CN111872323A - 一种用于铸造模具的冷却水道 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸造模具技术领域，提供了一种用于铸造模具的冷却水道，采用了水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈相配合的密封结构，所述金属波纹密封圈的底面呈波纹状或其两侧壁呈波纹状，密封盖板压紧使金属波纹密封圈产生弹性变形，使金属波纹密封圈两侧壁的波纹与水道侧壁形成多点接触或者使金属波纹密封圈的底面扩张致使所述金属波纹密封圈的侧壁与水道严密接触，达到水道密封效果，同时在模具生产过程中不易产生疲劳开裂漏水，且加工制作简单，模具维护难度低，可明显降低生产成本。
Description
技术领域
本申请涉及铸造模具技术领域，具体涉及一种用于铸造模具的冷却水道。
背景技术
铝车轮制造行业竞争激烈，成本压力日趋增大，因此在保证产品质量的前提下，提高生产效率是降低成本的有效手段，而水冷模具具有冷却强度大，可显著提高铸造效率及产品性能等优点，各大轮毂制造企业都在加大力度研发相关水冷技术，水冷模具被广泛应用于批量生产。然而，现在水冷模具还存在一些问题，其中一个显著的问题是水道漏水问题。目前模具水道的密封方式是焊接密封，焊接质量因技术工人的焊接水平不一，密封质量得不到稳定的保证，焊缝在生产过程中受温度和应力的变化，极易产生疲劳开裂，而水道漏水直接导致模具无法继续使用，需要从压铸机台卸下模具进行维修，会直接打乱生产计划，且模具维护难度较大，需要经常性的打磨、补焊，模具维护成本提升，相关经济损失达每年可达数百万元。
发明内容
本申请实施例提供了一种用于铸造模具的冷却水道，采用机械配合的密封方式代替了传统的焊接密封，使达到密封的效果的同时，在模具生产过程中不易产生疲劳开裂漏水，且加工制作简单，模具维护难度低，可明显降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：
本申请实施例中，提供一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，包括水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈，所述水道镶块中开设有通道槽，所述密封盖板盖在所述通道槽上将所述通道槽密封；在所述通道槽内设置有所述金属波纹密封圈，所述金属波纹密封圈的横截面大体呈U形，所述金属波纹密封圈包括底面和两侧壁，所述底面呈波纹状或所述两侧壁呈波纹状，所述密封盖板压在所述金属波纹密封圈上使所述金属波纹密封圈产生弹性形变。本实施例中采用了水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈相配合的密封结构，密封盖板压紧使金属波纹密封圈产生弹性变形，使波纹与水道侧壁形成多点接触或者使所述金属波纹密封圈的侧壁与水道严密接触，达到水道密封效果，同时在模具生产过程中不易产生疲劳开裂漏水，且加工制作简单，模具维护难度低，可明显降低生产成本。
在一些实施例中，所述U形的开口正对所述通道槽的槽底，所述密封盖板压在所述底面上，所述两侧壁紧贴所述通道槽的内壁，并且所述两侧壁接触所述通道槽的槽底。在本实施例中所述金属波纹密封圈和所述通道槽之间形成冷却水流腔室，能够达到较好的密封效果。
在一些实施例中，所述冷却水道还包括进水管和出水管；所述密封盖板上开设第一通孔和第二通孔，所述金属波纹密封圈的底面上对应所述第一通孔和第二通孔的位置开设第三通孔和第四通孔；所述进水管穿过所述第一通孔和第三通孔伸入所述通道槽内；所述出水管穿过所述第二通孔和第四通孔伸入所述通道槽内。本实施例中在冷却水道中设置进水管和出水管，使冷却水能够流通，冷却水通过进水管进入，沿冷却水道方向流动，通过出水管流出，带走模具热量，通过调整冷却水的输入压力和流量调节阀门可以控制冷却水流速和流量，进而调整铸造模具的整体温度。
在一些实施例中，所述U形的开口正对所述密封盖板，所述密封盖板压在所述两侧壁上，所述两侧壁紧贴所述通道槽的内壁，并且所述底面接触所述通道槽的槽底。在本实施例中所述金属波纹密封圈和所述密封盖板之间形成冷却水流腔室，同样能够达到较好的密封效果。
在一些实施例中，所述冷却水道还包括进水管和出水管；所述密封盖板上开设第一通孔和第二通孔，所述进水管穿过所述第一通孔伸入所述通道槽内，所述出水管穿过所述第二通孔伸入所述通道槽内。在本实施例中在冷却水道中设置进水管和出水管，使冷却水能够流通，冷却水通过进水管进入，沿冷却水道方向流动，通过出水管流出，带走模具热量，通过调整冷却水的输入压力和流量调节阀门可以控制冷却水流速和流量，进而调整铸造模具的整体温度。
在一些实施例中，所述水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈均呈环形。这样是为了适应压力铸造、重力铸造等金属型轮毂模具水冷铸造。
在一些实施例中，所述金属波纹密封圈材质为不锈钢、铜、磷青铜、铍青铜、锰钢等具有一定弹性的金属材质其中之一。这样所述金属波纹密封圈是弹性元件，能够进行弹性形变，其弹性会使密封圈侧壁与水道严密接触，具有较好的密封效果。
在一些实施例中，所述水道镶块和密封盖板通过点焊接固定在铸造模具上，这样后期模具维护方便，维护成本低，维护时只需要将固定焊点去除掉之后，便可将密封盖板、金属波纹密封圈依次取出进行维护，相对传统水道焊接结构需要机加工才能将水道拆除，维护难度和成本上都有极大的改善。当然在其它一些实施例中所述水道镶块和密封盖板均通过螺栓固定连接到所述铸造模具上也是可行的。
在一些实施例中，优选的，所述通道槽的内侧壁粗糙度为Ra1.6-Ra0.8，所述金属波纹密封圈的侧壁均能与所述通道槽的内侧壁严密接触，有较好的密封效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本申请提供了一种用于铸造模具的冷却水道，采用了水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈相配合的密封结构，所述金属波纹密封圈的底面呈波纹状或其两侧壁呈波纹状，密封盖板压紧使金属波纹密封圈产生弹性变形，使金属波纹密封圈两侧壁的波纹与水道侧壁形成多点接触或者使金属波纹密封圈的底面扩张致使所述金属波纹密封圈的侧壁与水道严密接触，达到水道密封效果，同时在模具生产过程中不易产生疲劳开裂漏水，且加工制作简单，模具维护难度低，可明显降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的装配结构示意图一。
图2是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的底部点焊接结构示意图一。
图3是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的金属波纹密封圈的立体结构示意图一。
图4是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的金属波纹密封圈的横截面结构示意图一。
图5是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的装配结构示意图二。
图6是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的底部点焊接结构示意图二。
图7是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的金属波纹密封圈的立体结构示意图二。
图8是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的金属波纹密封圈的俯视。
图9是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的金属波纹密封圈的横截面结构示意图二。
图10是是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的金属波纹密封圈的横截面结构示意图三。
图11是是本申请一种用于铸造模具的冷却水道的装配结构示意图三。
其中：1-轮毂模具、2-水道镶块、3-密封盖板、4-金属波纹密封圈、5-焊点、6-进水管、7-出水管。
具体实施方式
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
传统的冷却水道密封是焊接密封，焊接质量因技术工人的焊接水平不一，密封质量得不到稳定的保证，焊缝在生产过程中受温度和应力的变化，极易产生疲劳开裂，而水道漏水直接导致模具无法继续使用，需要从压铸机台卸下模具进行维修，会直接打乱生产计划，且模具维护难度较大，需要经常性的打磨、补焊，模具维护成本提升，相关经济损失达每年可达数百万元。其次，传统冷却水道需要过盈装配水道镶块，需要用液氮将水道镶块降温后进行装配，操作复杂，成本高。
如图1中所示，本申请实施例1中提供了一种用于铸造模具的冷却水道，包括水道镶块2、密封盖板3、金属波纹密封圈4、进水管6、出水管7。所述水道镶块2、密封盖板3和金属波纹密封圈4均呈环形。所述水道镶块2中开设有通道槽，所述密封盖板3盖在所述通道槽上将所述通道槽密封。
在所述通道槽内设置有所述金属波纹密封圈4，如图1-4中所示，所述金属波纹密封圈4的横截面大体呈U形，所述U形的开口正对所述通道槽的槽底。所述金属波纹密封圈4包括底面和两侧壁，所述所述两侧壁呈波纹状，如图4中所示。所述金属波纹密封圈4的材质为不锈钢、铜、磷青铜、铍青铜、锰钢等具有一定弹性的金属材质其中之一。这样所述金属波纹密封圈4是弹性元件，能够进行弹性形变，其弹性会使密封圈侧壁与水道严密接触，具有较好的密封效果。所述密封盖板3压在所述金属波纹密封圈4的底面上使所述金属波纹密封圈4产生弹性形变，所述两侧壁紧贴所述通道槽的内壁，并且所述两侧壁接触所述通道槽的槽底。
所述密封盖板3上开设第一通孔和第二通孔，所述金属波纹密封圈4的底面上对应所述第一通孔和第二通孔的位置开设第三通孔和第四通孔。所述进水管6穿过所述第一通孔和第三通孔伸入所述通道槽内，所述出水管7穿过所述第二通孔和第四通孔伸入所述通道槽内。
结合说明书附图2中所示，在本实施例1中，由于采用了水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈相配合的密封结构，所述水道镶块和密封盖板通过点焊接固定在铸造模具上，这样后期模具维护方便，维护成本低，维护时只需要将固定焊点去除掉之后，便可将密封盖板、金属波纹密封圈依次取出进行维护，相对传统水道焊接结构需要机加工才能将水道拆除，维护难度和成本上都有极大的改善。当然，在其它一些实施例中所述水道镶块和密封盖板均通过螺栓固定连接到所述铸造模具上也是可行的，后期也可通过拆除螺栓进行维护。
在实际的生产中，铸造模具采用铸造模具钢，先将环形水道加工，考虑加工难度，降低对机械的要求，优选的，所述通道槽的内侧壁粗糙度加工为Ra1.6-Ra0.8，所述金属波纹密封圈的侧壁均能与所述通道槽的内侧壁严密接触，有较好的密封效果。在其它一些实施例中根据加工机械性能，加工所述通道槽的内侧壁粗糙度更低（例如Ra<0.4）也能取得较好的密封效果。其次，定制金属波纹密封圈，材料为不锈钢，端面厚度3mm，波纹处壁厚1.5mm，金属波纹密封圈在铸造生产过程中受热后会形成向外膨胀的趋势，保证密封效果。然后，将金属波纹密封圈装配至模具冷却水道的通道槽中，然后安装密封压板，给压板施加压力，使金属波纹密封圈产生弹性变形，使金属波纹密封圈两侧壁的波纹与水道侧壁形成多点接触，达到水道密封效果，随后，点焊模具与密封盖板，起到固定作用。最后，安装进出水管，将管口部位焊接密封。
本实施例1中提供了一种用于铸造模具的冷却水道，采用了水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈相配合的密封结构，金属波纹密封圈装配十分简便，不需液氮降温，常温下可直接装配入冷却水道中。其次，所述金属波纹密封圈的两侧壁呈波纹状，密封盖板压紧使金属波纹密封圈产生弹性变形，使金属波纹密封圈两侧壁的波纹与水道侧壁形成多点接触，达到水道密封效果，同时，金属波纹密封圈为弹性元件，可以抵消模具在生产过程中的冷热收缩变形，密封效果不会因模具变形而打折扣。此外，本实施例1中的密封结构的冷却水道在模具生产过程中不易产生疲劳开裂漏水，且加工制作简单，模具维护难度低，可明显降低生产成本，维护时只需要将固定焊点去除掉之后，便可将密封盖板、金属波纹密封圈依次取出进行维护，相对传统水道焊接结构需要机加工才能将水道拆除，维护难度和成本上都有极大的改善。
实施例2：
如图5-9中所示，本申请实施例2提供了一种用于铸造模具的冷却水道，实施例2与实施例1的不同之处在于：所述金属波纹密封圈4的结构不同，如图7-9中所示，具体的在实施例2中，所述所述金属波纹密封圈的底面呈波纹状。在本实施例2中，所述密封盖板3压在所述金属波纹密封圈4的底面上使所述金属波纹密封圈4产生弹性形变，使金属波纹密封圈4的底面扩张致使所述金属波纹密封圈4的侧壁与水道严密接触，达到水道密封效果。
实施例3：
实施例3提供了一种用于铸造模具的冷却水道，实施例3与实施例1的不同之处在于：所述金属波纹密封圈4的结构不同，如图10中所示，具体的在实施例3中，所述所述金属波纹密封圈的底面和两侧壁均呈波纹状。在本实施例3中，所述密封盖板3压在所述金属波纹密封圈4的底面上使所述金属波纹密封圈4产生弹性形变，使金属波纹密封圈4的底面扩张致使所述金属波纹密封圈4的侧壁与所述水道镶块的通道槽侧壁严密接触，同时，使金属波纹密封圈4两侧壁的波纹与所述水道镶块的通道槽侧壁形成多点接触，达到较好的水道密封效果，此外，所述金属波纹密封圈的底面和两侧壁均呈波纹状，增加所述金属波纹密封圈的对铸造环境的适应性，可以抵消模具在生产过程中的冷热收缩变形，密封效果不会因模具变形而打折扣。
实施例4：
实施例4提供了一种用于铸造模具的冷却水道，实施例4与实施例1的不同之处在于：所述金属波纹密封圈的装配方向，实施例4中和实施例1中所述金属波纹密封圈的装配方向颠倒。具体如图11中所示，在实施例4中，所述金属波纹密封圈4的横截面大体呈U形，所述U形的开口正对所述密封盖板3，所述金属波纹密封圈4包括底面和两侧壁，所述两侧壁呈波纹状，所述两侧壁紧贴所述通道槽的内壁，并且所述底面接触所述通道槽的槽底，所述密封盖板压在所述金属波纹密封圈的两侧壁上使所述金属波纹密封圈产生弹性形变。同时，所述密封盖板3上开设第一通孔和第二通孔，所述进水管6穿过所述第一通孔伸入所述通道槽内，所述出水管7穿过所述第二通孔伸入所述通道槽内。
在实施例4中所述密封盖板3压在所述金属波纹密封圈4的两侧壁上使所述金属波纹密封圈4产生弹性形变，使金属波纹密封圈4两侧壁的波纹与所述水道镶块的通道槽侧壁形成多点接触，达到较好的水道密封效果。
实施例5：
实施例5提供了一种用于铸造模具的冷却水道，实施例5与实施例4的不同之处在于：所述金属波纹密封圈4的结构不同。具体的在实施例5中，所述所述金属波纹密封圈的底面呈波纹状。在本实施例5中，所述密封盖板3压在所述金属波纹密封圈4的两侧壁上并压迫所述底面的波纹，使所述金属波纹密封圈4产生弹性形变，使金属波纹密封圈4的底面扩张致使所述金属波纹密封圈4的侧壁与水道严密接触，达到水道密封效果。
实施例6：
实施例6提供了一种用于铸造模具的冷却水道，实施例6与实施例4的不同之处在于：所述金属波纹密封圈4的结构不同，具体的在实施例6中，所述所述金属波纹密封圈的底面和两侧壁均呈波纹状。在本实施例6中，所述密封盖板3压在所述金属波纹密封圈4的两侧壁上并压迫所述底面的波纹，使所述金属波纹密封圈4产生弹性形变，使金属波纹密封圈4的底面扩张致使所述金属波纹密封圈4的侧壁与所述水道镶块的通道槽侧壁严密接触，同时，使金属波纹密封圈4两侧壁的波纹与所述水道镶块的通道槽侧壁形成多点接触，达到较好的水道密封效果，此外，所述金属波纹密封圈的底面和两侧壁均呈波纹状，增加所述金属波纹密封圈的对铸造环境的适应性，可以抵消模具在生产过程中的冷热收缩变形，密封效果不会因模具变形而打折扣。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，包括水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈，所述水道镶块中开设有通道槽，所述密封盖板盖在所述通道槽上将所述通道槽密封；
在所述通道槽内设置有所述金属波纹密封圈，所述金属波纹密封圈的横截面大体呈U形，所述金属波纹密封圈包括底面和两侧壁，所述底面呈波纹状或所述两侧壁呈波纹状，所述密封盖板压在所述金属波纹密封圈上使所述金属波纹密封圈产生弹性形变。
2.根据权利要求1中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述U形的开口正对所述通道槽的槽底，所述密封盖板压在所述底面上，所述两侧壁紧贴所述通道槽的内壁，并且所述两侧壁接触所述通道槽的槽底。
3.根据权利要求2中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述冷却水道还包括进水管和出水管；所述密封盖板上开设第一通孔和第二通孔，所述金属波纹密封圈的底面上对应所述第一通孔和第二通孔的位置开设第三通孔和第四通孔；所述进水管穿过所述第一通孔和第三通孔伸入所述通道槽内；所述出水管穿过所述第二通孔和第四通孔伸入所述通道槽内。
4.根据权利要求1中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述U形的开口正对所述密封盖板，所述密封盖板压在所述两侧壁上，所述两侧壁紧贴所述通道槽的内壁，并且所述底面接触所述通道槽的槽底。
5.根据权利要求4中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述冷却水道还包括进水管和出水管；所述密封盖板上开设第一通孔和第二通孔，所述进水管穿过所述第一通孔伸入所述通道槽内，所述出水管穿过所述第二通孔伸入所述通道槽内。
6.根据权利要求1-5中任一项中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述水道镶块、密封盖板和金属波纹密封圈均呈环形。
7.根据权利要求1-5中任一项中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述金属波纹密封圈材质为不锈钢、铜、磷青铜、铍青铜、锰钢其中之一。
8.根据权利要求1-5中任一项中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述水道镶块和密封盖板通过点焊接固定在铸造模具上。
9.根据权利要求1-5中任一项中所述的一种用于铸造模具的冷却水道，其特征在于，所述通道槽的内侧壁粗糙度为Ra1.6-Ra0.8。
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