CN104550846A - 一种模具风水混合冷却系统及带有该系统的低压轮毂模具 - Google Patents

一种模具风水混合冷却系统及带有该系统的低压轮毂模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模具风水混合冷却系统，其包括外部空压源机，第一压力表，第一流量计及第一管道及总管，外部空压源机通过第一管道与总管一端连接，总管另一端包括不少于两条的分流管；第一管道上设有第一流量计，分流管与模具热结冷却终端连接，还包括外部循环冷却水机，外部循环冷却水机与第二管道相连，第二管道与第一管道并连后与总管相连，第二管道上依次设有第二压力表，第二电磁控制阀及第二流量计，第一管道上还设有第一电磁控制阀，分流管与模具热结冷却终端数量相一致，且分流管上均设有电磁控制阀。该系统通过风冷却和水冷却配合使用，能够使模具热结部位快速冷却、快速凝固；本发明还公开了一种低压轮毂模具。

Description

一种模具风水混合冷却系统及带有该系统的低压轮毂模具
技术领域
本发明涉及汽车轮毂模具技术领域，尤其涉及一种用于冷却模具的风水混合冷却系统及带有该冷却系统的低压轮毂模具。
背景技术
现有汽车轮毂模具风冷却结构是通过4-6kgf压力的压缩空气作用在模具的冷却终端来带走汽车轮毂模具的热量，以达到降低模具温度的目的。但此种冷却方式的冷却速率较慢，会导致模具开模时间的延长，从而影响产品的生产效率及产品材料的机械性能。
现有技术中有将压缩空气改为混合雾化后的水蒸汽对冷却终端进行冷却的方法，虽然水蒸气较压缩空气的冷却效果好，但是水蒸汽残留在通道中一方面导致生锈，另一方面残留的位置也会导致冷却效果不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低压轮毂模具风水混合冷却系统，通过风冷却和水冷却配合使用，能够使模具热结部位快速冷却、快速凝固、快速开模。为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种模具风水混合冷却系统，包括外部空压源机，第一压力表，第一流量计及第一管道及总管，所述外部空压源机通过第一管道与总管一端连接，所述总管另一端包括不少于两条的分流管；所述第一管道上设有第一流量计，所述分流管与模具热结冷却终端连接，其特征在于，还包括外部循环冷却水机，所述外部循环冷却水机与第二管道相连，所述第二管道与第一管道并连后与总管相连，所述第二管道上依次设有第二压力表，第二电磁控制阀及第二流量计，所述第一管道上还设有第一电磁控制阀，所述分流管与模具热结冷却终端数量相一致，且分流管上分别设有电磁控制阀。
作为优选，所述第一管道上还设有第一单向阀，所述第二管道上设有第二单向阀。
一种低压轮毂模具，具有上述所述的模具风水混合冷却系统，所述低压轮毂模具包括上模、下模和边模，所述边模置于上模两侧且其底端与下模上端接触，所述上模、下模、边模上均设有模具热结冷却终端。
作为优选，所述模具热结冷却终端包括、分流锥水冷却终端、安挂面风冷却终端、安装盘风冷却终端、上模斜坡风冷却终端、上模后挂风冷却终端、边模前挂水冷却终端、下模PCD风冷却终端、下模斜坡水冷却终端、下模肋中风冷却终端、下模肋尖水冷却终端。
作为优选，所述上模还包括分流锥，所述分流锥锥心设有分流锥水冷却终端，所述分流锥一侧开有分流锥水冷却终端出口；所述分流锥两侧设有安挂面风冷却终端、安装盘风冷却终端、上模斜坡风冷却终端及上模后挂风冷却终端，所述分流锥水冷却终端、安挂面风冷却终端、安装盘风冷却终端、上模斜坡风冷却终端、上模后挂风冷却终端均通过分流管与总管相连对模具进行冷却。
作为优选，所述安装盘风冷却终端位于上模的压板内；所述安挂面风冷却终端为沿圆周方向均布于所述上模内的安挂面冷却端口；所述上模斜坡风冷却终端为沿圆周方向均布于所述上模内的斜坡风冷却端口；所述上模后挂风冷却终端为沿圆周方向均布于所述上模内的后挂风冷却端口。
作为优选，所述边模上设有边模前挂水冷却终端，所述边模前挂水冷却终端与分流管连接进行冷却水循环。
作为优选，所述边模前挂水冷却终端为沿圆周方向均布于所述边模内的前挂冷却端口，所述边模前挂水冷却终端靠近前挂设置。
作为优选，所述下模设有下模PCD风冷却终端、下模斜坡水冷却终端、下模肋中风冷却终端以及下模肋尖水冷却终端，所述下模PCD风冷却终端、下模斜坡水冷却终端、下模肋中风冷却终端以及下模肋尖水冷却终端分别与分流管连接对模具进行冷却。
作为优选，所述下模斜坡水冷却终端为沿圆周方向均布于下模压板内的水循环冷却终端，所述下模压板上设有压板进水口和压板出水口；所述下模肋尖水冷却终端为沿圆周方向均布于下模水冷环上的水循环冷却终端，所述下模水冷环上设有水冷环进水口和水冷环出水口。
本发明有益效果：
1、本发明中的模具风水混合冷却系统，通过风冷却和水冷却配合使用，能够使模具热结部位快速冷却、快速凝固、快速开模，提高产品生产效率。
2、本发明中的低压轮毂模具中的分流锥水冷却终端、边模前挂水冷却终端、下模斜坡水冷却终端、下模肋尖水冷却终端通过冷却水循环对模具进行冷却，可使铸件快速冷却凝固，有效缩短铸件晶粒长大时间，从而使产品的机械性能与普通冷却相比提高10％以上，使产品生产效率比普通风冷提高1.5-2倍；生产的合格率提高5％以上。
3、应用风水混合冷却循环系统，使铸造设备的空压使用量大大降低，有利于企业的节能减排，减少噪音、降低用电成本、维护成本、改善铸造作业员工作环境等。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种模具风水混合冷却系统的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的一种低压轮毂模具结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的上模冷却终端分布示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的边模前挂冷却终端分布示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的下模压板内的冷却终端分布示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的下模水冷环内的冷却终端分布示意图。
图中：
1、外部空压源机；21、分流锥水冷却终端；22、安挂面风冷却终端；23、安装盘风冷却终端；24、上模斜坡风冷却终端；25、上模后挂风冷却终端；26、边模前挂水冷却终端；27、下模PCD风冷却终端；28、下模斜坡水冷却终端；29、下模肋中风冷却终端；210、下模肋尖水冷却终端；3、第一流量计；4、第一管道；41、第一单向阀；5、总管；6、分流管；7、第二流量计；8、外部循环冷却水机；9、第二管道；91、第二单向阀；101、第一压力表；102、第二压力表11、12、上模；13、下模；14、边模；15、分流锥；16、下模压板；17、下模水冷环。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种模具风水混合冷却系统，如图1所示，该系统包括外部空压源机1，第一压力表101，第一流量计3及第一管道4及总管5，所述外部空压源机1通过第一管道4与总管5一端连接，所述总管5另一端包括不少于两条的分流管6；所述第一管道上设有第一流量计7和第一压力表101，所述分流管6与模具热结冷却终端连接；该系统还包括外部循环冷却水机8，所述外部循环冷却水机8与第二管道9相连，所述第二管道9与第一管道4并连后与总管5相连，所述第二管道9上依次设有第二压力表102，第二电磁控制阀112及第二流量计7，所述第一管道4上还设有第一电磁控制阀111，所述分流管6与模具热结冷却终端数量相一致，且分流管6上分别设有电磁控制阀用以控制空气和冷却水的流量。
作为优选方案，所述第一管道4上还设有第一单向阀41，所述第二管道9上设有第二单向阀91。
本发明中还提供了一种低压轮毂模具，如图2所示，所述低压轮毂模具上述所述的模具风水混合冷却系统，所述低压轮毂模具包括上模12，下模13和边模14，所述边模置于上模12两侧且其底端与下模13上端接触，所述上模12、下模13、边模14上均设有模具热结冷却终端。
作为优选方案，于本实施方式中，所述模具热结冷却终端包括分流锥水冷却终端21、安挂面风冷却终端22、安装盘风冷却终端23、上模斜坡风冷却终端24、上模后挂风冷却终端25、边模前挂水冷却终端26、下模PCD风冷却终端27、下模斜坡水冷却终端28、下模肋中风冷却终端29、下模肋尖水冷却终端210，本实施方式中所述的冷却终端实际为冷却通道。
于本实施方式中，作为优选方案，如图2、图3所示，所述上模12还包括分流锥15，所述分流锥15锥心设有分流锥水冷却终端21，所述分流锥15一侧开有分流锥水冷却终端出口211；所述分流锥15两侧设有安挂面风冷却终端22、安装盘风冷却终端23、上模斜坡风冷却终端24及上模后挂风冷却终端25，所述分流锥水冷却终端21、安挂面风冷却终端22、安装盘风冷却终端23、上模斜坡风冷却终端24、上模后挂风冷却终端25分别通过分流管6与总管5相连对模具进行冷却。
作为进一步的技术方案，所述安装盘风冷却终端23位于上模12的压板内；所述安挂面风冷却终端22为沿圆周方向均布于所述上模12内的安挂面冷却端口；所述上模斜坡风冷却终端24为沿圆周方向均布于所述上模12内的斜坡风冷却端口；所述上模后挂风冷却终端25为沿圆周方向均布于所述上模12内的后挂风冷却端口。
如图4所示，于本实施方式中，所述边模14上设有边模前挂水冷却终端26，所述边模前挂水冷却终端26与分流管6连接进行冷却水循环；作为进一步的技术方案，所述边模前挂水冷却终端26为沿圆周方向均布于所述边模14内的前挂冷却端口，所述边模14由四个独立的部分构成，这四个部分被互不干涉，每个部分上均设有边模前挂水冷却终端26，所述边模前挂水冷却终端26靠近前挂设置。
于本实施方式中，所述下模13设有下模PCD风冷却终端27、下模斜坡水冷却终端28、下模肋中风冷却终端29以及下模肋尖水冷却终端210，所述下模PCD风冷却终端27、下模斜坡水冷却终端28、下模肋中风冷却终端29以及下模肋尖水冷却终端210分别与分流管6连接对模具进行冷却。
作为进一步的技术方案，如图5所示，所述下模斜坡水冷却终端28为沿圆周方向均布于下模压板16内的水循环冷却终端，所述下模压板上设有压板进水口281和压板出水口282，循环水由压板进水口281进入下模斜坡水冷却终端28，由压板出水口282出下模斜坡水冷却终端28，完成冷却循环；如图6所示，所述下模肋尖水冷却终端210为沿圆周方向均布于下模水冷环17上的水循环冷却终端，所述下模水冷环上设有水冷环进水口211和水冷环出水口212，于本实施方式中，下模肋尖水冷却终端210由四个独立的部分构成，其中每部分的水冷终端均通过管道与其相邻的部分的水冷却终端焊接连通成整体的下模肋尖水冷却终端210。
其中，通过对分流锥水冷却终端21、边模前挂水冷却终端26、下模斜坡水冷却终端28、下模肋尖水冷却终端210所连接的分流管的电磁控制阀进行设置，通入2.5-3kgf压力的冷却循环水流经上述四组模具上的冷却终端，在分流锥水冷却终端21、边模前挂水冷却终端26、下模斜坡水冷却终端28、下模肋尖水冷却终端210进行循环水冷却之后，通入压缩空气以避免冷却水停留在模具冷却终端中继续对模具降温或在冷却终端内形成蒸汽压力，而影响下一个循环的水流量。
而安挂面风冷却终端22、安装盘风冷却终端23、上模斜坡风冷却终端24及上模后挂风冷却终端25、下模PCD风冷却终端27、下模肋中风冷却终端29则在冷却过程中采用风冷。
使用该模具生产轮毂过程为，模具完成合模后，模具底部坩埚中的铝水在压缩气体的作用下，由升液管经下模的浇口进入模具型腔内，在模具上的各个冷却终端的作用下，铝水温度降低，进而达到凝固状态并按顺序进行凝固，最后打开模具将轮毂毛坯取出。
本实施方式低压轮毂模具由于在热节位置设置冷却终端，因此在不增加辐条和浇口部位温度的情况下就能满足铸件的顺序凝固条件，从而缩短了产品的制造周期，提高生产效率，由于可使铸件快速冷却凝固，有效缩短铸件晶粒长大时间，从而使产品的机械性能与普通冷却相比提高10％以上，使产品生产效率比普通风冷提高1.5-2倍；生产的合格率提高5％以上。
注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种模具风水混合冷却系统，包括外部空压源机(1)，第一压力表(101)，第一流量计(3)及第一管道(4)及总管(5)，所述外部空压源机(1)通过第一管道(4)与总管(5)一端连接，所述总管(5)另一端包括不少于两条的分流管(6)；所述第一管道上设有第一流量计(3)和第一压力表(101)，所述分流管(6)与模具热结冷却终端连接，其特征在于，还包括外部循环冷却水机(8)，所述外部循环冷却水机(8)与第二管道(9)相连，所述第二管道(9)与第一管道(4)并连后与总管(5)相连，所述第二管道(9)上依次设有第二压力表(102)，第二电磁控制阀(112)及第二流量计(7)，所述第一管道(4)上还设有第一电磁控制阀(111)，所述分流管(6)与模具热结冷却终端数量相一致，且分流管(6)上均设有电磁控制阀。
2.根据权利要求1所述的模具风水混合冷却系统，其特征在于，所述第一管道(4)上还设有第一单向阀(41)，所述第二管道(9)上设有第二单向阀(91)。
3.一种低压轮毂模具，其特征在于，所述低压轮毂模具具有如权利要求1-2中任一项所述的模具风水混合冷却系统，所述低压轮毂模具包括上模(12)，下模(13)和边模(14)，所述边模(14)置于上模(12)两侧且其底端与下模(13)上端接触，所述上模(12)、下模(13)、边模(14)上均设有模具热结冷却终端。
4.根据权利要求3所述的低压轮毂模具，所述模具热结冷却终端包括分流锥水冷却终端(21)、安挂面风冷却终端(22)、安装盘风冷却终端(23)、上模斜坡风冷却终端(24)、上模后挂风冷却终端(25)、边模前挂水冷却终端(26)、下模PCD风冷却终端(27)、下模斜坡水冷却终端(28)、下模肋中风冷却终端(29)、下模肋尖水冷却终端(210)。
5.根据权利要求4所述的低压轮毂模具，其特征在于，所述上模(12)包括分流锥(15)，所述分流锥(15)锥心设有分流锥水冷却终端(21)，所述分流锥(15)一侧开有分流锥水冷却终端出口(211)，所述分流锥(15)两侧设有安挂面风冷却终端(22)、安装盘风冷却终端(23)、上模斜坡风冷却终端(24)及上模后挂风冷却终端(25)，所述分流锥水冷却终端(21)、安挂面风冷却终端(22)、安装盘风冷却终端(23)、上模斜坡风冷却终端(24)、上模后挂风冷却终端(25)分别通过分流管(6)与总管(5)相连对模具进行冷却。
6.根据权利要求5所述的低压轮毂模具，其特征在于，所述安装盘风冷却终端(23)位于上模(12)的压板内；所述安挂面风冷却终端(22)为沿圆周方向均布于所述上模(12)内的安挂面冷却端口；所述上模斜坡风冷却终端(24)为沿圆周方向均布于所述上模(12)内的斜坡风冷却端口；所述上模后挂风冷却终端(25)为沿圆周方向均布于所述上模(12)内的后挂风冷却端口。
7.根据权利要求4所述的低压轮毂模具，其特征在于，所述边模(14)上设有边模前挂水冷却终端(26)，所述边模前挂水冷却终端(26)与分流管(6)连接进行冷却水循环。
8.根据权利要求7所述的低压轮毂模具，其特征在于，所述边模前挂水冷却终端(26)为沿圆周方向均布于所述边模(14)内的前挂冷却端口，所述边模前挂水冷却终端(26)靠近前挂设置。
9.根据权利要求4所述的低压轮毂模具，其特征在于，所述下模(13)设有下模PCD风冷却终端(27)、下模斜坡水冷却终端(28)、下模肋中风冷却终端(29)以及下模肋尖水冷却终端(210)，所述下模PCD风冷却终端(27)、下模斜坡水冷却终端(28)、下模肋中风冷却终端(29)以及下模肋尖水冷却终端(210)分别与分流管(6)连接对模具进行冷却。
10.根据权利要求9所述的低压轮毂模具，其特征在于，所述下模斜坡水冷却终端(28)为沿圆周方向均布于下模压板(16)内的水循环冷却终端，所述下模压板上设有压板进水口(281)和压板出水口(282)；所述下模肋尖水冷却终端(210)为沿圆周方向均布于下模水冷环(17)上的水循环冷却终端，所述下模水冷环上设有水冷环进水口(211)和水冷环出水口(212)。
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