一种分段式汽车轮毂模具的制作方法

本发明涉及轮毂铸造，具体的说是一种分段式汽车轮毂模具。

背景技术：

1、汽车轮毂作为车辆行驶过程中的关键安全件与外观件，其铸造质量直接关系到整车的安全性、舒适性及使用寿命。目前，铝合金轮毂的主流生产工艺为低压铸造和重力铸造，其模具结构通常包括顶模、底模及多组沿周向分布的边模，合模后围成与轮毂外形相匹配的闭合模腔，金属熔融液经浇注系统充填模腔，冷却定型后获得轮毂铸件。

2、随着汽车工业对轮毂轻量化、复杂造型及生产效率的要求不断提升，轮毂模具结构日趋复杂，其开合模动作的协调性、锁模的可靠性以及铸件下料的自动化程度成为制约产能与良品率的关键因素。现有技术中的轮毂模具主要存在以下不足：

3、其一，模具的开模与合模动作多由独立的驱动系统分别控制顶模、底模及边模，各动作环节之间的时序配合依赖复杂的电控逻辑与多组动力源协同工作，不仅导致设备成本高昂、控制难度大，而且一旦某一执行环节出现偏差，极易引发模具碰撞或合模不严等故障，影响生产节拍与铸件质量。

4、其二，在合模浇铸阶段，金属熔融液充填模腔时会产生巨大的径向胀模力，该作用力直接传递至驱动顶模与边模往复运动的传动部件。现有模具结构中，锁模力主要由传动机构自身承受，长期运行下易导致传动副磨损加剧、配合间隙增大，进而影响合模密封性，造成飞边、毛刺甚至熔料泄漏等缺陷，缩短模具使用寿命。

5、其三，轮毂铸造成型后的脱模与下料工序通常依赖独立设置的机械手或转运装置，其与模具开合动作的衔接需要额外传感器与控制系统进行触发，整体自动化程度受限，下料周期较长，难以满足高速连续铸造的生产需求。同时，顶模与边模脱模时，铸件易因粘模力作用而滞留于模具型腔中，强行顶出可能损伤轮毂表面质量。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种分段式汽车轮毂模具，通过合理的组件划分与驱动配置，将合模铸造与开模下料的全过程集成于一套动力系统下，实现各模具部件与转运夹具的高效联动，以减少工序衔接时间、提升铸造自动化程度与成品质量稳定性。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种分段式汽车轮毂模具，包括：

3、顶模、底模以及多组呈环形阵列分布的边模，配套组合形成闭合模腔以用于铸造汽车轮毂，所述顶模、底模均沿竖直方向升降运动，所述边模沿自身径向收放运动；

4、转运夹具，用于夹持所铸造的汽车轮毂，所述转运夹具沿所述底模的径向运行并与顶模的升降运动配合以实现所铸造汽车轮毂的转运与下料动作；

5、一级调节组件，与所述顶模、边模保持动力连接以调节其位置姿态；

6、二级调节组件，与所述底模、转运夹具保持动力连接以调节其位置姿态；

7、驱动组件，所述驱动组件与所述一级调节组件、二级调节组件保持动力连接并带动一级调节组件与二级调节组件配合运行。

8、在上述技术方案基础上，为保证所涉及的各部件能够进行稳定装配并配合运行，以实现对汽车轮毂进行高效铸造，对此提供有如下技术方案。

9、还包括有安装底座，所述安装底座的顶部固接有沿竖直方向布置的导向柱，所述顶模滑动安装至所述导向柱上，所述安装底座上开设进给导槽以及多组环形阵列分布的径向导槽，所述转运夹具滑动安装至所述进给导槽中，所述边模滑动安装至所述径向导槽中，所述安装底座中开设有安装腔，所述一级调节组件、二级调节组件、驱动组件均装配至所述安装腔中。

10、在上述技术方案基础上，为保证顶模、边模能够在安装底座上稳定装配并按照设定需求实现稳定运转，对此提供有如下技术方案。

11、所述顶模的外缘固接有多组呈环形阵列分布的连接座，所述连接座滑动安装至所述导向柱上，所述边模的底部固接有径向滑座，所述径向滑座滑动安装至所述径向导槽中并延伸至所述安装腔中。

12、在上述技术方案基础上，为保证一级调节组件能够在安装腔中稳定装配，并实现其与顶模、边模的动力连接，对此提供有如下技术方案。

13、所述一级调节组件包括往复丝杠a、往复丝杠b，所述往复丝杠a转动安装至所述安装腔中并沿所述径向导槽布置，所述径向滑座与所述往复丝杠a保持旋接，所述导向柱中开设有沿竖直方向布置的升降导槽，所述往复丝杠b转动安装至所述升降导槽中与所述连接座保持旋接，所述往复丝杠b的底端延伸至所述安装腔中并通过换向锥齿轮组a与所述往复丝杠a实现动力连接。

14、在上述技术方案基础上，为控制各组往复丝杠a保持同步运转，并保证顶模、边模在开模、合模时的稳定性，对此提供有如下技术方案。

15、所述一级调节组件还包括驱动锥齿轮a以及保持配套组合的蜗轮与蜗杆，所述驱动锥齿轮a转动安装至所述安装腔中并与所述顶模、底模保持同轴布置，各组所述往复丝杠a的内侧端固接有与所述驱动锥齿轮a保持啮合连接的传动锥齿轮，所述蜗轮与驱动锥齿轮a保持同轴固接。

16、在上述技术方案基础上，为保证二级调节组件能够在安装腔中稳定装配，并实现其与底模、转运夹具的动力连接，对此提供有如下技术方案。

17、所述安装腔中固接有固定支架，所述驱动锥齿轮a、蜗轮、蜗杆均转动安装至所述固定支架上，所述底模的底部轴心处固接有滑动安装至所述固定支架中的活动支架，所述转运夹具包括滑动安装至所述进给导槽中的进给滑座。

18、所述二级调节组件包括往复丝杠c与往复丝杠d，所述往复丝杠c转动安装至所述固定支架中并与所述活动支架保持旋接，所述往复丝杠d转动安装至所述安装腔中并与所述进给滑座保持旋接，所述往复丝杠c与往复丝杠d通过换向锥齿轮组b保持动力连接。

19、在上述技术方案基础上，为保证驱动组件能够在安装腔中稳定装配，并带动一级调节组件、二级调节组件配合运行，对此提供有如下技术方案。

20、所述驱动组件包括驱动电机以及两组保持反向布置的棘轮机构，两组所述棘轮机构的输入端均固接有同步轮，两组同步轮通过同步带实现动力连接，所述驱动电机与其中一组同步轮保持动力连接，两组所述棘轮机构的输出端分别与所述蜗杆、往复丝杠d保持动力连接。

21、在上述技术方案基础上，为保证转运夹具能够与顶模配合，进而将铸造完成的轮毂从底模上夹取并进行转运，对此提供有如下技术方案。

22、所述转运夹具还包括升降座、夹持机构、液压伸缩缸，所述升降座滑动安装至所述进给滑座上并沿竖直方向升降运动，所述夹持机构装配至所述升降座上并用于夹持汽车轮毂，所述液压伸缩缸固定安装至所述进给滑座上并与所述升降座保持动力连接。

23、在上述技术方案基础上，为保证夹持机构能够对汽车轮毂进行有效夹持，对此提供有如下技术方案。

24、所述夹持机构包括驱动盘、调节电机、夹座，所述升降座的底部开设有多组环形阵列分布的径向通槽，各组径向通槽中均滑动安装有所述夹座，所述驱动盘转动安装至所述升降座中并与所述调节电机保持动力连接，所述驱动盘上开设有多组呈环形阵列分布的弧形导槽，所述夹座上固接有与所述弧形导槽保持滑动配合的销轴。

25、在上述技术方案基础上，为保证顶模、底模、边模在合模浇铸过程中，能够有效提高各模具的锁紧效果，以避免熔融料液从各模具的接缝处发生泄漏，对此提供有如下技术方案。

26、各组所述径向滑座的顶部均设置有定位楔槽，所述连接座的底部设置有与所述定位楔槽保持嵌套组合的定位楔头。

27、所述导向柱的顶端固接有呈水平布置的安装顶座，所述安装顶座上装配有竖直向下布置并与所述顶模相连的液压锁止机构，所述液压锁止机构包括安装壳以及多段由外至内顺序滑动插接的缸筒，所述安装壳固定安装至所述安装顶座上，处于外层的缸筒顶端固定连接至所述安装壳中，处于内层的缸筒底端固定连接至所述顶模的顶部，处于外层的缸筒顶端装配有单向阀与控制阀。

28、本发明的有益效果：

29、1.通过设置一级调节组件与二级调节组件，并将顶模、边模与一级调节组件保持动力连接，将底模、转运夹具与二级调节组件保持动力连接，配合驱动组件的动力输出，实现了合模铸造与开模下料全过程中各模具部件及转运夹具的协同联动。相比现有技术中顶模、边模、底模由各自独立驱动源分别控制的方案，本发明能够有效保证各动作之间的时序配合精度，避免因独立控制系统响应不一致而导致的模具干涉问题，显著提升了模具运行的安全性与铸件成品率。

30、2.驱动组件采用两组保持反向布置的棘轮机构，并通过同步轮与同步带实现两组棘轮机构的输入端同步运转，配合控制驱动电机的正反转方向，即可分别驱动一级调节组件与二级调节组件独立运行。该结构设计巧妙紧凑，仅需单一驱动电机即可完成合模阶段中底模下行与退位、转运夹具退位、顶模下行及边模收拢的系列动作，以及开模阶段中顶模上行及边模扩张、底模上行及转运夹具进给的全部动作，有效减少了动力源数量与控制系统复杂度，降低了设备制造成本与能耗。

31、3.一级调节组件采用往复丝杠a与往复丝杠b通过换向锥齿轮组a实现动力连接，当蜗杆驱动驱动锥齿轮a运转时，各组往复丝杠a保持同步等速运转，并通过换向锥齿轮组a同步带动各组往复丝杠b运转，实现了顶模的竖直升降与各组边模的径向收放同步联动。该传动结构不仅保证了顶模与各组边模在开模、合模过程中的动作一致性，而且通过蜗轮蜗杆的自锁特性，能够使顶模与边模稳定维持在开模或合模状态。

32、4.二级调节组件通过往复丝杠c与往复丝杠d配合换向锥齿轮组b实现动力连接，在底模沿竖直方向升降的同时，转运夹具沿进给导槽同步进行进给或退位动作。该联动关系确保了转运夹具在底模上行至行程顶端时恰好位于顶模及汽车轮毂正下方，从而配合夹持机构实现铸件的可靠夹取与脱模；同时在底模下行复位时，转运夹具同步退位并让出顶模与底模的行进轨迹，为下一轮合模动作提供了无干涉的操作空间。

33、5.转运夹具的夹持机构采用驱动盘配合弧形导槽与销轴的结构，通过单一调节电机即可驱动多组夹座在径向通槽中同步收放，实现对汽车轮毂的均匀夹紧与放松。该夹持结构简单可靠，夹持力分布均匀，配合升降座与液压伸缩缸的升降驱动，能够在开模状态下平稳地将铸造完成的轮毂从底模上取下并进行转运，有效避免了因夹持不均或脱模冲击导致的轮毂变形或表面损伤问题。

34、6.通过在导向柱顶端设置安装顶座并装配液压锁止机构，合模后由液压锁止机构承担浇铸胀模力，使一级调节组件的传动部件（免于承受持续大负载，有效降低其疲劳损伤与变形风险，保障长期运行精度。液压锁止机构采用多段顺序滑动插接的缸筒结构，既能随顶模升降实现伸缩自适应，又能在合模后形成密闭液压容腔，利用液压油不可压缩特性实现刚性锁止，锁止可靠且响应迅速。