CN103042193B - 轮毂砂芯及低压铸造轮毂模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮毂砂芯及低压铸造轮毂模具，轮毂砂芯包括砂芯本体（1），所述砂芯本体（1）的一端设置有锥形凸起（11），所述砂芯本体（1）的另一端开有盲孔（12），所述砂芯本体（1）开有所述盲孔（12）的一端设置有环形凸台（13）。本发明提供的技术方案，砂芯本体不再采用通孔结构，而是将砂芯本体的顶部设计成分流锥顶部的形状，利用砂芯成型的锥形凸起代替原来的分流锥顶部，实现对铝液的分流；分流锥不再与铝液直接接触，即使有少量铝液通过分流锥和砂芯本体的配合面渗入，也会流到砂芯本体的锥形孔底部，而不会堵塞排气塞，提高了生产效率，降低了备模成本。

Description

轮毂砂芯及低压铸造轮毂模具

技术领域

本发明涉及模具领域，更具体而言，涉及一种轮毂砂芯及低压铸造轮毂模具。

背景技术

现有的汽车轮毂和摩托车轮毂铸造包括重力铸造和低压铸造，相关技术中，一种低压铸造轮毂模具如图1至图4所示，包括上模4、边模5、下模6、砂芯本体1、分流锥2和排气塞3，高温铝液经箭头a所示的低压浇注口进入型腔，砂芯本体1的中心开有通孔14，分流锥2与砂芯本体1穿孔配合，分流锥2的顶部起到铝液分流作用，分流锥2上开孔并安装12个6mm的排气塞3排气。

在生产过程中，分流锥2的顶部因多次高温铝液冲刷，容易造成腐蚀，影响分流锥的使用寿命；分流锥2与通孔14为间隙配合，高温铝液容易进入砂芯本体的排气面（分流锥与砂芯本体配合面）；高温铝液进入砂芯本体的排气面后，马上会进入网状排气塞，使排气孔不能有效排气。

另外，用于低压铸造的轮毂砂芯，会因为低压铸造炉内压力使铝液压入砂芯本体的表面，使得铝液和砂芯颗粒粘结，得到的铸件表面不光洁，不利于轮毂散热，影响行车安全，达不到安全性要求。

由于分流锥2与砂芯本体1的配合问题、砂芯本体1的精度、分流锥2粘铝等造成排气塞3堵塞，导致模具下机，备模一次只能生产1-2个班次（一个班次约合8小时），同时会使砂芯本体下压，导致产品壁厚不够报废，例如，产品因砂芯本体下压合格率只有30%左右，无法进行批量生产，对生产资源和能源带来很大浪费，迫切需要一种更科学有效的方法来解决这个技术难题。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种轮毂砂芯，避免分流锥顶部与铝液接触而造成腐蚀、粘铝，提高分流锥的使用寿命；同时使模具型腔中的空气和砂芯本体中的气体更好地排出。本发明的另一个目的在于，提供一种低压铸造轮毂模具。

根据本发明的一个方面，提供了一种轮毂砂芯，包括砂芯本体，所述砂芯本体的一端设置有锥形凸起，所述砂芯本体的另一端开有盲孔，所述砂芯本体开有所述盲孔的一端设置有环形凸台。

本发明提供的轮毂砂芯，在砂芯本体的一端设置锥形凸起，可以实现传统分流锥顶部的分流功能，避免了分流锥顶部受高温铝液的冲刷，从而避免分流锥被腐蚀、砂芯粘铝，提高了分流锥的寿命，降低生产成本；另外在砂芯本体另一端设置的盲孔，使砂芯具备中空结构，可对排气塞形成保护，在部分铝液进入排气塞前下落，在砂芯内部形成缓存，防止排气塞进铝。

在上述技术方案中，优选地，所述环形凸台远离所述砂芯本体的一端的端面垂直于所述盲孔的轴线。

这样，利用凹凸双平面配合形成对分流锥排气塞的保护，减少分流锥与砂芯本体配合面因铝液渗入造成的排气塞堵塞的情况发生，使模具型腔中的空气和砂芯本体内的气体更好地排出。

在上述技术方案中，优选地，所述砂芯本体的外表面涂有水基涂料。

这样，可以避免铝液和砂芯颗粒粘结；同时采用这种轮毂砂芯得到的轮毂铸件型腔内部表面光滑，有利于砂芯本体的清理和轮毂散热性能，提高了行车的安全性。

在上述技术方案中，优选地，所述锥形凸起、盲孔、环形凸台与所述砂芯本体一体成型制成。

这样，原有分流锥顶部的分流功能由砂芯本体上的锥形凸起实现，原有分流锥的排气功能由砂芯本体上的盲孔和新分流锥实现，减小了分流锥的体积，同时减少了在分流锥上开孔及安装排气塞的个数，降低了生产成本。

在上述技术方案中，优选地，所述锥形凸起的顶角在60°至150°的范围之内。

这样，锥形凸起可以更好地起到铝液分流作用，结构简单，便于加工制造。

在上述技术方案中，优选地，所述锥形凸起的顶角为90°。

这样，锥形凸起的铝液分流效果更好，有利于提升轮毂铸件的结构性能。

在上述技术方案中，优选地，所述盲孔为锥形孔。

锥形孔有利于砂芯本体中的气体更好地排出，提升轮毂铸件的力学性能。

根据本发明的另一方面，提供一种低压铸造轮毂模具，包括上模、边模、下模和分流锥，还包括上述任一项技术方案中所述的轮毂砂芯，所述分流锥上设置有安装孔，所述安装孔内安装有排气塞，所述排气塞设置有中心孔，所述分流锥与所述环形凸台配合安装，所述排气塞的中心孔与所述盲孔连通。

在上述技术方案中，优选地，所述分流锥与所述环形凸台套接配合，所述排气塞的中心孔朝向所述盲孔的一端的端面与所述盲孔开口端的端面之间留有间隙。

这样，可对排气塞形成保护，在部分铝液进入排气塞前下落，在砂芯本体的盲孔内形成缓存，防止排气塞进铝。

在上述技术方案中，优选地，所述排气塞的中心孔的内径在10mm至25mm的范围之内。

由于现有技术的排气塞的内径为6mm，新分流锥中的排气塞的内径较现有技术的排气塞的内径更大，所以只需安装一个排气塞即可，大大简化了分流锥的制作程序，降低了生产成本。

在上述技术方案中，优选地，所述排气塞的中心孔的内径为12mm或20mm。

综上所述，本发明提供的砂芯本体不采用通孔结构，而是将砂芯本体的顶部设计成分流锥顶部的形状，利用砂芯成型的锥形凸起代替原来的分流锥顶部，实现对铝液的分流目的；砂芯本体与分流锥采用U型套接配合，使分流锥不再与铝液直接接触，即使有少量铝液通过分流锥和砂芯本体的配合面渗入，也会流到砂芯本体的锥形孔底部，而不会堵塞排气塞；新的分流锥体积更小，排气塞从原来的12个减少为1个，大大减少了成本；而且，由于排气塞不会堵塞，排气效果比原来的更好，即使生产中出现排气塞被堵塞的现象，模具也不需下机，直接在机台上将排气塞敲出更换即可，模具可生产6个以上班次，提高了生产效率，降低备模成本，改进后砂芯下坠问题完全解决，铸造合格率由原来的30%上升到90%左右。

附图说明

图1是相关技术中一种低压铸造轮毂模具的剖视示意图；

图2是图1中A部放大图；

图3是图1中砂芯本体的正视示意图；

图4是图3中B-B向剖视图；

图5是根据本发明的实施例的轮毂砂芯的正视示意图；

图6是图5中C-C向剖视图；

图7是根据本发明的实施例的低压铸造轮毂模具的剖视示意图；

图8是图7中D部放大图。

图1至图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1砂芯本体，2分流锥，3排气塞，4上模，5边模，6下模，11锥形凸起，12盲孔，13环形凸台，14通孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图5和图6所示，本发明提供了一种轮毂砂芯，包括砂芯本体1，所述砂芯本体1的一端设置有锥形凸起11，所述砂芯本体1的另一端开有盲孔12，所述砂芯本体1开有所述盲孔12的一端设置有环形凸台13。

本发明提供的轮毂砂芯，在砂芯本体的一端设置锥形凸起，替代传统低压铸造轮毂模具中的分流锥顶部，避免了分流锥顶部受高温铝液的冲刷，从而避免分流锥被腐蚀、砂芯粘铝等现象的发生，提高了分流锥的寿命，降低生产成本；另外在砂芯本体另一端设置的盲孔，使砂芯具备中空结构，可对新分流锥和排气塞形成保护，使部分铝液在进入排气塞前下落，在砂芯本体内部形成缓存，防止排气塞进铝。

如图6所示，优选地，所述环形凸台13远离所述砂芯本体1的一端的端面垂直于所述盲孔12的轴线。

这样，利用凹凸双平面配合形成对分流锥排气塞的保护，减少分流锥与砂芯本体配合面因铝液渗入造成的排气塞堵塞，使模具型腔中的空气和砂芯本体内的气体更好地排出。

进一步，所述砂芯本体1的外表面涂有水基涂料。

水基涂料的主要成份为滑石粉云母、硅藻土、二氧化钛、氧化铝等，特殊成份为锂基凹凸棒土。其中，锂基凹凸棒土的加入量一般是骨料总量的2%—3％，涂料中的加入量视骨料比重大小和涂料所需粘度的高低而决定。

使用方法：

1、预制锂基凹凸棒土浆料，以水作引发剂，水与锂土之比为1∶1。

2、经充分搅拌引发，然后将所需乙醇在中速搅拌下分3至5次缓缓加入。

3、高速搅拌（转速>1000转/分）10至20分钟，即可使用。

4、砂芯浸入涂料中时，温度为150℃至200℃。

利用余热进行浸涂，节约能源，成本低，操作简单，同时方便砂芯清理，提高铸件的力学性能，保证形成安全。

这样，可以避免铝液和砂芯颗粒粘结；同时采用这种轮毂砂芯得到的轮毂铸件型腔内部表面光滑，有利于砂芯本体的清理和轮毂散热性能，提高了行车的安全性。

在上述实施例中，优选地，所述锥形凸起11、盲孔12、环形凸台13与所述砂芯本体1一体成型制成。

这样，原有的分流锥顶部由砂芯本体上的锥形凸起替代，在轮毂铸造过程中，减小了分流锥的体积，减少了在分流锥上开孔及安排排气塞的个数，降低了生产成本。

如图6所示，所述锥形凸起11的顶角在60°至150°的范围之内。

这样，锥形凸起可以更好地起到铝液分流作用，结构简单，便于加工制造。

优选地，所述锥形凸起11的顶角为90°。

这样，锥形凸起的铝液分流效果更好，有利于提升轮毂铸件的结构性能。

在上述实施例中，优选地，如图6所示，所述盲孔12为锥形孔。

锥形孔有利于砂芯本体中的气体更好地排出，提升轮毂铸件的力学性能。

如图7和图8所示，本发明还提供一种低压铸造轮毂模具，包括上模4、边模5、下模6和分流锥2，还包括上述实施例中所述的轮毂砂芯，所述分流锥2上设置有安装孔，所述安装孔内安装有排气塞3，所述排气塞3设置有中心孔，所述分流锥2与所述环形凸台13配合安装，所述排气塞3的中心孔与所述盲孔12连通，高温铝液经箭头a所示的低压浇注口进入型腔。

在上述实施例中，优选地，所述分流锥2与所述环形凸台13套接配合，所述排气塞3的中心孔朝向所述盲孔12的一端的端面与所述盲孔12的开口端的端面之间留有间隙。

这样，可对排气塞形成保护，在部分铝液进入排气塞前下落，在砂芯本体的盲孔内形成缓存，防止排气塞进铝。

在上述实施例中，优选地，所述排气塞3的中心孔的内径d在10mm至25mm的范围之内。

由于排气塞的内径较现有技术的排气塞的内径更大，所以只需安装一个排气塞即可，大大简化了在分流锥上安装排气塞的制作程序，降低了生产成本。

更进一步，所述排气塞3的中心孔的内径d为12mm或20mm。

本发明所述实施例的技术原理如下：

1、利用砂芯本体成型的“V”字形锥形凸起对铝液分流，避免了分流锥顶部与高温铝液接触造成的腐蚀、粘铝，提高了分流锥的寿命。

2、利用环形凸台13形成对分流锥排气塞的第一重保护，减少分流锥与砂芯本体的配合面因铝液渗入造成排气塞堵塞的情况发生，使模具腔型中的空气和砂芯本体中的气体更好地排出。

3、利用盲孔12形成对分流锥排气塞的第二重保护，可在环形凸台因砂芯破损等原因轻微失效时，使部分铝液在进入排气塞前下落，在砂芯本体内部形成缓存，防止排气塞进铝。

4、砂芯出模时，利用余热马上浸入水基涂料，在表面形成一层光滑涂层。

本发明提供的上述实施例具有如下有益效果：

砂芯本体不再采用通孔结构，而是将砂芯本体的顶部设计成原分流锥顶部的形状，利用砂芯成型的锥形凸起代替原来的分流锥顶部，对铝液进行分流；

砂芯本体与新分流锥采用U型套接配合，使新分流锥不再与铝液直接接触，即使有少量铝液通过新分流锥和砂芯本体的配合面渗入，也会流到砂芯本体的锥形孔底部，而不会堵塞排气塞；

新的分流锥体积更小，分流锥上的排气塞数量由内径为6mm的12个减少为内径为20mm的1个，大大减少了成本；

由于排气塞不会堵塞，排气效果比原来的更好，即使生产中出现排气塞被堵塞的现象，模具也不需下机，直接在机台上将排气塞敲出更换即可，模具可生产6个以上班次，提高了生产效率，降低备模成本，改进后砂芯下坠问题完全解决，铸造合格率由原来的30%上升到90%左右。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮毂砂芯，包括砂芯本体(1)，其特征在于，所述砂芯本体(1)的一端设置有锥形凸起(11)，所述砂芯本体(1)的另一端开有盲孔(12)，所述砂芯本体(1)开有所述盲孔(12)的一端设置有环形凸台(13)，其中，所述环形凸台(13)远离所述砂芯本体(1)的一端的端面垂直于所述盲孔(12)的轴线。

2.根据权利要求1所述的轮毂砂芯，其特征在于，所述砂芯本体(1)的外表面涂有水基涂料。

3.根据权利要求1所述的轮毂砂芯，其特征在于，所述锥形凸起(11)、盲孔(12)、环形凸台(13)与所述砂芯本体(1)一体成型制成。

4.根据权利要求1所述的轮毂砂芯，其特征在于，所述锥形凸起(11)的顶角在60°至150°的范围之内。

5.根据权利要求4所述的轮毂砂芯，其特征在于，所述锥形凸起(11)的顶角为90°。

6.根据权利要求1所述的轮毂砂芯，其特征在于，所述盲孔(12)为锥形孔。

7.一种低压铸造轮毂模具，包括上模(4)、边模(5)、下模(6)和分流锥(2)，其特征在于，还包括权利要求1至6中任一项所述的轮毂砂芯，所述分流锥(2)上设置有安装孔，所述安装孔内安装有排气塞(3)，所述排气塞(3)设置有中心孔，所述分流锥(2)与所述环形凸台(13)配合安装，所述排气塞(3)的中心孔与所述盲孔(12)连通。

8.根据权利要求7所述的低压铸造轮毂模具，其特征在于，所述分流锥(2)与所述环形凸台(13)套接配合，所述排气塞(3)的中心孔朝向所述盲孔(12)的一端的端面与所述盲孔(12)开口端的端面之间留有间隙。

9.根据权利要求8所述的低压铸造轮毂模具，其特征在于，所述排气塞(3)的中心孔的内径在10mm至25mm的范围之内。

10.根据权利要求9所述的低压铸造轮毂模具，其特征在于，所述排气塞(3)的中心孔的内径为12mm或20mm。