CN109290530B - 一种铝合金轮毂铸锻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：包括环形输送带、铸造模块、锻造模块，铸锻底模组件包括底模板、底模、多个侧模，在底模内设置有顶模芯，铸造模块包括铸造模板、铸造顶模，铸造顶模的底部设置有浇口，锻造模块包括锻造模板、设置于锻造模板下方的支撑模板、设置于支撑模板下方的锻造顶模，锻造顶模内滑动设置有锻模芯，锻模芯的下侧面与轮毂形状相适配，在锻造模板上设置有锻造缸，锻模芯的背部连接有一穿过支撑模板和锻造模板的连接杆，连接杆和锻造缸连接。本发明提供了一种铝合金轮毂铸锻装置，实现将轮毂铸造和锻造进行结合，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。

Description

一种铝合金轮毂铸锻装置

技术领域

本发明涉及铝合金轮毂的制造，尤其涉及一种铝合金轮毂铸锻装置。

背景技术

轮毂，别名轮圈，即轮胎内廓用以支撑轮胎的圆桶形、中心装配在轴上的部件。常见的汽车轮毂有钢质轮毂及铝合金质轮毂。钢质轮毂的强度高，常用于大型载重汽车；但钢质轮毂质量重，外形单一，不符合如今低碳、时尚的理念，正逐渐被铝合金轮毂替代。

目前，铝合金轮毂的生产方法主要有铸造法、锻造法、冲压法和旋压法等。我国的铝合金轮毂制造仍以低压铸造为主，轮毂铸造通常是将熔融的铝液注入模腔内成型，之后，进行冷却得到成品，而铸造得到的轮毂其力学性能通常较差。轮毂锻造法是首先得到的轮毂毛坯进行加热，之后再进行冲压或者旋压处理，使得轮毂的分子结构变得更为紧密，提高了轮毂的承载能力。因而在相同款式和尺寸下，锻造轮毂相比铸造轮毂质量更轻，强度更高，也更结实。

然而，现有的轮毂锻造和轮毂铸造是两个不同的工艺，通常是铸造得到的轮毂在其冷却后作为锻造的毛坯，而在轮毂锻造的过程中，有需要对毛坯轮毂进行加热，存在能源浪费的问题，同时，生产效率也较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种铝合金轮毂铸锻装置，实现将轮毂铸造和锻造进行结合，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：包括环形输送带，在环形输送带上依次固定设置有铸造模块、锻造模块和卸料单元，在环形输送带上设置有铸锻底模组件，铸锻底模组件沿着环形输送带移动；

铸锻底模组件包括底模板、设置于底模板之上的底模、环绕于底模周向的多个侧模，在底模内设置有用于将轮毂顶起的顶模芯，顶模芯的上顶面与轮毂中部外形相适配，在顶模芯的下端连接有穿过底模板的顶杆；

铸造模块包括铸造模板、设置于铸造模板下方的铸造顶模，铸造顶模的底部设置有浇口；

锻造模块包括锻造模板、设置于锻造模板下方的支撑模板、设置于支撑模板下方的锻造顶模，锻造顶模内滑动设置有锻模芯，锻模芯的下侧面与轮毂形状相适配，在锻造模板上设置有锻造缸，锻模芯的背部连接有一穿过支撑模板和锻造模板的连接杆，连接杆和锻造缸连接；

卸料单元包括卸料输送带以及将铸锻底模组件内的成型轮毂转移至卸料输送带上的卸料组件。

作为改进，所述铸锻底模组件还包括一套设于侧模外壁的模套，通过设置模套，便于将多个侧模箍紧。

再改进，所述铸造模块还包括一浇筑组件，浇筑组件包括与浇口连接的浇筑管、与浇筑管相连通的气体输入管，在气体输入管上设置有惰性气体存储器以及将惰性气体输入至模腔内的气体输入泵，在浇筑管上设置有铝液存储器和铝液浇筑泵，在浇筑管上沿模腔向外方向依次设置有第一阀门和第二阀门，在浇筑管内部位于第一阀门和第二阀门之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，气体输入管位于第二阀门的上侧，在气体输入管上靠近浇筑管处设置有第三阀门，在铸造模板上开设有与模腔相通的排气孔，排气孔上设置有第四阀门。为了防止在浇筑过程中铝液和空气接触，同时，实现恒压铸造，保证了铝液的密度，本发明在铸造过程中，首先打开第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，气体输入泵将惰性气体缓慢连续输入至模腔内，模腔内原有的空气被惰性气体排出，模腔内充满惰性气体，之后，关闭第一阀门和第三阀门，铝液浇筑泵将铝液注入第一阀门和第二阀门之间的浇筑管内，接着，打开第一阀门和第三阀门，惰性气体在气体输入泵的作用下，将浇筑管内的铝液压入模腔内，于此同时，模腔内的惰性气体随着铝液的进入通过排气孔排出，当铝液注满模腔时，第四阀门关闭，气体输入泵在模腔内产生一个恒定的压力，模腔内的铝液受到一个恒压的作用，使得模腔内轮毂各部分铝液均匀分布，铝合金内部分子孔隙变小，强度提高，保证了轮毂受力均匀。

再改进，所述锻造顶模上开设有一上小下大的锥形孔，所述锻模芯的外周壁为锥形且大小与锥形孔的内壁相适配。锻模芯在锻造轮毂时，锻模芯沿着锻造顶模上的锥形孔上下往复运动。

再改进，所述环形输送带上位于铸造模块和锻造模块对应处分别开设有一缺口，在每个缺口处分别设置有一工作台，工作台的下方设置有支板，工作台的上侧面上开设有凹槽，凹槽内滑动设置有定位柱，在底模板的下侧面上位于与凹槽相对应处开设有限位槽，在凹槽内位于定位柱下方放置有弹簧，在凹槽的槽底处开设有穿线孔，在工作台的下方转动设置有一转轴，转轴和一转动电机连接，在转轴上缠绕有一线绳，线绳的外端穿过穿线孔和弹簧连接，在支板的外部设置有一丝杠，丝杠和一丝杠电机连接，在丝杠上设置有一丝杠螺母，丝杠螺母上设置有一旋转电机，旋转电机的输出端连接有一推板。在铸锻底模组件进入铸造模块或者锻造模块时，旋转电机带动推板转动90度，推板正对底模板的侧壁，丝杠电机带动推板运动，推板将铸锻底模组件推入对应的工作台之上，当底模板上的限位槽和工作台上的凹槽相对时，凹槽内的定位柱在弹簧的作用下顶入限位槽内，保证了底模板的限位固定，而当铸锻底模组件需要离开工作台时，转动电机动作，线绳缠绕于转轴之上，在线绳的拉力作用下，定位柱下降至凹槽之内，此时，丝杠电机继续向前移动，从而将铸锻底模组件推离工作台，之后丝杠电机反向旋转，旋转电机复位，推板反向转动90度，使得推板重新位于环形输送带的侧部。

再改进，所述卸料组件包括位于卸料输送带上方的平行布置的一组卸料导杆、滑动设置于卸料导杆之上的卸料滑杆，卸料滑杆与一卸料滑动缸连接，在卸料滑杆上竖向设置有一卸料缸，卸料缸的输出端连接有一卸料杆，卸料杆的端部设置有一吸盘。在轮毂锻造完成后需要将底模内的轮毂取出，此时，卸料滑动缸推动卸料滑杆移动，使得吸盘位于轮毂的正上方，之后，卸料缸动作，吸盘下行，吸盘将轮毂吸附住，卸料缸复位，轮毂随着吸盘上行，卸料滑动缸将轮毂移动至卸料输送带的正上方，吸盘松开轮毂，轮毂置于卸料输送带之上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：铸锻底模组件沿着环形输送带移动分别经过铸造模块、锻造模块和卸料单元，当铸锻底模组件停留至铸造模块时，铸造模块上的铸造顶模下行并和铸锻底模组件上的底模合模，铝液注入模腔内，冷却一段时间后，铸造顶模上行，铸锻底模组件沿着环形输送带运动至锻造模块处，此时，底模内的轮毂保持有相应的锻造温度，锻造顶模下行，同时，锻造模板上的锻造缸动作，锻造缸带动锻模芯实现对底模内的轮毂进行锻造，锻造完成后，铸锻底模组件进入环形输送带上的卸料单元处，此时，底模板下方的顶杆动作，顶模芯将底模内的轮毂推出，轮毂落入卸料输送带之上，从而实现了轮毂的铸造和锻造一次性成型工艺，本发明由于在轮毂铸造之后实现轮毂的锻造，在锻造过程中不需要再对轮毂进行过多的加热处理，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻装置的结构布置示意图；

图2是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻装置中铸造模块的结构示意图；

图3是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻装置中铸锻底模组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻装置中锻造模块的结构示意图；

图5是本发明实施例中工作台在环形输送带上的结构示意图；

图6是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻装置中卸料组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至6所示，本实施中的铝合金轮毂铸锻装置，包括环形输送带1、铸造模块2、锻造模块3和卸料单元4。

其中，铸造模块2、锻造模块3和卸料单元4依次固定设置在环形输送带1上，铸锻底模组件5设置在环形输送带1上，铸锻底模组件5沿着环形输送带1移动。

铸锻底模组件5包括底模板51、设置于底模板51之上的底模56、环绕于底模56周向的多个侧模52，在底模56内设置有用于将轮毂顶起的顶模芯53，顶模芯53的上顶面与轮毂中部外形相适配，在顶模芯53的下端连接有穿过底模板51的顶杆531。

进一步地，为了便于将多个侧模52箍紧，铸锻底模组件5还包括一套设于侧模52外壁的模套54。

铸造模块2包括铸造模板21、设置于铸造模板21下方的铸造顶模22、浇筑组件，铸造顶模22的底部设置有浇口221，浇筑组件包括与浇口221连接的浇筑管23、与浇筑管23相连通的气体输入管24，在气体输入管24上设置有惰性气体存储器27以及将惰性气体输入至模腔55内的气体输入泵26，在浇筑管23上设置有铝液存储器29和铝液浇筑泵28，在浇筑管23上沿模腔55向外方向依次设置有第一阀门251和第二阀门252，在浇筑管23内部位于第一阀门251和第二阀门252之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，气体输入管24位于第二阀门252的上侧，在气体输入管24上靠近浇筑管23处设置有第三阀门253，在铸造模板21上开设有与模腔55相通的排气孔211，排气孔211上设置有第四阀门254。为了防止在浇筑过程中铝液和空气接触，同时，实现恒压铸造，保证了铝液的密度，本发明在铸造过程中，首先打开第一阀门251、第二阀门252、第三阀门253和第四阀门254，气体输入泵26将惰性气体缓慢连续输入至模腔55内，模腔55内原有的空气被惰性气体排出，模腔55内充满惰性气体，之后，关闭第一阀门251和第三阀门253，铝液浇筑泵28将铝液注入第一阀门251和第二阀门252之间的浇筑管23内，接着，打开第一阀门251和第三阀门253，惰性气体在气体输入泵26的作用下，将浇筑管23内的铝液压入模腔55内，于此同时，模腔555内的惰性气体随着铝液的进入通过排气孔211排出，当铝液注满模腔55时，第四阀门254关闭，气体输入泵26在模腔55内产生一个恒定的压力，模腔55内的铝液受到一个恒压的作用，使得模腔55内轮毂各部分铝液均匀分布，铝合金内部分子孔隙变小，强度提高，保证了轮毂受力均匀。

锻造模块3包括锻造模板31、设置于锻造模板31下方的支撑模板32、设置于支撑模板32下方的锻造顶模33，锻造顶模33内滑动设置有锻模芯34，锻模芯34的下侧面与轮毂形状相适配，在锻造模板31上设置有锻造缸35，锻模芯34的背部连接有一穿过支撑模板32和锻造模板31的连接杆341，连接杆341和锻造缸35连接。进一步地，锻造顶模33上开设有一上小下大的锥形孔，锻模芯34的外周壁为锥形且大小与锥形孔的内壁相适配。锻模芯34在锻造轮毂时，锻模芯34沿着锻造顶模33上的锥形孔上下往复运动。

卸料单元4包括卸料输送带41以及将铸锻底模组件5内的成型轮毂转移至卸料输送带41上的卸料组件。该卸料组件包括位于卸料输送带41上方的平行布置的一组卸料导杆42、滑动设置于卸料导杆42之上的卸料滑杆43，卸料滑杆43与一卸料滑动缸44连接，在卸料滑杆43上竖向设置有一卸料缸45，卸料缸45的输出端连接有一卸料杆451，卸料杆451的端部设置有一吸盘46。在轮毂锻造完成后需要将底模56内的轮毂取出，此时，卸料滑动缸44推动卸料滑杆43移动，使得吸盘46位于轮毂的正上方，之后，卸料缸45动作，吸盘451下行，吸盘451将轮毂吸附住，卸料缸45复位，轮毂随着吸盘451上行，卸料滑动缸44将轮毂移动至卸料输送带41的正上方，吸盘451松开轮毂，轮毂置于卸料输送带41之上。

最后，为了便于铸锻底模组件5上下料，本发明在环形输送带1上位于铸造模块2和锻造模块3对应处分别开设有一缺口，在每个缺口处分别设置有一工作台61，工作台61的下方设置有支板62，工作台61的上侧面上开设有凹槽611，凹槽611内滑动设置有定位柱66，在底模板51的下侧面上位于与凹槽611相对应处开设有限位槽，在凹槽611内位于定位柱66下方放置有弹簧65，在凹槽611的槽底处开设有穿线孔612，在工作台61的下方转动设置有一转轴631，转轴631和一转动电机63连接，在转轴631上缠绕有一线绳64，线绳64的外端穿过穿线孔612和弹簧65连接，在支板62的外部设置有一丝杠671，丝杠671和一丝杠电机67连接，在丝杠671上设置有一丝杠螺母672，丝杠螺母672上设置有一旋转电机68，旋转电机68的输出端连接有一推板681。在铸锻底模组件5进入铸造模块2或者锻造模块3时，旋转电机68带动推板681转动90度，推板681正对底模板51的侧壁，丝杠电机67带动推板681运动，推板681将铸锻底模组件5推入对应的工作台61之上，当底模板51上的限位槽和工作台61上的凹槽611相对时，凹槽611内的定位柱66在弹簧65的作用下顶入限位槽内，保证了底模板51的限位固定，而当铸锻底模组件5需要离开工作台61时，转动电机63动作，线绳64缠绕于转轴631之上，在线绳64的拉力作用下，定位柱66下降至凹槽611之内，此时，丝杠电机67继续向前移动，从而将铸锻底模组件5推离工作台61，之后丝杠电机67反向旋转，旋转电机68复位，推板681反向转动90度，使得推板681重新位于环形输送带1的侧部。

综上，本发明的铸锻底模组件5沿着环形输送带1移动分别经过铸造模块2、锻造模块3和卸料单元4，当铸锻底模组件5停留至铸造模块时，铸造模块2上的铸造顶模22下行并和铸锻底模组件5上的底模56合模，铝液注入模腔55内，冷却一段时间后，铸造顶模22上行，铸锻底模组件5沿着环形输送带1运动至锻造模块3处，此时，底模56内的轮毂保持有相应的锻造温度，锻造顶模33下行，同时，锻造模板31上的锻造缸35动作，锻造缸35带动锻模芯34实现对底模56内的轮毂进行锻造，锻造完成后，铸锻底模组件5进入环形输送带1上的卸料单元4处，此时，底模板51下方的顶杆531动作，顶模芯53将底模56内的轮毂推出，轮毂落入卸料输送带41之上，从而实现了轮毂的铸造和锻造一次性成型工艺，本发明由于在轮毂铸造之后实现轮毂的锻造，在锻造过程中不需要再对轮毂进行过多的加热处理，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。

Claims (6)

1.一种铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：包括环形输送带(1)，在环形输送带(1)上依次固定设置有铸造模块(2)、锻造模块(3)和卸料单元(4)，在环形输送带(1)上设置有铸锻底模组件(5)，铸锻底模组件(5)沿着环形输送带(1)移动；

铸锻底模组件(5)包括底模板(51)、设置于底模板(51)之上的底模(56)、环绕于底模(56)周向的多个侧模(52)，在底模(56)内设置有用于将轮毂顶起的顶模芯(53)，顶模芯(53)的上顶面与轮毂中部外形相适配，在顶模芯(53)的下端连接有穿过底模板(51)的顶杆(531)；

铸造模块(2)包括铸造模板(21)、设置于铸造模板(21)下方的铸造顶模(22)，铸造顶模(22)的底部设置有浇口(221)；

锻造模块(3)包括锻造模板(31)、设置于锻造模板(31)下方的支撑模板(32)、设置于支撑模板(32)下方的锻造顶模(33)，锻造顶模(33)内滑动设置有锻模芯(34)，锻模芯(34)的下侧面与轮毂形状相适配，在锻造模板(31)上设置有锻造缸(35)，锻模芯(34)的背部连接有一穿过支撑模板(32)和锻造模板(31)的连接杆(341)，连接杆(341)和锻造缸(35)连接；

卸料单元(4)包括卸料输送带(41)以及将铸锻底模组件(5)内的成型轮毂转移至卸料输送带(41)上的卸料组件。

2.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：所述铸锻底模组件(5)还包括一套设于侧模(52)外壁的模套(54)。

3.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：所述铸造模块(2)还包括一浇筑组件，浇筑组件包括与浇口(221)连接的浇筑管(23)、与浇筑管(23)相连通的气体输入管(24)，在气体输入管(24)上设置有惰性气体存储器(27)以及将惰性气体输入至模腔(55)内的气体输入泵(26)，在浇筑管(23)上设置有铝液存储器(29)和铝液浇筑泵(28)，在浇筑管(23)上沿模腔(55)向外方向依次设置有第一阀门(251)和第二阀门(252)，在浇筑管(23)内部位于第一阀门(251)和第二阀门(252)之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，气体输入管(24)位于第二阀门(252)的上侧，在气体输入管(24)上靠近浇筑管(23)处设置有第三阀门(253)，在铸造模板(21)上开设有与模腔(55)相通的排气孔(211)，排气孔(211)上设置有第四阀门(254)。

4.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：所述锻造顶模(33)上开设有一上小下大的锥形孔，所述锻模芯(34)的外周壁为锥形且大小与锥形孔的内壁相适配。

5.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：所述环形输送带(1)上位于铸造模块(2)和锻造模块(3)对应处分别开设有一缺口，在每个缺口处分别设置有一工作台(61)，工作台(61)的下方设置有支板(62)，工作台(61)的上侧面上开设有凹槽(611)，凹槽(611)内滑动设置有定位柱(66)，在底模板(51)的下侧面上位于与凹槽(611)相对应处开设有限位槽，在凹槽(611)内位于定位柱(66)下方放置有弹簧(65)，在凹槽(611)的槽底处开设有穿线孔(612)，在工作台(61)的下方转动设置有一转轴(631)，转轴(631)和一转动电机(63)连接，在转轴(631)上缠绕有一线绳(64)，线绳(64)的外端穿过穿线孔(612)和弹簧(65)连接，在支板(62)的外部设置有一丝杠(671)，丝杠(671)和一丝杠电机(67)连接，在丝杠(671)上设置有一丝杠螺母(672)，丝杠螺母(672)上设置有一旋转电机(68)，旋转电机(68)的输出端连接有一推板(681)。

6.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻装置，其特征在于：所述卸料组件包括位于卸料输送带(41)上方的平行布置的一组卸料导杆(42)、滑动设置于卸料导杆(42)之上的卸料滑杆(43)，卸料滑杆(43)与一卸料滑动缸(44)连接，在卸料滑杆(43)上竖向设置有一卸料缸(45)，卸料缸(45)的输出端连接有一卸料杆(451)，卸料杆(451)的端部设置有一吸盘(46)。

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