CN113770307A - 一种埋设于轮毂模具内的冷却水道及其制造方法 - Google Patents

一种埋设于轮毂模具内的冷却水道及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种埋设于轮毂模具内的冷却水道，包括设置在母体上的环形凹槽，环形凹槽的底部设有半圆形下凹槽，环形凹槽内嵌设有环形隔板，环形隔板的底面设有半圆形上凹槽，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，环形隔板的上面嵌设有环形盖板，环形盖板与环形凹槽的上端平齐，环形盖板的内外沿口分别与环形凹槽上端的内外沿口焊接固定在一起，环形盖板将环形隔板压制在环形凹槽内，环形隔板将冷却水与环形盖板完全隔开，使用过程中冷却水冲击不到环形盖板，可以大大降低冷却水对焊缝部位的影响。本发明还合理改进了冷却水道结构的焊接工艺，使得焊缝部位性能更加稳定。利用本发明制造出来的轮毂模具可以延缓冷却水道开裂，提高模具使用寿命。

Description

一种埋设于轮毂模具内的冷却水道及其制造方法
技术领域
本发明属于轮毂模具技术领域，具体是涉及一种埋设于轮毂模具内的冷却水道及其制造方法。
背景技术
为降低铝合金轮毂的生产成本，稳定铸造工艺，提升产品质量，确保轮毂的使用安全性能，通常在轮毂模具内部埋设多条冷却水道，将恒温恒压的纯净水注入然后排出，从而带走轮毂模具的热量，降低产品及模具整体的温度，满足铸造工艺的需求。轮毂模具通常包括上模、下模和边模，根据设计需要，上模、下模和边模内均可埋设冷却水道，因此相对来说，上模、下模和边模都可作为冷却水道的埋设母体。埋设于母体内的冷却水道使模具冷却得更加均匀且无死角，不受变形影响，可对产品及模具充分冷却。
受生产作业和铸造工艺的影响，轮毂模具需要在低温和高温下不断切换，对冷却水道的焊缝部位要求很高。现有技术中，由于结构设计和焊接工艺不合理，冷却水道的焊缝部位往往是其薄弱点，一旦开裂，势必造成生产停顿、工序紊乱等不良影响，降低了工作效率，增加了修复成本，还容易导致模具早期报废。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供了一种埋设于轮毂模具内的冷却水道及其制造方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种埋设于轮毂模具内的冷却水道，轮毂模具包括上模、下模和边模，所述上模、下模和边模均可作为冷却水道的埋设母体，所述冷却水道包括设置在母体上的环形凹槽，环形凹槽的底部设有半圆形下凹槽，环形凹槽内嵌设有环形隔板，环形隔板的底面设有半圆形上凹槽，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，环形隔板的上面嵌设有环形盖板，环形盖板与环形凹槽的上端平齐，环形盖板的内外沿口分别与环形凹槽上端的内外沿口焊接固定在一起，环形盖板将环形隔板压制在环形凹槽内。
作为优选，所述环形凹槽底部的半圆形下凹槽一侧的中部设有下凹盲孔，环形隔板底面的半圆形上凹槽一侧的中部设有对应地上凹盲孔，上凹盲孔与下凹盲孔相对围拢构成隔水销孔，隔水销孔内紧配有隔水销，隔水销的一侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的进水孔，隔水销的另一侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的出水孔，进水孔和出水孔分别连接进水接口和出水接口；或者所述环形凹槽底部的半圆形下凹槽相对两侧的中部设有下凹盲孔，环形隔板底面的半圆形上凹槽相对两侧的中部设有对应地上凹盲孔，上凹盲孔与下凹盲孔相对围拢构成隔水销孔，隔水销孔内紧配有隔水销，两个隔水销将冷却水通道分隔成两段，其中一个隔水销的两侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的进水孔，另一个隔水销的两侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的出水孔，进水孔和出水孔分别连接进水接口和出水接口。
作为优选，所述隔水销是直径略大于冷却水通道的直径，所述上凹盲孔和下凹盲孔的深度均略大于隔水销长度的一半。
上述埋设于轮毂模具内的冷却水道，其制造方法包括以下步骤：⑴压装环形隔板，清理干净环形凹槽，利用工装将环形隔板压制嵌入环形凹槽内，使得环形隔板的底面紧贴环形凹槽的底部，避免两者之间产生间隙，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，然后将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上，拆除工装后抛光磨平焊点；⑵压装环形盖板，清理干净环形凹槽，利用工装将环形盖板压制嵌入环形凹槽内，使得环形盖板紧贴环形隔板，然后将环形盖板的内外沿口分别点焊预固定在环形凹槽上端的内外沿口上，点焊预固定后拆除工装；⑶加热轮毂模具，将点焊预固定好的轮毂模具放入加热炉内加热，温度上升到400℃时保温2h；⑷焊接环形盖板，从加热炉内取出轮毂模具，用红外测温枪持续测量轮毂模具的温度，待轮毂模具的温度降至250-300℃之间时，将环形盖板的内外沿口分别焊接固定在环形凹槽上端的内外沿口上，两者之间形成焊缝，焊接完成后拆除工装；⑸回火处理，将焊接完成的轮毂模具再次放入加热炉内加热，温度上升到300℃时保温1.5h；⑹冷却处理，关闭加热炉，轮毂模具在加热炉内自然冷却至室温，取出即可。
作为优选，所述制造方法的步骤⑴中，将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上时，焊点沿直径对称布置，焊点数为双数，相邻焊点的间距为45-60mm，优选50-55mm。
作为优选，所述制造方法的步骤⑵中，将环形盖板的内外沿口分别点焊固定在环形凹槽上端的内外沿口上时，焊点沿直径对称布置，焊点数为双数，相邻焊点的间距为45-60mm，优选50-55mm。
作为优选，所述制造方法的步骤⑷中，焊接环形盖板时，焊接电流为110-130A，焊接电压为21-31V，焊接速度为5mm/s。
本发明在冷却水道中增设了环形隔板，环形隔板底面的半圆形上凹槽与环形凹槽底部的半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，而环形隔板将冷却水与环形盖板完全隔开，使用过程中，冷却水冲击不到环形盖板，可以大大降低冷却水对焊缝部位的影响，即使有微量的冷却水经由环形隔板渗出，但由于微量的冷却水压力很小，且高温状态下的轮毂模具很快将其汽化，对环形盖板形不成冲击，对焊缝部位没有影响；环形隔板底面与环形凹槽底部之间设置有隔水销，将环形隔板压制嵌入环形凹槽内时，隔水销起到定位作用，防止环形隔板偏移错位，使用过程中隔水销将冷却水的出入分离，利于提高冷却效果，再就是隔水销紧配在隔水销孔内，可以避免环形隔板受高压冷却水冲击而转动，使得贯穿环形隔板和环形盖板的进出水孔能保持一致，冷却水的进出不受影响；利用热力学原理，合理改进了冷却水道结构的焊接工艺，使得焊缝部位性能更加稳定。利用本发明制造出来的轮毂模具可以延缓冷却水道开裂，提高模具使用寿命。经过对比实验，本发明能够满足50000模次的生产寿命，生产期间不会产生水道开裂现象，对轮毂模具的生产和提高轮毂质量都起到重要作用。
附图说明
图1是本发明轮毂模具的一种结构示意图；
图2是本发明上模内埋设冷却水道的一种装配结构示意图；
图3是本发明上模内埋设冷却水道的一种分体结构示意图；
图4是图2中A-A剖视的一种结构示意图；
图5是图3中B-B剖视的一种结构示意图；
图6是本发明冷却水道中较大环径环形盖板的一种结构示意图；
图7是本发明冷却水道中较大环径环形隔板的一种结构示意图；
图8是本发明冷却水道中较小环径环形盖板的一种结构示意图；
图9是本发明冷却水道中较小环径环形隔板的一种结构示意图。
图中，1-上模，2-下模，3-边模，4-环形凹槽，5-环形盖板，6-环形隔板，7-冷却水道，8-进水接口，9-焊缝，10-半圆形下凹槽，11-半圆形上凹槽，12-上凹盲孔，13-下凹盲孔，14-隔水销，15-进水孔，16-出水孔。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：参看图1，本发明的轮毂模具包括上模、下模和边模，冷却水道埋设于上模、下模和边模的母体内。参看图2-图9，以上模为例，所述冷却水道包括设置在母体上的环形凹槽，环形凹槽的底部设有半圆形下凹槽，环形凹槽内嵌设有环形隔板，环形隔板的底面设有半圆形上凹槽，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，环形隔板的上面嵌设有环形盖板，环形盖板与环形凹槽的上端平齐，环形盖板的内外沿口分别与环形凹槽上端的内外沿口焊接固定在一起，环形盖板将环形隔板压制在环形凹槽内。其中，所述环形凹槽底部的半圆形下凹槽一侧的中部设有下凹盲孔，环形隔板底面的半圆形上凹槽一侧的中部设有对应地上凹盲孔，上凹盲孔与下凹盲孔相对围拢构成隔水销孔，隔水销孔内紧配有隔水销，隔水销的一侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的进水孔，隔水销的另一侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的出水孔，进水孔和出水孔分别连接进水接口和出水接口；或者所述环形凹槽底部的半圆形下凹槽相对两侧的中部设有下凹盲孔，环形隔板底面的半圆形上凹槽相对两侧的中部设有对应地上凹盲孔，上凹盲孔与下凹盲孔相对围拢构成隔水销孔，隔水销孔内紧配有隔水销，两个隔水销将冷却水通道分隔成两段，其中一个隔水销的两侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的进水孔，另一个隔水销的两侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的出水孔，进水孔和出水孔分别连接进水接口和出水接口(为简化图示，图中省去出水接口)。优选的，所述隔水销是直径略大于冷却水通道的直径，所述上凹盲孔和下凹盲孔的深度均略大于隔水销长度的一半。
上述埋设于轮毂模具内的冷却水道，其制造方法包括以下步骤：⑴压装环形隔板，清理干净环形凹槽，利用工装将环形隔板压制嵌入环形凹槽内，使得环形隔板的底面紧贴环形凹槽的底部，避免两者之间产生间隙，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，然后将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上，拆除工装后抛光磨平焊点；⑵压装环形盖板，清理干净环形凹槽，利用工装将环形盖板压制嵌入环形凹槽内，使得环形盖板紧贴环形隔板，然后将环形盖板的内外沿口分别点焊预固定在环形凹槽上端的内外沿口上，点焊预固定后拆除工装；⑶加热轮毂模具，将点焊预固定好的轮毂模具放入加热炉内加热，温度上升到400℃时保温2h；⑷焊接环形盖板，从加热炉内取出轮毂模具，用红外测温枪持续测量轮毂模具的温度，待轮毂模具的温度降至250-300℃之间时，将环形盖板的内外沿口分别焊接固定在环形凹槽上端的内外沿口上，两者之间形成焊缝，焊接完成后拆除工装；⑸回火处理，将焊接完成的轮毂模具再次放入加热炉内加热，温度上升到300℃时保温1.5h；⑹冷却处理，关闭加热炉，轮毂模具在加热炉内自然冷却至室温，取出即可。
作为优选，所述制造方法的步骤⑴中，将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上时，焊点沿直径对称布置，焊点数为双数，相邻焊点的间距为45-60mm，优选50-55mm。
作为优选，所述制造方法的步骤⑵中，将环形盖板的内外沿口分别点焊固定在环形凹槽上端的内外沿口上时，焊点沿直径对称布置，焊点数为双数，相邻焊点的间距为45-60mm，优选50-55mm。
作为优选，所述制造方法的步骤⑷中，焊接环形盖板时，焊接电流为110-130A，焊接电压为21-31V，焊接速度为5mm/s。
本发明在冷却水道中增设了环形隔板，环形隔板底面的半圆形上凹槽与环形凹槽底部的半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，而环形隔板将冷却水与环形盖板完全隔开，使用过程中，冷却水冲击不到环形盖板，可以大大降低冷却水对焊缝部位的影响，即使有微量的冷却水经由环形隔板渗出，但由于微量的冷却水压力很小，且高温状态下的轮毂模具很快将其汽化，对环形盖板形不成冲击，对焊缝部位没有影响；环形隔板底面与环形凹槽底部之间设置有隔水销，将环形隔板压制嵌入环形凹槽内时，隔水销起到定位作用，防止环形隔板偏移错位，使用过程中隔水销将冷却水的出入分离，利于提高冷却效果，再就是隔水销紧配在隔水销孔内，可以避免环形隔板受高压冷却水冲击而转动，使得贯穿环形隔板和环形盖板的进出水孔能保持一致，冷却水的进出不受影响；利用热力学原理，合理改进了冷却水道结构的焊接工艺，使得焊缝部位性能更加稳定。利用本发明制造出来的轮毂模具可以延缓冷却水道开裂，提高模具使用寿命。经过对比实验，本发明能够满足50000模次的生产寿命，生产期间不会产生水道开裂现象，对轮毂模具的生产和提高轮毂质量都起到重要作用。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种埋设于轮毂模具内的冷却水道，轮毂模具包括上模、下模和边模，所述上模、下模和边模均可作为冷却水道的埋设母体，其特征在于所述冷却水道包括设置在母体上的环形凹槽，环形凹槽的底部设有半圆形下凹槽，环形凹槽内嵌设有环形隔板，环形隔板的底面设有半圆形上凹槽，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，环形隔板的上面嵌设有环形盖板，环形盖板与环形凹槽的上端平齐，环形盖板的内外沿口分别与环形凹槽上端的内外沿口焊接固定在一起，环形盖板将环形隔板压制在环形凹槽内。
2.根据权利要求1所述一种埋设于轮毂模具内的冷却水道，其特征在于所述环形凹槽底部的半圆形下凹槽一侧的中部设有下凹盲孔，环形隔板底面的半圆形上凹槽一侧的中部设有对应地上凹盲孔，上凹盲孔与下凹盲孔相对围拢构成隔水销孔，隔水销孔内紧配有隔水销，隔水销的一侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的进水孔，隔水销的另一侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的出水孔，进水孔和出水孔分别连接进水接口和出水接口。
3.根据权利要求1所述一种埋设于轮毂模具内的冷却水道，其特征在于所述环形凹槽底部的半圆形下凹槽相对两侧的中部设有下凹盲孔，环形隔板底面的半圆形上凹槽相对两侧的中部设有对应地上凹盲孔，上凹盲孔与下凹盲孔相对围拢构成隔水销孔，隔水销孔内紧配有隔水销，两个隔水销将冷却水通道分隔成两段，其中一个隔水销的两侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的进水孔，另一个隔水销的两侧设有贯穿环形隔板和环形盖板的出水孔，进水孔和出水孔分别连接进水接口和出水接口。
4.根据权利要求2或3所述一种埋设于轮毂模具内的冷却水道，其特征在于所述隔水销是直径略大于冷却水通道的直径，所述上凹盲孔和下凹盲孔的深度均略大于隔水销长度的一半。
5.一种冷却水道的制造方法，所述冷却水道埋设于轮毂模具内，其特征在于所述制造方法包括以下步骤：
⑴压装环形隔板，清理干净环形凹槽，利用工装将环形隔板压制嵌入环形凹槽内，使得环形隔板的底面紧贴环形凹槽的底部，避免两者之间产生间隙，半圆形上凹槽与半圆形下凹槽相对围拢构成冷却水通道，然后将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上，拆除工装后抛光磨平焊点；
⑵压装环形盖板，清理干净环形凹槽，利用工装将环形盖板压制嵌入环形凹槽内，使得环形盖板紧贴环形隔板，然后将环形盖板的内外沿口分别点焊预固定在环形凹槽上端的内外沿口上，点焊预固定后拆除工装；
⑶加热轮毂模具，将点焊预固定好的轮毂模具放入加热炉内加热，温度上升到400℃时保温2h；
⑷焊接环形盖板，从加热炉内取出轮毂模具，用红外测温枪持续测量轮毂模具的温度，待轮毂模具的温度降至250-300℃之间时，将环形盖板的内外沿口分别焊接固定在环形凹槽上端的内外沿口上，两者之间形成焊缝，焊接完成后拆除工装；
⑸回火处理，将焊接完成的轮毂模具再次放入加热炉内加热，温度上升到300℃时保温1.5h；
⑹冷却处理，关闭加热炉，轮毂模具在加热炉内自然冷却至室温，取出即可。
6.根据权利要求5所述一种冷却水道的制造方法，其特征在于所述制造方法的步骤⑴中，将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上时，焊点沿直径对称布置，焊点数为双数，相邻焊点的间距为45-60mm。
7.根据权利要求5所述一种冷却水道的制造方法，其特征在于所述制造方法的步骤⑵中，将环形盖板的内外沿口分别点焊固定在环形凹槽上端的内外沿口上时，焊点沿直径对称布置，焊点数为双数，相邻焊点的间距为45-60mm。
8.根据权利要求5所述一种冷却水道的制造方法，其特征在于所述制造方法的步骤⑷中，焊接环形盖板时，焊接电流为110-130A，焊接电压为21-31V，焊接速度为5mm/s。
9.根据权利要求6所述一种冷却水道的制造方法，其特征在于所述制造方法的步骤⑴中，将环形隔板的内外沿口点焊固定在环形凹槽的内壁上时，相邻焊点的间距为50-55mm。
10.根据权利要求7所述一种冷却水道的制造方法，其特征在于所述制造方法的步骤⑵中，将环形盖板的内外沿口分别点焊固定在环形凹槽上端的内外沿口上时，相邻焊点的间距为50-55mm。
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