CN115041664A - 一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法 - Google Patents
一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115041664A CN115041664A CN202210465941.7A CN202210465941A CN115041664A CN 115041664 A CN115041664 A CN 115041664A CN 202210465941 A CN202210465941 A CN 202210465941A CN 115041664 A CN115041664 A CN 115041664A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- die
- pressing
- pressure
- liquid
- wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 112
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 41
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 23
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 8
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009716 squeeze casting Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/02—Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
Abstract
本发明公开一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法,包括成形零件、低压浇注系统、协调施压机构和浇口封堵机构,所述协调施压机构和浇口封堵机构协助成形零件完成成形动作,并能够实现对成形制件的脱模。成形零件包括上凸模,上凸模用于成形车轮的内形部分,上凸模由侧壁和下底部组成,上凸模的侧壁的上部均布有4~8个具有一定高度的立柱,上凸模通过立柱与上固定板固定连接;上凸模的侧壁外滑动配合安装有压套,压套用于成形车轮上轮缘部分,本方案采用液态模锻工艺成形出车轮制品,使其性能远高于低压铸造产品,具有设备投入少、生产成本低、成形质量高和加工余量小等特点。
Description
技术领域
本发明属于铝合金塑性成形技术,特别涉及一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法。
背景技术
轻合金车轮具有密度小,机械性能好的特点,已成为汽车车轮的主要选择,其市场份额已高达70%以上,在乘用车领域优势尤其明显。目前,铝合金车轮的低压铸造成形技术已非常成熟,为主要成形方法,但该方法存在铸造缺陷,制品机械性能不高,影响其应用,无法用于高端市场;铝合金车轮塑性成形方法已经批量用于生产,能够提高产品的档次,但普遍存在生产工序多、生产效率较低、设备吨位大、模具尺寸大、成本高的缺点。铝合金车轮由于材料的性能特点,难以进行铸造成形,塑性成形也处于起步阶段,技术还不成熟,存在生产工序多、生产效率较低,设备吨位大,机加工余量大,材料利用率低,产品造价高等缺点,一直仅限于特殊用途车轮的小批量生产,如在赛车和高档轿车上应用,其制造成本普通轿车还难以承受。
现有技术中,采用液态模锻生产的铝合金车轮,是将一定量的熔融合金液注入金属模膛,随后合模,实现金属液的充填流动,并在机械静压力作用下,发生高压凝固和少量塑性变形,从而获得精密车轮毛坯的加工方法。由于车轮形状的特殊性,整体厚度差比较大,而现有技术中液态模锻,因模具结构本身的局限性,在压缩过程中各部分的压缩量是一致的,无法满足车轮的各个部位成形所需的压缩量不同的要求,从而无法保证制件整体的质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题,提供一种新的汽车车轮的低压浇注液态模锻成形方法及其成形模具,使成形制品的性能远高于低压铸造产品,并克服性能不一致的缺点,具有设备投入少、生产成本低、成形质量高和加工余量小等特点。
本发明的目的之一是提供一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,包括成形零件、低压浇注系统、侧向分型机构、协调施压机构和浇口封堵机构,所述侧向分型机构、协调施压机构和浇口封堵机构协助成形零件完成成形动作,并能够实现对成形制件的脱模。
作为优选方案,所述成形零件包括上凸模;上凸模用于成形车轮的内形部分,上凸模由侧壁和下底部组成,上凸模的侧壁上部均布有4~8个具有一定高度的立柱,上凸模通过立柱与上固定板固定连接;上凸模的侧壁外滑动配合安装有压套,压套的下部工作面与车轮上轮缘的上表面吻合,用于成形车轮上轮缘部分,压套的上端内侧一体布置有与所述立柱数量相同的过梁,过梁呈辐射状,其宽度与立柱间通槽的宽度相符,使压套能够在通槽中上下运动。
作为优选方案,所述成形零件包括下凸模、组合凹模和滑动配合安装在下凸模上的型芯,下凸模的上表面与所要成形的轮辐外表面吻合,型芯上部各凸台的周向工作表面与所要成形车轮的轮辐风口部位的内表面吻合,由组合凹模围成的内壁面与所要成形的车轮轮辋的外表面吻合。
作为优选方案,所述协调施压机构包括施压弹簧和协调弹簧,施压弹簧安装在上固定板和压套之间,迫使压套对车轮的上轮缘部分进行定压施压,从而使压套与上凸模的压下量根据设定压力相协调;
协调弹簧放置在型芯和下固定板之间,使型芯在受到上凸模下压力时能够自动向下退让。
作为优选方案,低压浇注系统包括升液管和浇口,升液管和浇口形成充液通道,用于将低压铸造保温炉的液态坯料注入模具模腔。
作为优选方案,所述浇口封堵机构包括压杆、与压杆固定连接的环套和滑动安装连接在环套内孔中的连接杆,连接杆和压杆间安装有大弹簧,连接杆下端固定套装有限位套,限位套内滑动安装有堵头,堵头与连接杆间安装有小弹簧,通过压杆的运动,可以通过堵头实现对所述下凸模上的充液流道的封堵;环套与压杆间形成外环槽,压套的过梁内侧一体连接有一圆环,该圆环的内孔与环套的外环槽滑动配合,压杆回程时可以通过所述外环槽带动压套回程。
作为优选方案,压套和堵头能够用于成形制件的脱模,由协调施压机构和浇口封堵机构的共同作用,使压套和堵头下行,将成形制件从上凸模上推出,实现脱模。
作为优选方案,所述大弹簧和小弹簧的两端接触部件端面均形成有安装孔,用于对大弹簧和小弹簧的端部进行固定,在压缩极限状态能够容纳弹簧。
本发明的目的之二是提供一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具的成形方法,具体步骤如下:
步骤一、将低压铸造保温炉的液态坯料经升液管和浇口浇注到具有一定容积的模腔中;
步骤二、浇口封堵机构带动堵头下行堵塞浇口使模腔闭合,多余的液态坯料及时流回保温炉;
步骤三、通过对液态坯料进行持续施压,使其在一定压力下发生均匀的流动、结晶和凝固成形,在持续施压过程中,根据车轮各部位所需压缩量不同施加相应下压量;
步骤四、待模腔中液锻件在压力作用下冷却成形后,模具开模并取出液锻件。
作为优选方案,步骤三中,所述通过对液态坯料进行持续施压的具体步骤如下:液压机带动上凸模下行挤压时,通过施压弹簧迫使压套下行,对车轮的上轮缘部分进行挤压,当变形力大于施压弹簧的设定压力时,施压弹簧产生压缩变形,减小压套的压下量,防止对上凸模的施压过程产生阻碍;型芯在上凸模压力下,克服协调弹簧的弹力下行。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
1、本方案通过对结构进行改进,将模具成形零件进行拆分组合,协调配合工作,从而保持成形制件的各部分质量一致,达到最佳效果。成形压力使制件表面紧贴模具表壁,使导热性增加,凝固速度加快,有利于晶粒细化,且制件有较高的表面质量和尺寸精度。无浇口赘料,其材料利用率高于低压铸造、挤压铸造和塑性成形;后续机加工量减少、加工成本降低。材料在液态下充满模腔,其成形力远低于固态流动成形时的变形力。液态模锻是由低压铸造炉进行封闭浇注,便于实现机械化、自动化、可大大减轻人的劳动强度,改善车间的生产环境。特别适合在现有的铝合金汽车车轮低压铸造工艺的基础上进行技术改造,大幅度提高产品质量。
2、本方案,考虑到能够使车轮各部位成形所需的压缩量不同,协调变形,保持各部分相应的压缩量,从而保证各处质量一致,达到最佳效果。通过协调施压机构实现配合,从而完成对制件的协调施压成形。通过压机带动上凸模和压套对液态坯料进行施压和保压,保压时要求压机产生一定的行程,以满足上凸模要求的压缩量,而上轮缘部分结晶过程需要的压缩量较小,要求压套的行程小于上凸模的行程,可以使液压机下行产生的多余压缩量,由施压弹簧的压缩变形进行吸收。同时通过型芯和协调弹簧实现配合,使型芯在受力时能产生向下退让,避免阻碍上凸模对轮辐部分的施压。
3、进一步地,需要对注射过程进行控制,在注射充模完成后,要对浇口进行封堵;同时还要考虑对制件的顶出脱模,为了简化模具结构和减小顶出动作对制件造成变形,借用压套和堵头进行脱模。鉴于液压机活动横梁上只有一个顶出液压缸进行脱模,本方案设计一种浇口封堵机构,该机构具有双弹簧结构,并与压套协调配合,通过控制顶出液压缸的动作,实现对浇口的封堵,同时实现对制件的脱模,开始脱模时,堵头与压套同时从心部和外缘部分对制件施加大的脱模力,当制件与上凸模脱离后,使堵头停止运动,再通过压套的运动,使制件从堵头上脱出。堵头根据车轮的轴孔设计,封堵机构不仅省去了浇口凝料,还能够节省轴孔余量,使材料利用率更高。
4、本方案,还提供一种汽车车轮的液态模锻成形方法,通过模具成形零件直接对浇入模腔内的液态金属施加压力,使液态金属始终在压力下结晶凝固、强制性的补缩,从而能消除制件内部缩孔疏松等缺陷,提高了制件力学性能;还可以使已凝固的金属层发生塑性变形,具有热变形组织,晶粒细小均匀,密度、力学性能接近模锻件而远大于低压铸造产品。
附图说明
为了更清楚地说明发明实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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例,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是本发明中汽车车轮制件的形状结构;
图2是本发明中汽车车轮液锻模具的浇注状态示意图;
图3是本发明中汽车车轮液锻模具的充满模具开始施压状态示意图;
图4是本发明中汽车车轮液锻模具的保压结束状态示意图;
图5是本发明中汽车车轮液锻模具的开模状态示意图;
图6是本发明中汽车车轮液锻模具的脱模第一阶段状态示意图;
图7是本发明中汽车车轮液锻模具的脱模第二阶段状态示意图;
图8是本发明中汽车车轮液锻模具的脱模完成状态示意图。
图中标记:1、上固定板,2、施压弹簧,3、压套,4、上凸模,5、压杆,6、大弹簧,7、环套,8、连接杆,9、小弹簧,10、限位套,11、堵头,12、下凸模,13、型芯,14、组合凹模,15、协调弹簧,16、升液管,17、下固定板。
P、浇口,m、液态坯料,n、成形制件。
如图1中所示,a处为辐条部分,b处为轴孔部分,c处为轮辐部分,d处为风口部分,e处为上轮缘部分,f处为轮辋体部分,g处为下轮缘部分。
具体实施方式
以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。
本发明所成形的车轮为具有辐条结构的汽车车轮,这种车轮由轮辋和轮辐组成,其中轮辋部分包括上轮缘、下轮缘和轮辋体;轮辐部分包括辐条和轮毂。在本发明申请书中,“风口”时两辐条间的无料空间部位;“凹模”、“组合凹模”、的含义基本相同,“组合凹模”表示该凹模为组合的特征;“液锻件”、“制件”、“成形制件”的含义相同,均表示本发明成形的最终产品;“该”等类似词语不表述数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”指出现在“包括”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”后面列举的元件或者物件及其等同,但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。
如图所示,本方案铝合金汽车车轮的液态模锻成形模具,包括成形零件、低压浇注系统、协调施压机构、浇口封堵机构、侧向分型机构和连接固定零件,所述协调施压机构和浇口封堵机构协助成形零件完成成形动作,并能够实现对成形制件的脱模。
其中,成形零件包括上凸模4;上凸模4用于成形车轮的内形部分,上凸模4由侧壁和下底部组成,内部为中空的腔体结构,上凸模4的侧壁上部均布有4~8个具有一定高度的立柱,上凸模4通过立柱与上固定板1固定连接;上凸模4的侧壁外滑动配合安装有压套3,压套3的下部工作面与车轮上轮缘的上表面吻合,用于成形车轮上轮缘部分,压套3的上端内侧一体布置有与所述立柱数量相同的过梁,过梁呈辐射状,其宽度与立柱间通槽的宽度相符,使压套3的过梁能够在通槽中上下运动,过梁的内侧一体连接有一圆环,该圆环的外径与上凸模4的侧壁的内径相符,圆环的内孔与环套7滑动配合。
本实施例设有用于给模具自动注射合金熔液的低压浇注系统,所述低压浇注系统包括处于压机下方的低压保温炉、连接保温炉和模具的升液管17、设置在下凸模12内的锥形浇口p,升液管17的下端进入保温炉中的合金熔体内,上端穿过模具下底板12、型芯13的底板与浇口p密封连接,浇注时,在保温炉中的压缩空气作用下,合金熔体通过升液管17和浇口p组成的充液通道进入闭合模腔。
本方案,成形零件还包括下凸模12,下凸模12用于成形轮辐的外表面,下凸模12固定在下固定板16上,下固定板16安装在液压机的工作台上:下凸模12在轮辐的风口部位滑动配合安装有型芯13,型芯13上端的凸台具有与风口d相符的外形,型芯13的下端一体连接在环形圆板上,该环形圆板滑动配合安装在下固定板16的台阶孔中,可沿下凸模12的轴线方向进行移动。该环形圆板的下面安放有协调弹簧15,使型芯13在受力时能向下退让,避免阻碍上凸模4对轮辐部分的施压。
本实施例中,组合凹模14为2~4块镶块组成的组合结构,用于成形轮辋的外表面,镶块的数量可以根据设计要求进行调整,各镶块通过导滑槽滑动装配在下固定板16上,可以沿直径方向运动,各个镶块的侧向合模运动由侧向合模液压缸提供运动动力,在其他实施例中,组合凹模14也可以由其他侧向合模机构带动其运动。
本方案中,协调施压机构包括施压弹簧2和协调弹簧15,施压弹簧2安装在上固定板1和压套3之间,当液压机带动上凸模4下行对轮辐部分和轮辋体进行施压时,还通过施压弹簧2迫使压套3下行,对上轮缘部分进行施压,当变形力大于施压弹簧2的弹力时,施压弹簧2产生压缩变形,从而使压套3与上凸模4的压下量根据设定压力相协调;协调弹簧15放置在型芯13和下固定板16之间,使型芯13在受到上凸模4的压力时能够自动向下退让,避免对上凸模4的施压产生阻碍。
本实施例具有浇口封堵机构,所述浇口封堵机构包括压杆5、大弹簧6、环套7、连接杆8、小弹簧9、限位套10和堵头11。压杆5与液压机活动横梁上的顶出缸连接,环套7具有台阶孔,环套7上端通过螺纹与压杆5固定连接,下端的台阶孔中滑动配合安装有带法兰的连接杆8,连接杆8与压杆5间对向设有弹簧孔,用于安装有大弹簧6,大弹簧6具有一定刚度,受轴向压力时,能够使连接杆8与压杆5间产生一定的相对移动;限位套10也具有台阶孔,其上端通过螺纹与连接杆8固定连接,下端台阶孔中滑动配合安装有具有法兰结构的堵头11,堵头11与连接杆8对向设有弹簧孔,之间安装有小弹簧9,小弹簧9具有一定刚度,受轴向压力时,能够使连接杆8与堵头11间产生一定的相对移动;通过浇口封堵机构,可以对浇口p的封堵,堵头11的下端为锥面结构,还可通过锥面对制件产生推出力。所述浇口封堵机构为双弹簧结构,其中,大弹簧6的刚度大于小弹簧9的刚度,浇口封堵机构受力时,堵头11与连接杆8间会先产生相对移动。
本方案中,压杆5与环套7配合安装后,在外缘处形成侧向环槽,与压套3的圆环内孔滑动配合连接,通过这一环槽配合结构,可以对压套3的高度进行控制。在压杆5向下运动时,可以通过压套3与浇口封堵机构的协调动作,使压套3及堵头11相配合,进行顺序推出的动作。在开始脱模时,堵头11和压套3同时提供脱模力,防止制件因受力不均而变形。压杆5回程时可以带动压套3回程。
本实施例,模具的成形零件上设置有加热保温装置及温控系统(图中未画出),侧向分型机构和各成形零件的固定零件未画出。
本方案的成形工艺的设计思路如下:在液态模锻的施压过程中,与较低温度的模腔表壁接触的液态坯料表层材料先达到结晶温度而发生结晶凝固,并持续向内部发展,直至全部凝固。尚未凝固的金属液自始至终在等静压的作用下结晶凝固、流动成形;已凝固的金属层在压力下发生塑性变形,具有热变形组织。凝固过程伴随着尺寸收缩,具有固定的液固收缩率。压力使制件外侧紧贴模具内壁,凝固过程其横向尺寸基本不变,所以收缩率体现在高度尺寸的收缩量的变化,制件厚度越大其收缩量越大。为了可靠有效施压,所需施压模具的下行量应该与坯料各部位的收缩量相符。由此,为了保证均匀的制件质量,必须在凝固过程中分区域对其分别施压,使模具各部分的压下量与坯料凝固时的收缩量保持一致。
由图1可知,包括辐条和轮毂的轮辐部分的厚度最厚,需要大的压缩量;轴孔部分b在施压前,其用于成形的堵头11已经下行到位,风口部分d没有坯料,合模时上下模具零件已经接触,不需压缩量;包括轮辋体和上下轮缘部分的厚度小且比较均匀,凝固较快,其中,轮辋体f处壁厚小,成形时厚度收缩量也小,但是因为具有斜度,需要的模具下压量比轮辐部分更大,另一方面,由于厚度小,会先结晶凝固,便于补缩,综合考虑,轮辋体部分可以和轮辐车轮处的下压量相同;e处上轮缘部分厚度较小,产生的压缩量较小;f处下轮缘部分厚度较小,会先结晶凝固,便于从轮辐部分得到熔液补缩,因此不必考虑压缩量。
由以上所述,成形时,轮辋体部分和轮辐部分可以使用一个压缩量,上轮缘部分需要较小的压缩量,下轮缘部分不需要压缩量,风口部分和轴孔部分成形施压前需要先合模。由此制定成形工艺和设计相应的模具,协调变形,保持各部分具有相应的压缩量,从而保证各处质量一致,达到最佳效果。
本实施例还提供一种铝合金汽车车轮的低压浇注液态模锻成形方法,该方法采用一套复合成形模具,通过低压铸造的方法将液态合金浇注到复合液锻模具的定容闭合模腔中,使其充满模腔,封堵充液通道后对金属液施加一定压力,使其发生结晶、凝固、冷却定形及塑性变形而成为液锻件。本成形方法对车轮的不同壁厚部位均匀施压,其成形件各处均具有较高的性能。其工艺过程为:
1、将熔炼好的铝合金注入低压铸造保温炉,密封保温炉并保温。
2、对模具进行加热及冷却,使其保持在250~350℃温度。
3、液压机下行,进行合模,控制液压机的下行位置,使模腔容积等于与液锻件等质量的熔体体积,如图2。
4、低压铸造保温炉加压,通过升液管17和浇口p将液态铝合金注入如图2所示的模具中。
5、顶出缸下行,通过浇口封堵机构带动堵头11下行,压住下凸模12的浇口p,从而将充液通道封堵,使模腔完全封闭,然后保温炉泄压,使充液通道中的熔体流回保温炉,如图3所示。
6、液压机下行,通过上凸模4、压套3对液态坯料m进行持续施压,压力为30~100MPa,使液态坯料m在压力下结晶和凝固定形为液锻件n。
模具具体动作为:1)液压机带动上凸模4下行,并通过施压弹簧2迫使压套3下行,对模腔中的液态坯料m施压,能够使轮辐部分及轮辋部分的坯料始终在受力状态下结晶凝固;2)上凸模4下行并克服协调弹簧15的弹力,迫使型芯13后退;3)堵头11受到下凸模12的阻碍不能下行而小弹簧9被压缩;4)上轮缘e处结晶凝固定型,坯料抗力增加,施压弹簧被压缩,压套3减速和停止下行,上凸模4继续下行;5)下轮缘f处在压力下先于轮辐部分结晶凝固定型,其补缩料由轮辐部分提供;在整个施压过程中,模具各成形零件的动作是同时协调完成的,结束时的模具状态如图4所示。
7、组合凹模14侧向分型,上模回程开模。回程时,在施压弹簧2和小弹簧9的弹力作用下,压套3和堵头11共同作用将成形制件n从上压头3上向下推出一段距离,如图5所示。
8、顶出缸再次推出下行,进行后续脱模动作,其过程为:
1)压杆5下行,推动压套3和堵头11下行进行脱模,直至限位套10压住上压头4,如图6所示:
2)压杆5带动压套3继续下行进行脱模,限位套10受阻不动,大弹簧6被压缩,由小弹簧9的弹力推动封堵压头堵头11下行至压住限位套10,对制件起顶出作用,使制件基本上脱出,如图7所示;
3)压杆5带动压套3继续下行进行脱模,堵头11受阻停止运动,通过大弹簧6的弹性收缩,给压杆5提供下行空间,使制件从上凸模4和堵头11上脱出,如图8。
9、上顶出缸回程,组合凹模14合模,进行下一次成形动作。
10、将成形件进行热处理、后续切削加工和表面处理即得铝合金汽车车轮。
本发明的其他实施例中,也可以成形镁合金汽车车轮,其模具温度为200~300℃。
本发明实施例采用侧向液压缸控制组合凹模14的开合,并对合模后的组合凹模14施加合模力,使其在受成形力时不会胀模;在其他实施例中也可以通过带锥度配合的约束环对闭合的组合凹模9进行约束,防止其胀模,所述约束环的动作由液压缸控制;也可以由其他侧向合模装置带动凹模进行开合模动作。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,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,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:包括成形零件、低压浇注系统、侧向分型机构、协调施压机构和浇口封堵机构,所述侧向分型机构、协调施压机构和浇口封堵机构协助成形零件完成成形动作,并能够实现对成形制件的脱模。
2.如权利要求1所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:所述成形零件包括上凸模;上凸模用于成形车轮的内形部分,上凸模由侧壁和下底部组成,上凸模的侧壁上部均布有4~8个具有一定高度的立柱,上凸模通过立柱与上固定板固定连接;上凸模的侧壁外滑动配合安装有压套,压套的下部工作面与车轮上轮缘的上表面吻合,用于成形车轮上轮缘部分,压套的上端内侧一体布置有与所述立柱数量相同的过梁,过梁呈辐射状,其宽度与立柱间通槽的宽度相符,使压套能够在通槽中上下运动。
3.如权利要求1或2所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:所述成形零件包括下凸模、组合凹模和滑动配合安装在下凸模上的型芯,下凸模的上表面与所要成形的轮辐外表面吻合,型芯上部各凸台的周向工作表面与所要成形车轮的轮辐风口部位的内表面吻合,由组合凹模围成的内壁面与所要成形的车轮轮辋的外表面吻合。
4.如权利要求1所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:所述协调施压机构包括施压弹簧和协调弹簧,施压弹簧安装在上固定板和压套之间,迫使压套对车轮的上轮缘部分进行定压施压,从而使压套与上凸模的压下量根据设定压力相协调;
协调弹簧放置在型芯和下固定板之间,使型芯在受到上凸模下压力时能够自动向下退让。
5.如权利要求1所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:低压浇注系统包括升液管和浇口p,升液管和浇口p形成充液通道,用于将低压铸造保温炉的液态坯料注入模具模腔。
6.如权利要求2所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:所述浇口封堵机构包括压杆、与压杆固定连接的环套和滑动安装连接在环套内孔中的连接杆,连接杆和压杆间安装有大弹簧,连接杆下端固定套装有限位套,限位套内滑动安装有堵头,堵头与连接杆间安装有小弹簧,通过压杆的运动,可以通过堵头实现对所述下凸模上的充液流道的封堵;环套与压杆间形成外环槽,压套的过梁内侧一体连接有一圆环,该圆环的内孔与环套的外环槽滑动配合,压杆回程时可以通过所述外环槽带动压套回程。
7.如权利要求6所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具,其特征在于:压套和堵头能够用于成形制件的脱模,由协调施压机构和浇口封堵机构的共同作用,使压套和堵头下行,将成形制件从上凸模上推出,实现脱模。
8.一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具的成形方法,其特征在于:具体步骤如下:
步骤一、将低压铸造保温炉的液态坯料经升液管和浇口p浇注到具有一定容积的模腔中;
步骤二、浇口封堵机构带动堵头下行堵塞浇口p使模腔闭合,多余的液态坯料及时流回保温炉;
步骤三、通过对液态坯料进行持续施压,使其在一定压力下发生均匀的流动、结晶和凝固成形,在持续施压过程中,根据车轮各部位所需压缩量不同施加相应下压量;
步骤四、待模腔中液锻件在压力作用下冷却成形后,模具开模并取出液锻件。
9.如权利要求8所述的一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具的成形方法,其特征在于:步骤三中,所述通过对液态坯料进行持续施压的具体步骤如下:液压机带动上凸模下行挤压时,通过施压弹簧迫使压套下行,对车轮的上轮缘部分进行挤压,当变形力大于施压弹簧的设定压力时,施压弹簧产生压缩变形,减小压套的压下量,防止对上凸模的施压过程产生阻碍;型芯在上凸模压力下,克服协调弹簧的弹力下行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210465941.7A CN115041664B (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210465941.7A CN115041664B (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115041664A true CN115041664A (zh) | 2022-09-13 |
CN115041664B CN115041664B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=83157479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210465941.7A Active CN115041664B (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115041664B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116516189A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-01 | 中北大学 | 一种镁合金车轮铸锻成形方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08197228A (ja) * | 1995-01-18 | 1996-08-06 | U Mold:Kk | 溶湯鍛造装置 |
US5562147A (en) * | 1994-09-05 | 1996-10-08 | Bortoloni; Andrea | Multi-stage casting plant and method of forming castings |
JP2000263215A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-09-26 | Asahi Tec Corp | 車両用ホイールの鋳型装置 |
BG109024A (en) * | 2002-07-26 | 2005-10-31 | Arcontec Argirov Gmbh | Low pressure casting die |
CN1835816A (zh) * | 2003-08-11 | 2006-09-20 | 鹫兴产株式会社 | 车轮的制造方法及其车轮 |
JP2007253168A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Kosei Aluminum Co Ltd | 竪型鋳造装置及び竪型鋳造方法 |
CN101491873A (zh) * | 2009-03-06 | 2009-07-29 | 河南科技大学 | 一种汽车轮毂的两步塑性成形方法及其配套成形模具 |
CN201291242Y (zh) * | 2008-04-21 | 2009-08-19 | 河南科技大学 | 汽车轮毂挤压成形的复合挤压模具 |
CN101880789A (zh) * | 2010-07-12 | 2010-11-10 | 哈尔滨工业大学 | 特种车辆铝基复合材料履带板半固态成形方法及其成形模具 |
CN103056336A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-24 | 北京交通大学 | 一种s形辐板轨道车轮毛坯的铸型及其铸造方法 |
CN105499513A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-20 | 哈尔滨工业大学 | 液态充填局部加压补缩铝合金汽车轮毂制造装置及其方法 |
KR20180014268A (ko) * | 2016-07-28 | 2018-02-08 | 핸즈코퍼레이션주식회사 | 주조금형을 이용한 투피스 중공휠 제조공법 |
CN208743655U (zh) * | 2018-08-09 | 2019-04-16 | 宁波市北仑宇达模具制造有限公司 | 一种提高压铸产品的孔位致密度的弹性插杆 |
EP3539688A1 (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-18 | Citic Dicastal Co., Ltd. | Low-pressure casting multi-sprue process and device for aluminum alloy wheel |
-
2022
- 2022-04-29 CN CN202210465941.7A patent/CN115041664B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5562147A (en) * | 1994-09-05 | 1996-10-08 | Bortoloni; Andrea | Multi-stage casting plant and method of forming castings |
JPH08197228A (ja) * | 1995-01-18 | 1996-08-06 | U Mold:Kk | 溶湯鍛造装置 |
JP2000263215A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-09-26 | Asahi Tec Corp | 車両用ホイールの鋳型装置 |
BG109024A (en) * | 2002-07-26 | 2005-10-31 | Arcontec Argirov Gmbh | Low pressure casting die |
CN1835816A (zh) * | 2003-08-11 | 2006-09-20 | 鹫兴产株式会社 | 车轮的制造方法及其车轮 |
JP2007253168A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Kosei Aluminum Co Ltd | 竪型鋳造装置及び竪型鋳造方法 |
CN201291242Y (zh) * | 2008-04-21 | 2009-08-19 | 河南科技大学 | 汽车轮毂挤压成形的复合挤压模具 |
CN101491873A (zh) * | 2009-03-06 | 2009-07-29 | 河南科技大学 | 一种汽车轮毂的两步塑性成形方法及其配套成形模具 |
CN101880789A (zh) * | 2010-07-12 | 2010-11-10 | 哈尔滨工业大学 | 特种车辆铝基复合材料履带板半固态成形方法及其成形模具 |
CN103056336A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-24 | 北京交通大学 | 一种s形辐板轨道车轮毛坯的铸型及其铸造方法 |
CN105499513A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-20 | 哈尔滨工业大学 | 液态充填局部加压补缩铝合金汽车轮毂制造装置及其方法 |
KR20180014268A (ko) * | 2016-07-28 | 2018-02-08 | 핸즈코퍼레이션주식회사 | 주조금형을 이용한 투피스 중공휠 제조공법 |
EP3539688A1 (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-18 | Citic Dicastal Co., Ltd. | Low-pressure casting multi-sprue process and device for aluminum alloy wheel |
CN208743655U (zh) * | 2018-08-09 | 2019-04-16 | 宁波市北仑宇达模具制造有限公司 | 一种提高压铸产品的孔位致密度的弹性插杆 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116516189A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-01 | 中北大学 | 一种镁合金车轮铸锻成形方法 |
CN116516189B (zh) * | 2023-06-28 | 2023-10-20 | 中北大学 | 一种镁合金车轮铸锻成形方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115041664B (zh) | 2024-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106077257B (zh) | 铝镁合金轮毂成型工艺及设备 | |
CN101376141B (zh) | 汽车轮毂挤压成形方法及其配套成形模具 | |
CN203292405U (zh) | 一种闭塞内挤压成形装置 | |
CN109396208B (zh) | 一种钢制不同壁厚“h”形连接件同步挤压成形方法 | |
CN103128211A (zh) | 一种闭塞内挤压成形装置及成形工艺 | |
CN1082467A (zh) | 铝合金车轮的挤压铸造方法及设备 | |
CN103736894A (zh) | 镁合金阶梯型结构模锻件的等温锻造模具及其锻造工艺 | |
CN1864881A (zh) | 非对称组合零件整体挤压成形方法及装置 | |
CN115041664B (zh) | 一种汽车车轮的低压浇注液态模锻成形模具及其成形方法 | |
CN115041636B (zh) | 镁合金轮毂的挤压铸造成型模具 | |
CN110238343B (zh) | 轮毂成形方法 | |
CN113560529B (zh) | 工件挤压扭转复合一体化成型装置 | |
CN103464724A (zh) | 一种车轮或车轮中心盘的铸造方法 | |
CN104550829A (zh) | 遥控飞机斜齿轮模具 | |
CN206614024U (zh) | 一种镁合金轮毂液态模锻成型模具 | |
US3120038A (en) | High pressure permanent molding | |
JPH05285628A (ja) | 溶湯鍛造方法および装置 | |
CN211803757U (zh) | 一种铝轮毂挤压成形模具工装 | |
JP3154054B2 (ja) | ダイカスト機の鋳込み装置 | |
CN203556833U (zh) | 一种便于取件的液态锻模模具 | |
CN116516189B (zh) | 一种镁合金车轮铸锻成形方法 | |
CN219151551U (zh) | 一种具有加固结构的刀板模具 | |
CN211276438U (zh) | 一种用于生产镁合金毛坯件的模具 | |
CN111790894A (zh) | 移动载具用铝合金铸锻轮圈成型工法及其铸模 | |
CN106925758B (zh) | 一种易起模且脱模无变形的低压铸造铝合金车轮模具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |