z轴导轨竖直固定在所述水平移动架立板上，所述z轴溜板滑动连接在所述z轴导轨上；所述z轴溜板上固定有z轴水平底板，所述喷嘴安装在所述z轴水平底板上。z轴导轨提供了高精度的竖直导向，保证z轴滑台沿直线升降，确保活塞进入槽体时姿态稳定；z轴溜板与导轨的滑动配合保证了升降运动的平稳性和位置精度；z轴水平底板为多个喷嘴提供了统一的安装平面，保证各喷嘴之间的相对位置精度；所有喷嘴随z轴滑台同步升降，确保多个活塞同时进入或脱离槽体，保证批量冲洗的一致性。

13、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，所述z轴溜板上固定有托盘导轨，所述托盘滑动连接在所述托盘导轨上。托盘导轨为托盘的独立升降提供了导向基础，与z轴滑台的主升降运动形成二级升降配合；托盘可相对z轴水平底板独立升降，承载活塞上升至喷嘴对接位，或下降实现上下料操作。

14、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，还包括压架装置，所述压架装置包括压架导轨、压架溜板和压架水平板；所述压架导轨固定在所述z轴溜板上，所述压架溜板滑动连接在所述压架导轨上，并能够沿所述压架导轨升降，所述压架水平板固定在所述压架溜板上，所述压架水平板的底部安装有用于压紧或松开所述活塞的左压块和右压块。压架导轨为压架装置提供了稳固的安装基础和升降导向；压架溜板与导轨的滑动配合实现了压架装置整体的平稳升降运动；压架水平板为左右压块提供了统一的安装平面；左右压块从上方压紧活塞顶部，与托盘形成上下夹持，防止活塞在高压冲洗过程中因水流冲击发生位移或脱落；压架装置整体沿压架导轨升降实现了压紧和松开动作的自动化控制，无需人工锁紧，适配流水线生产节拍。

15、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，所述压架水平板的两端安装有左压块调节手轮和右压块调节手轮，所述左压块调节手轮和所述右压块调节手轮上分别同轴连接有左压块驱动丝杆和右压块驱动丝杆，所述左压块驱动丝杆和右压块驱动丝杆的外侧分别螺纹连接有左压块固定底板和右压块固定底板；所述左压块固定底板滑动连接在所述压架水平板的底壁；所述右压块固定底板滑动连接在所述左压块固定底板的底壁；所述左压块和右压块分别固定在所述左压块固定底板和所述右压块固定底板的底壁上。调节手轮提供了手动调节接口，操作直观便捷；驱动丝杆将手轮的旋转运动转化为固定底板的直线移动；固定底板滑动连接在压架水平板底壁保证了其在水平方向的自由滑动和稳定支撑；左右压块随固定底板同步移动；旋转调节手轮即可驱动固定底板带动压块沿水平方向相向或相背移动，实现左右压块之间间距的无级调节，使同一压架装置能够适配不同直径、不同尺寸的活塞，无需更换夹具即可完成多品种混线生产，大幅减少换型时间，解决了背景技术中提出的夹具适配性差的技术问题。

16、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，所述多路冲洗介质管路包括清水管路、软化水管路和压缩空气管路；

17、所述水槽与水泵的进水口连通，所述水泵的出水口通过所述清水管路与所述喷嘴连通，所述清水管路上安装有清水阀；

18、所述软化水槽与软化水泵的进水口连通，所述软化水泵的出水口通过所述软化水管路与所述喷嘴连通，所述软化水管路上安装有软化水阀；

19、压缩空气气源通过所述压缩空气管路与所述喷嘴连通，所述压缩空气管路上安装有高压气阀。三条独立的介质通路分别为清水、软化水和压缩空气提供互不干扰的供给通道，各介质管路在喷嘴的进口端汇入同一流道后由喷嘴的工作端喷出；水泵和软化水泵分别为清水和软化水提供冲洗所需的高压动力；清水阀、软化水阀和高压气阀分别独立控制各介质管路的通断和切换；同一喷嘴可根据工艺需要分时输出不同介质，在清水冲洗阶段输出高压清水击碎并冲走盐芯，在漂洗阶段切换为高压软化水置换残留盐液，在吹扫阶段切换为压缩空气吹干通道。

20、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，所述水槽和所述软化水槽内分别安装有液位传感器和盐度传感器。液位传感器实时监测各槽内的液位高度，防止因水分蒸发或介质消耗导致液位过低影响冲洗效果；盐度传感器实时监测各槽内的盐浓度，当盐度达到设定上限时，通过与排水控制阀和进水控制阀的联动控制，自动排出高盐废水并补入新液，将槽内盐度维持在工艺允许范围内。

21、优选的，在上述一种活塞盐芯自动冲洗装置中，每个所述喷嘴的连接管路中均安装有流量传感器。每个喷嘴的瞬时流量被独立监测，实现了单件质量追溯；当某一喷嘴的瞬时流量低于对应型号活塞的预设值时，控制系统可及时判断该活塞的内冷通道是否完全贯通或该喷嘴是否发生堵塞，并发出报警信号标记对应的活塞，避免不合格品流入下一工序，提高了质量控制的精细化水平。

22、本发明还提供了一种活塞盐芯自动冲洗方法，采用上述的活塞盐芯自动冲洗装置，包括以下步骤：

23、s1：将活塞置于相应位置，使得喷嘴对准活塞内冷通道口，控制水平移动架带动所述活塞移动至水槽上方，通过z轴滑台下降使所述活塞进入所述水槽中，向所述喷嘴通入高压清水，对所述活塞的内冷通道进行冲洗；

24、s2：冲洗完毕后，控制所述z轴滑台上升使所述活塞脱离所述水槽，并通过所述水平移动架将所述活塞移动至软化水槽上方，所述z轴滑台下降使所述活塞进入所述软化水槽中，向所述喷嘴通入高压软化水，对所述活塞的内冷通道进行漂洗；

25、s3：漂洗完毕后，控制所述z轴滑台继续下降使所述活塞浸入所述软化水槽的液面以下，进行浸泡；

26、s4：浸泡完毕后，控制所述z轴滑台上升使所述活塞移至所述软化水槽的液面以上，向所述喷嘴通入压缩空气，对所述活塞的内冷通道进行吹扫。

27、s5：吹扫完毕后，控制所述z轴滑台上升，使所述活塞移出软化水槽，并水平移动处于水槽上方的待机位，并发出工作完毕报警；卸下冲洗好的活塞，安装新的待冲洗活塞，循环往复工作。

28、高压清水冲洗利用高压水流的冲击力将固体盐芯击碎并冲出，完成盐芯主体的去除；高压软化水漂洗将残留的高盐溶液从内冷通道中置换出来，大幅降低通道内的盐浓度，避免后续干燥时盐迹析出；静态浸泡将活塞完全浸没在软化水中，利用渗透和扩散作用使残留在通道死角和微孔中的微量盐分充分溶解，解决单纯冲洗无法消除死角残留的问题；高压压缩空气吹扫将通道内残留的液体和松动碎屑全部吹出，同时快速干燥内冷通道，避免液态残留物腐蚀活塞基体；整个冲洗过程自动衔接，无需人工转运，实现了从清水冲洗到软化水漂洗、静态浸泡、压缩空气吹扫的完整闭环清洗工艺，有效解决了现有技术中单槽无法分区多级清洗、固定结构无法全自动跨工位流转、单一喷嘴无法分时切换多介质的技术问题，冲洗洁净度和生产效率均得到提升。

29、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种活塞盐芯自动冲洗装置，具有以下有益效果：

30、1、本发明机架内部同时安装有水槽和软化水槽，水平移动架带动z轴滑台、喷嘴及活塞在水槽和软化水槽之间往复切换，z轴滑台带动喷嘴及活塞上下移动使其处于槽体上方或内部；喷嘴连通有多路冲洗介质管道，可分别输出清水、软化水和压缩空气。基于上述结构，本发明实现了清水冲洗、软化水漂洗、静态浸泡、压缩空气吹扫的多级自动化清洗工艺在同一设备上的完整集成，有效解决了传统单槽设备因高盐废水持续堆积导致盐迹残留的问题，同时通过水平移动架与z轴滑台构成的双轴联动机制实现了全自动跨工位流转，无需人工转运。

31、2、本发明通过压架装置的升降压紧和左右压块之间的间距调节，实现了对不同尺寸活塞的快速兼容和稳定压紧，无需更换夹具即可适配多品种混线生产；通过在水槽和软化水槽内分别安装液位传感器和盐度传感器，可实时监测槽内液位和盐度，当盐度达到设定值时自动排水并补入新液，将槽内盐度维持在工艺允许范围内；通过在每个喷嘴的连接管路中安装流量传感器，实现了对每个活塞冲洗流量的独立监测和单件质量追溯，当流量低于预设值时及时报警并标记，有效防止不合格品流入下一工序。

32、3、本发明集成了高压清水冲洗、高压软化水漂洗、静态浸泡、压缩空气吹扫的全自动冲洗工艺，清水冲洗利用高压清水的冲击力快速冲出固体盐芯，软化水漂洗将残留高盐溶液置换出来避免干燥后盐迹析出，静态浸泡利用渗透和扩散作用清除通道死角中的微量盐分，压缩空气吹扫将残留液体和碎屑全部吹出并快速干燥通道，四道工序自动衔接、无需人工转运，有效提高了冲洗洁净度和生产效率，降低了设备占地面积。