CN111659877A - 一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，包括上模、边模和底模，三者组成轮毂型腔，分别设置独立的冷却系统对轮毂进行冷却；所述上模底部设置分流锥，上模的侧面和边模配合分别对轮毂的轮辋内、外侧面同步进行冷却，上模底部和底模配合对轮辐上下端面进行冷却，底模底部中心设置浇口，所述浇口采用下凹、大圆弧过渡；本发明整个模具采用水冷和风冷结合，对轮毂进行充分冷却，凝固时间短，晶粒得到细化，提高了产品生产效率和成品率。

Description

一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具

技术领域

本发明涉及轮毂制造技术领域，具体涉及一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具。

背景技术

随着产品轻量化、美观、耐用、省胎、省油、更安全的铝合金卡客车轮被人们认知，市场需求越来越大，各种重载、轻载卡车和公交车正在逐步采用铝合金车轮来替代钢轮；卡客轮是一种重载荷铝合金轮毂设计，专门用于配套载重卡车、集装箱车、挂车、危险品物流车、公交车等，使用频次高，对于轮辋、轮辐的机械性能强度机抗冲击力要求极高，常规的低压铸造方案很难满足其要求，目前低压铸造生产卡客车轮毂时的生产工艺和生产设备依然存在很多缺陷。卡客轮壳轮毂重量及体积肥大，毛坯重量在50kg左右，普通轮毂毛坯重量在25kg左右，接近一倍，轮辋毛坯厚度在15~19mm之间，而普通轮毛坯厚度在10mm以下。卡客轮毂轮辐均匀分布10个散热孔，轮辋与轮辐交接部位较宽较厚。卡客轮毂在冲型冷却过程中，轮辋和轮辐采用简单的水冷和风冷，冷凝时间过长，无法对容易产生疏松、针孔等缺陷，导致晶粒不细化，延伸率和机械性能强度下降，产品很难满足其高端要求。

发明内容

技术目的：针对现有技术在轮毂铸造过程中对轮毂冷却的不足，本发明公开了一种一种冷凝速度快，冷却效果好的铝合金卡客轮毂低压铸造模具。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，包括上模、边模和底模，三者构成轮毂铸造腔体，分别设置独立的风冷、水冷装置，对轮毂进行充分冷却，底模设计成两段式结构，包括浇口底模和外圈底模，二者使用螺栓连接；所述轮毂包括轮辐和轮辋；底模中心设置浇口，上模底部设置模芯，模芯正对浇口位置，与上模主体为可拆卸连接，易于更换；模芯底部中心设置分流锥，铝液通过浇口进入铸造腔体，被分流锥分入两侧的腔体内，保证铸造腔体两侧铝液均匀，提升铸造质量。

上模顶部设置与轮毂形状相匹配的安装槽，安装槽内侧面设置冷却风套，风管安装在冷却风套上，对轮辋内侧面进行冷却，边模上部和下部分别设置第一水冷装置和第二水冷装置，二者均采用环形冷却水槽结构，对轮辋的外侧面进行冷却，对轮辋内、外侧面同步进行冷却，冷凝速度更快，疏松、针孔缺陷少，轮辋产品晶粒细化，得到较高的机械强度，缩短了生产时间，提高了生产效率和成品率。避免仅仅冷却轮辋外侧，而轮辋内侧冷却不够，轮辋加工后内侧容易出现疏松、针孔等缺陷，影响轮辋的机械性能。

安装槽底部设置位于水冷镶件、第一风冷组件和在分流锥上方的第三水冷装置，水冷镶件采用环形冷却板，内设冷却水槽，对轮辐上端面外圈进行冷却，第一风冷组件固定在模芯上端面，包括第一风冷、第二风冷和第三分冷，三者配合对轮辐上端面内圈进行冷却。

底模设置有第二风冷组件和第五水冷装置，所述第五水冷装置为设置在底模内部的环形水槽，对轮辐下端面外圈进行冷却，第二风冷组件包括对轮辐下端面内圈冷却第四风冷、第五风冷和第六风冷以及对轮辐、轮辋过渡部分进行冷却的第七风冷和第八风冷。

优选地，所述分流锥采用分体式结构，端部采用耐高温、耐腐蚀的钨钢材料，使用寿命长，便于更换。

优选地，所述上模的安装槽还设置有对轮辐、轮辋过渡部分内侧面的第九风冷，加速冷却。

优选地，所述浇口采用下凹形状，使用大圆弧过渡，使得铝水冲型的时候能非常顺畅的从浇口流入模具通道，冲型速度快，避免造成卷入空气和氧化物。

优选地，所述上模与边模形成的轮辋腔体，上窄下宽，从15mm到19mm均匀过渡，使得铝液能够充分流动，保证了对轮辋的补缩效果。产品的力学性能和成品率也得到了保证。

本发明采用低压铸造方法，铝液自浇口向上流动，充满轮毂铸造腔体，通过上模、边模和底模设置的冷却结构，对轮毂进行充分冷却。

有益效果：

1、本发明浇口位置温度高，浇口位置底模及上模易损坏，底模采用两段式结构，上模设置模芯，便于更换维修，节省成本；

2、模具浇口处设置成下凹、大圆弧过渡设计，而非平面，使得铝水冲型的时候能非常顺畅的从浇口流入模具通道，冲型速度快，避免造成卷入空气和氧化物；

3、上模增加单独冷却风套，与外侧边模水冷一起共同作用对轮辋内外侧同时冷却，冷凝速度更快，疏松、针孔缺陷少，轮辋产品晶粒细化，得到较高的机械强度，缩短了生产时间，提高了生产效率和成品率。避免仅仅冷却轮辋外侧，而轮辋内侧冷却不够，轮辋加工后内侧容易出现疏松、针孔等缺陷，影响轮辋的机械性能；

4、整个模具轮辋及轮辐水冷和风冷结合，设置合理，冷却不留死角，使得轮辋和轮辐内外得到充分冷却，凝固时间短，晶粒得到细化，加上轮辋梯度及浇口下凹大圆弧设置，提高了产品生产效率和成品率，产品的机械性能达到使用要求；

5、分体式分流锥，易于更换，节省生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。

图1为本发明剖视图；

图2为本发明上模剖视图；

图3为本发明铸造轮毂的主视图；

图4为本发明铸造轮毂的剖视图

图5本发明分流锥剖视图；

其中，1-上模、2-边模、3-底模、4-轮辐、5-轮辋、6-安装槽、7-浇口底模、8-外圈底模、9-螺栓、10-模芯；

101-分流锥、102-冷却风套、103-第三水冷装置、104-水冷镶件、105-第一风冷、106-第二风冷、107-第三风冷、108-风管、109-第九风冷；

201-第一水冷装置、202-第二水冷装置；

301-浇口、302-第五水冷装置、303-第四风冷、304-第五风冷、305-第六风冷、306-第七风冷、307-第八风冷。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示为本发明所提供的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，包括上模1、边模2和底模3，三者共同构成轮毂铸造腔体，分别设置独立的冷却系统对轮毂进行冷却，轮毂如图3、图4所示，包括轮辐4和轮辋5；上模1底部设置模芯10，模芯10与上模1主体采用可拆卸连接，模芯10底部设置分流锥101，上模1上部设置与轮辋5形状相匹配的安装槽6；底模3采用两段式结构，分为浇口底模7和外圈底模8，二者通过螺栓9固定 ，浇口底模7中心设置浇口301。

浇口301采用下凸形状，使用大圆弧过渡，使得铝水冲型的时候能非常顺畅的流入模具通道，同时避免铝水对分流锥101直接冲击，分流锥101使用寿命加长，同时分流锥101采用分体式结构，如图5所示，端部使用耐高温、耐腐蚀的钨钢材料，与主体采用螺纹连接，使用寿命长，便于更换；上模1、边模2之间的轮辋5腔体结构，上窄下宽，从15mm到19mm均匀过渡，使得铝液能够充分流动，保证了对轮辋的补缩效果。产品的力学性能和成品率也得到了保证。

如图2所示，安装槽6内侧面设置冷却风套102，风管108安装在冷却风套102上，以一定斜度对安装槽6内侧面吹风，经由侧壁向下流动，对轮辋5内侧面进行冷却；边模2上部和下部分别设置第一水冷装置201和第二水冷装置202，二者均为环形冷却水槽，对轮辋5外侧面进行冷却；上模1冷却风套102与边模2水冷一起共同作用对轮辋5内外侧同时冷却，冷凝速度更快，疏松、针孔缺陷少，轮辋产品晶粒细化，得到较高的机械强度。

安装槽6底部设置第一风冷组件、第三水冷装置103和水冷镶件104，第三水冷装置103位于分流锥101上方，水冷镶件104为一环形冷却板，内部设置冷却水槽，用于对轮辐4的上端面外圈进行冷却；第一风冷组件设置在模芯10的上端面，包括第一风冷105、第二风冷106和第三风冷107，对轮辐4的上端面内圈进行冷却；安装槽6底部还设置第九风冷109，位于轮辐4与轮辋5过渡部分内侧面，对其进行冷却。

底模3底部设置第二风冷组件和第五水冷装置302，第二风冷组件包括第四风冷303、第五风冷304、第六风冷305、第七风冷306和第八风冷307，其中第四风冷303、第五风冷304和第六风冷305固定在浇口底模7的下方，对浇口301位置及轮辐4下端面的内圈进行冷却，第七风冷306、第八风冷307、第五水冷装置302固定在外圈底模8下方，第五水冷装置302对轮辐4下端面外圈进行冷却，第七风冷306、第八风冷307对轮辐4、轮辋5的过渡部分外侧面进行冷却。

本发明所提供的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，在使用时，铝液自浇口301上升，经由分流锥101分流后至轮毂铸造腔体内，直至充满该腔体，并随着冷却，逐渐补缩，通过上模1、边模2和底模3上设置的风冷、水冷组合对轮毂进行冷却，冷却完毕后完成轮毂铸造。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，用于轮毂铸造，其特征在于：包括上模（1）、边模（2）和底模（3），三者组成轮毂型腔，各自设置独立的冷却系统对轮毂进行冷却，所述轮毂包括轮辐（4）、轮辋（5）；

底模（3）采用两段式设计，包括浇口底模（7）和外圈底模（8），二者为可拆卸连接，浇口底模（7）中心设置浇口（301）；上模（1）设置有安装槽（6），底部设置模芯（10），所述模芯（10）与上模（1）主体为可拆卸连接，正对浇口（301）位置，底部固定分流锥（101）。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：安装槽（6）内侧面设置冷却风套（102），所述边模（2）上部和下部分别设置第一水冷装置（201）和第二水冷装置（202），并配合安装在冷却风套（102）上的风管（108）分别对轮辋（5）外侧面、内侧面进行冷却；所述安装槽（6）底部设置第三水冷装置（103）、水冷镶件（104）和第一风冷组件对轮辐（4）上端面进行冷却，第一风冷组件固定在模芯（10）上端面；所述底模（3）设置第五水冷装置（302）和第二风冷组件对轮辐（4）下端面进行冷却，浇口底模（7）和外圈底模（8）使用螺栓（9）固定。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：所述第一水冷装置（201）、第二水冷装置（202）为环形冷却水槽，所述第三水冷装置（103）位于分流锥（101）的上方，对分流锥（101）进行冷却，水冷镶件（104）为环形冷却板，内设冷却水槽（106）对轮辐（4）上端面外圈进行冷却；所述第一风冷组件包括第一风冷（105）、第二风冷（106）和第三风冷（107），对轮辐（4）上端面内圈进行冷却。

4.根据权利要求2所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：所述第五水冷装置（302）为一设置在外圈底模（8）内部的环形水槽，对轮辐（4）下端面外圈进行冷却；所述第二风冷组件包括设置在浇口底模（7）上用于轮辐（4）下端面内圈冷却的第四风冷（303）、第五风冷（304）和第六风冷（305）以及设置在外圈底模（8）上用于轮辐（4）与轮辋（5）过渡部分外侧面冷却的第七风冷（306）和第八风冷（307）。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：所述上模（1）还设置有第九风冷（109），对轮辐（4）、轮辋（5）过渡部分的内侧面进行冷却。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：所述浇口（301）采用下凹形状，圆弧过渡。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：所述分流锥（101）采用分段式结构，端部采用钨钢材料。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：上模（1）侧面与边模（2）内侧面形成的轮辋（5）的型腔上窄下宽。

9.根据权利要求9所述的一种铝合金卡客轮毂低压铸造模具，其特征在于：所述轮辋（5）的型腔从15mm至19mm均匀过渡。

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