一种低压铸造铝合金车轮全水冷模具的制作方法

1.本实用新型涉及模具技术领域，特别是涉及一种低压铸造铝合金车轮全水冷模具。


背景技术：

2.随着世界汽车普及率的日益增加，中国也逐渐成为世界汽车的生产基地。作为汽车最重要的安全部件，轮毂承受着汽车和载物的双重压力，不但受到车辆在启动、制动时动态扭矩的作用，还承受汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等来自不同方向动态载荷产生的不规则交变受力。所以说轮毂质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员、物资的安全性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操控性、舒适性等性能，这就要求铝轮毂不但质量轻、美观，而且要动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好。
3.目前国内外铝合金车轮行业有低压铸造、压力铸造、反重力铸造、旋压铸造等，然而，冷却方式多数采用压缩空气风冷与水雾冷及局部为水冷工艺，近年来车轮企业低压铸造风冷模具得到进一步广泛使用，但风冷模具的冷却方式和结构特点不同于水冷模具，最大的区别在于铸造过程中为了控制水冷冷却区域，存在很多分体模具结构。风冷模具有以下缺点：在模具上打孔吹压缩空气时，一方面，压缩空气最先吹在掏空的底部，再沿内侧壁返出使孔内前端冷却最快，同时返出的压缩空气与内侧壁接触不均匀，使模具各部位温度不均匀，从而导致毛坯在冷却时的冷却速度及冷却梯度不能得到较好的控制，无法满足热节点按低压铸造顺序凝固方式进行冷却，容易造成生产出毛坯缩孔缩松、铸件表面针孔、轮辋缩松，造成报废。另一方面，压缩空气冷却强度有限，要将中心铝液凝固，需要更长的冷却时间，导致压缩空气消耗量大，成本高，其次压缩空气吹出时会产生较大噪音，影响现场工作环境。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种低压铸造铝合金车轮全水冷模具，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种低压铸造铝合金车轮全水冷模具，包括上模、下模和侧模，所述上模和下模均与所述侧模螺栓连接，所述上模、下模和侧模之间形成有浇注腔；所述上模顶部、下模底部和侧模底部均开设有凹槽，所述凹槽内设置有水冷镶件安装位，所述水冷镶件安装位上固定连接有水冷镶件，所述水冷镶件上连接有冷却水进出管；所述下模中部开设有浇注口，所述浇注口内安装有浇口套；
6.所述水冷镶件分为水冷环、水冷盘和水冷盒，所述水冷盘分为上模水冷盘和下模水冷盘，所述水冷盒分为侧模水冷盒和轮辐水冷盒；所述上模水冷盘和轮辐水冷盒均固定安装在所述上模上，且所述轮辐水冷盒沿所述上模冷水盘周向布置；所述水冷环和下模水冷盘均固定安装在所述下模上，所述水冷环和下模水冷盘均与所述浇注口同轴设置，且所
述水冷环位于所述下模水冷盘和所述浇注口之间；所述侧模水冷盒固定安装在所述侧模上，所述侧模水冷盒位于所述侧模和下模之间。
7.优选的，所述上模顶部固定连接有上模架，所述下模底部固定连接有下模架，所述下模架上设置有冷却水进出通道，与所述水冷环和下模水冷盘连接的所述冷却水进出管设置在所述冷却水进出通道内。
8.优选的，所述下模架中部固定连接有浇口杯，所述浇口杯插接在所述浇口套中；所述浇口套为陶瓷浇口套，所述浇口杯为陶瓷浇口杯。
9.优选的，所述上模底部固定连接有分流锥，所述分流锥与所述浇注口对应设置。
10.优选的，所述上模与所述水冷镶件之间、所述下模与所述水冷镶件之间及所述侧模与所述水冷镶件之间均设置有导热垫片。
11.优选的，所述导热垫片为石墨垫片。
12.优选的，所述上模模壁上固定安装有温度传感器。
13.优选的，所述冷却水进出管上安装有阀门。
14.与现有技术相比，本实用新型公开了以下技术效果：
15.1、使用水冷模具单机效率从89件/班，提高到了97.7件/班，同时成品率提高了0.96％，单机效率提高了9.7％。
16.2、采用水冷模具，压缩空气用量由原来每只26.33m3，降低到8.5m3/只，每只压缩空气用量降低了17.83m3/只。
17.3、生产出来的车轮，外轮缘延伸率由原来≥7％提高到了≥9％以上，达到预期目标。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型的结构示意图；
20.其中，1
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上模架；2
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上模；3
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侧模；4
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分流锥；5
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下模架；6
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下模；7
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浇口套；8
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浇口杯；9
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下模水冷环；10
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下模水冷盘；11
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侧模水冷盒；12
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上模水冷盘；13
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轮辐水冷盒；14
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温度传感器；15
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冷却水进出管。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
23.本实用新型提供一种低压铸造铝合金车轮全水冷模具，包括上模2、下模6和侧模
3，所述上模2和下模6均与所述侧模3螺栓连接，所述上模2、下模6和侧模3之间形成有浇注腔；所述上模2顶部、下模6底部和侧模3底部均开设有凹槽，所述凹槽内设置有水冷镶件安装位，所述水冷镶件安装位上固定连接有水冷镶件，所述水冷镶件上连接有冷却水进出管15；所述下模6中部开设有浇注口，所述浇注口内安装有浇口套7；
24.所述水冷镶件分为水冷环、水冷盘和水冷盒，所述水冷盘分为上模水冷盘12和下模水冷盘10，所述水冷盒分为侧模水冷盒11和轮辐水冷盒13；所述上模水冷盘12和轮辐水冷盒13均固定安装在所述上模2上，且所述轮辐水冷盒13沿所述上模2冷水盘周向布置；所述水冷环和下模水冷盘10均固定安装在所述下模6上，所述水冷环和下模水冷盘10均与所述浇注口同轴设置，且所述水冷环位于所述下模水冷盘10和所述浇注口之间；所述侧模水冷盒11固定安装在所述侧模3上，所述侧模水冷盒11位于所述侧模3和下模6之间。
25.进一步的，所述上模2顶部固定连接有上模架1，所述下模6底部固定连接有下模架5，所述下模架5上设置有冷却水进出通道，与所述水冷环和下模水冷盘10连接的所述冷却水进出管15设置在所述冷却水进出通道内。
26.进一步的，所述下模架5中部固定连接有浇口杯8，所述浇口杯8插接在所述浇口套7中；所述浇口套7为陶瓷浇口套，所述浇口杯8为陶瓷浇口杯。
27.进一步优化方案，为了使铝液更容易进入到浇注腔中，在上模2底部固定连接有分流锥4，所述分流锥4与所述浇注口对应设置。
28.进一步优化方案，为了使水冷镶件和模具全面接触，保证水冷镶件对模具的冷却效果，在上模2与水冷镶件之间、下模6与水冷镶件之间及侧模3与水冷镶件之间均设置有导热垫片，所述导热垫片为石墨垫片。利用导热垫片与水冷镶件和模具全面接触，实现紧密无间隙配合。
29.进一步优化方案，为了方便对模具的温度监控，在上模2模壁上固定安装有温度传感器14。
30.进一步优化方案，为了实现调控模具场温度，在冷却水进出管15上安装有阀门。通过在冷却水进管上设置分流机构，利用分流结构与各个水冷镶件连接，并在主冷却水进管上安装一个电磁阀统一控制通断，在分流结构的连接管上各安装以个手动球阀，可以手动调整不同冷却水管的流量，从而实现对模具各部位温度进行调控。
31.进一步的，为了更方便对模具进行温度调控，在上模2、下模6和侧模3上均设置有保温层。
32.本实用新型提供的低压铸造铝合金车轮全水冷模具，通过控制水流量和给水时间调控模具场温度，实现毛坯快速冷却，及铸件顺序凝固，提高生产效率。不仅改善了产品性能，提高了产品延伸率，还降低了现场噪声，减少了压缩空气的使用量，有效的降低了生产成本。与压缩空气冷却模具相比，本实用新型提供的低压铸造铝合金车轮全水冷模具能耗降低67.7％、单机生产效率提高9.7％，外轮缘延伸率平均提高2％以上。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。