CN116037896A - 一种轮毂铸造模具及轮毂铸造冷却工艺 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种轮毂铸造模具，包括上模、侧模、下模、冷却装置，所述上模、侧模和下模合模后形成铸造型腔，所述侧模上设有浇口，所述下模上设有朝上凸出布置的中心柱，所述冷却装置用于对铸造型腔进行冷却以在铸造型腔内形成轮毂坯体；冷却装置包括中心冷却结构、中间冷却结构和外部冷却结构，所述中心冷却结构包括设于所述中心柱内的中心柱液冷腔以及设于所述上模中的环形液冷腔，所述环形液冷腔环绕所述中心柱布置；所述中心冷却结构、中间冷却结构、外部冷却结构在使用时依次启动以使得轮毂坯体由中心向轮辋依次进行凝固。本发明通过改造铸造模具结构，通过控制整个铸件凝固顺序，保证在减少或者省去补缩冒口的基础上，实现可靠补缩。

Description

一种轮毂铸造模具及轮毂铸造冷却工艺

技术领域

本发明涉及轮毂铸造技术领域，特别涉及低压铸造技术领域，具体涉及一种轮毂铸造模具及轮毂铸造冷却工艺。

背景技术

目前市面上大部分轮毂采用低压铸造工艺铸造。低压铸造工艺是通过在低压下把液态合金压进铸模后冷却成型的加工过程。低压铸造不仅能满足复杂和精致造型的需求，还具有成形性好、轮廓清晰、密度均匀的优点。

轮毂低压铸造采用中心位置底部浇注的方式，金属液通过轮辐流向轮辋，铸造过程中轮辋补缩路径长、补缩难度大，容易产生缩松缩孔问题，影响铸件性能；而且中心底部浇注方式浇注完成所需时间较长，导致整个铸造时间相对较长，生产效率较低。

为了解决上述问题，可采用双边浇注方式。双边浇注通过在铸件的芯部设置补缩冒口对轮芯进行补缩，避免铸件冷却凝固时远离浇口的轮芯补缩不到位，导致铸件上出现不规则的缩孔的问题。现有技术中，补缩冒口都设置的较高，几乎是轮辋高度的1/3-2/3。例如申请公布号为CN101318213A的发明专利申请中公开的一种铝合金轮毂的低压铸造模具结构，其包括上模、下模和侧模，下模上设置有两个对称分布在下模侧边的浇口。浇注时，可利用两侧的浇口实现双边浇注。上述低压铸造模具结构中设置了补缩冒口对轮芯位置进行补缩，用于避免在轮芯位置产生缩孔。

此类设置补缩冒口以进行补缩的方式在具体使用时，不仅需要大量补缩液铸造补缩冒口，存在较大的材料浪费的问题，并且铸造成本也相对较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种能减少补缩冒口补缩液损耗，以及降低成本的轮毂铸造模具。

本发明的另一目的是提供一种轮毂铸造冷却工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种轮毂铸造模具，包括：上模、侧模、下模、冷却装置，所述上模、侧模和下模合模后形成铸造型腔，所述侧模上设有浇口，所述下模上设有朝上凸出布置的中心柱，所述冷却装置用于对铸造型腔进行冷却以在铸造型腔内形成轮毂坯体；

冷却装置包括中心冷却结构、中间冷却结构和外部冷却结构，中心冷却结构用于对轮毂坯体的中心进行冷却，中间冷却结构用于对轮毂坯体的内圈进行冷却，外部冷却结构用于对轮毂坯体的外圈、轮辋进行冷却；

所述中心冷却结构包括设于所述中心柱内的中心柱液冷腔以及设于所述上模中的环形液冷腔，所述环形液冷腔环绕所述中心柱布置；

所述中心冷却结构、中间冷却结构、外部冷却结构在使用时依次启动以使得轮毂坯体由中心向轮辋依次进行凝固。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中心柱液冷腔内设有挡液盘，挡液盘与所述中心柱液冷腔的顶部一起形成腔室，所述挡液盘上设有进液孔和出液孔，进液孔的总截面的面积不小于出液孔的总截面面积。进液孔的总截面的面积不小于出液孔的总截面的面积的设置，使中心柱液冷腔在冷却时，冷却液始终保持充盈状态，冷却效果更好。

作为本发明的一种优选技术方案，中心冷却结构包括进液管，所述进液管的出口正对所述中心柱液冷腔的顶部布置。将进液管出口设置在中心柱液冷腔的顶部，一方面可以确保中心柱液冷腔顶部的冷却效果，另一方面冷却液冲击到中心柱液冷腔顶部后四散沿内腔壁流下，最大限度利用了冷却液带走热量以对中心柱进行冷却，确保中心柱液冷腔内冷却液的冷却效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述下模上设有封闭所述中心柱液冷腔的底盘。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中心柱可拆装配在下模上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上模上设有封盖，封盖用于封装环形液冷腔，封盖上穿装有冷却液进管和冷却液出管。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外部冷却结构包括外圈液冷结构和轮辋冷却结构，轮辋冷却结构包括设于侧模上的冷铁以及对轮辋进行风冷的风冷管、对轮辋进行雾冷的雾冷管。

所述冷铁设置在侧模上用于与轮辋和轮辐连接处相对应的位置。所述冷铁的作用是加快铸件的轮辋和轮辐连接处的热节的冷却速度。由于轮毂自身结构功能需求，导致轮毂各部分的壁厚不均；铸件冷却过程中，壁厚较厚的部位冷却较慢，壁厚较薄的部位冷却得快，造成同一个铸件各个部位冷却速度不均匀，可能产生缩孔、缩松或者把壁薄的部位拉裂等问题。为了避免产生这种现象，会在铸件壁厚较厚(即轮辋和轮辐的连接处)相对应的模具部位加放冷铁，用它来提高铸件壁厚较厚部位的冷却速度，缩短和其他壁厚较薄的部位冷却的时间差，促进铸件由中心向轮辋方向的顺序凝固，提高铸件的机械性能和出品率。

一种采用上述轮毂铸造模具的轮毂铸造冷却工艺，冷却时，按间隔设定的时间依次启动中心冷却结构、中间冷却结构、外部冷却结构，以使得轮毂坯体由中心向轮辋依次进行凝固。

作为本发明的一种优选技术方案，启动中心冷却结构时先向上模的环形液冷腔中通入冷却液再向下模的中心柱液冷腔中通入冷却液。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外部冷却结构包括外圈液冷结构和轮辋冷却结构，轮辋冷却结构包括设于侧模上的冷铁以及对轮辋进行风冷的风冷管、对轮辋进行雾冷的雾冷管，轮毂铸造冷却工艺包括以下步骤：

1)铸造型腔浇注完成后延迟10-20s向上模的环形液冷腔内通入冷却液60-80s；

2)铸造型腔浇注完成后延迟20-30s向下模的中心柱液冷腔中通入冷却液130-170s；

3)铸造型腔浇注完成后延迟30-50s通过中间冷却结构对轮毂坯体的内圈进行冷却90-110s；

4)铸造型腔浇注完成后延迟50-70s通过外圈液冷结构对轮毂坯体的外圈进行冷却30-50s，同时通过雾冷管对轮辋进行冷却50-70s；

5)铸造型腔浇注完成后延迟80-100s，通过风冷管对轮辋进行冷却110-130s。

有益效果：

1、本发明通过改造铸造模具芯部原补缩冒口并加设液冷结构、同时在中心柱内部设置液冷结构，通过控制整个铸件凝固顺序，保证在减少或者省去补缩冒口的基础上，通过浇口实现可靠补缩；减少甚至取消补缩冒口，可以减少金属液的消耗并提升金属液的利用率，降低生产成本。

2、本发明通过对远离浇口的轮芯采用强冷的方式，让其先于轮辐和轮辋冷却凝固，彻底改变铸件凝固顺序，轮毂铸造不再需要设置太高的补缩冒口甚至是不需要补缩冒口也能完成铸造，而且铸造合格率更高，几乎不会出现缩孔。

附图说明

为了更清楚地说明本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。

图1为本发明一种轮毂铸造模具的剖面结构示意图；

图2为图1中A的局部放大示意图；

图3为图1中B的局部放大示意图；

图4为实施例3的结构示意图；

图5为图4中C的局部放大示意图；

附图标记说明：1、上模；12、中心管；13、排气粒；2、侧模；21、冷铁；3、下模；4、上模芯；41、环形液冷腔；411、冷却液进管；412、冷却液出管；413、封盖；5、中心柱；50、进液管；51、挡液盘；52、底盘；53、出液管；6、避空位；7、浇口；81、雾冷管；82、风冷管；821、小孔；83、中间冷却结构；84、外圈液冷结构；91、顶料板；92、顶料连接板；93、顶料柱；94、上模连接柱；95、上模连接板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

采用双边浇注方式的轮毂铸造模具，冷却凝固过程中，由于轮芯壁厚较轮辐厚，轮辐作为轮芯的补缩通道，常常先于轮芯凝固，导致轮芯得不到浇口补缩产生缩松缩孔缺陷。

现有技术大多通过以下两个方式来解决上述问题：1、将轮辐壁厚加厚，使其晚于轮芯凝固；但将轮辐壁厚加厚，不仅增加了轮毂生产成本，而且增加了轮胎的重量，不利于打造轻量化轮胎。2、在轮芯部位设置冒口，对轮芯进行补缩，轮芯无需通过轮辐进行补缩，所以轮辐壁厚可以设置得较薄。然而，在轮芯设置补缩冒口对轮芯进行补缩，则需要将补缩冒口设置的较大，确保冒口在轮芯之后凝固，才能发挥冒口补缩的作用。因此，补缩冒口需要大量补缩液铸造，存在较大的材料浪费的问题，并且铸造成本也相对较高。

本发明通过改变铸件芯部结构，通过对远离浇口的轮芯采用强冷的方式，让其先于轮辐先冷却凝固，彻底改变其凝固顺序，从而不再需要补缩冒口也能完成铸造。

实施例1：

如图1-3所示的一种轮毂铸造模具，包括上模1、侧模2、下模3、冷却装置；其中，上模1、侧模2和下模3合模后形成铸造型腔，冷却装置用于冷却铸造型腔以在铸造型腔内形成轮毂坯体；冷却装置包括中心冷却结构、中间冷却结构83和外部冷却结构。

上模1中央挖空，上模芯4设置在上模1中央挖空处。上模芯4边缘设置有台阶状安装部，上模1中央挖空处的边缘设置有凸台，凸台与安装部相适应装配，凸台与安装部通过螺栓连接实现上模芯4与上模1的可拆卸连接。上模芯4内部环绕设置有环形液冷腔41。环形液冷腔41上方设置有封盖413用于封装环形液冷腔41以形成密闭腔体。环形液冷腔41上端设置有沟槽，封盖413下端设置有与沟槽相适配的凸边，封盖413和环形液冷腔41通过沟槽和凸边相适应装配构成环形液冷腔体。封盖413上穿装有冷却液进管411和冷却液出管412；冷却时，冷却液从冷却液进管411进入环形液冷腔体内，从冷却液出管412输出。当上模1与侧模2、下模3配合形成铸造型腔时，环形液冷腔41环绕在中心柱5上方；冷却时，环形液冷腔41用于冷却铸造型腔的中心位置的上部。

侧模2上设置有左右对称的两个浇口7，浇口7开口处设置在与铸件的轮辋相对应的位置，浇口7开口处的最底端设置在与轮辋和轮辐连接处相对应的位置。浇口7底端呈弧度弯曲设置，浇口7底端开口处高度较浇口7底端中部低，在凝固冷却过程中，浇口7可以为热节提供重力补缩，热节得到有效补缩，避免轮辋和轮辐连接处得不到补缩导致缩孔、缩松缺陷。

轮辋和轮辐连接处，即热节，该部位的壁厚较厚，浇注后冷却速度较慢，而与热节相邻的轮辐和轮辋的壁厚则相对较薄，冷却速度较快。当浇注方式为中心底注时，作为补缩通道的轮辐先于热节冷却，热节得不到补缩产生缩孔缩松缺陷，使得轮毂铸件的机械性能不高、质量较差，报废率高。而现有技术的双边浇注方式大多都将浇口设置在下模，热节无法得到重力补缩，补缩效果也不理想。本发明浇口7的设置方式解决了上述问题。

浇口7与升液管连接，双边浇口的设置使浇注速度更快，可以提高轮毂的生产速度。侧模2上还均匀设置有多个冷铁21，冷铁21设置在侧模2上用于与轮辋和轮辐连接处相对应的位置，冷铁21的个数与轮辐的数量相同。冷铁21可以加速铸件热节的冷却，缩短热节和其他壁厚较薄的部位冷却的时间差，促进铸件由中心向轮辋方向的顺序凝固，避免铸件出现缩孔或缩松缺陷，提高铸件的机械性能和出品率。

下模3上设有朝上凸出布置的中心柱5，中心柱5与下模3可拆卸连接，中心柱5下端设置有连接部，连接部与下模3通过螺栓可拆卸连接。中心柱5内部挖空形成中心柱液冷腔，中心柱液冷腔的顶部固定设置有一个挡液盘51，挡液盘51与中心柱液冷腔的顶部的腔壁相适配，挡液盘51与中心柱液冷腔的顶部一起形成腔室。挡液盘51上开设有一个进液孔和多个出液孔，进液孔设置在挡液盘51中央，出液孔均匀分布在进液孔四周，进液孔用于供进液管50通过。进液管50一端穿装过进液孔进入腔室，另一端与冷却液出口连接；进液管50将冷却液从冷却液出口输送至腔室内。挡液盘51上的进液孔的总截面的面积大于出液孔的总截面面积，确保冷却时腔室内冷却液量始终充盈。挡液盘51设置的水平高度低于下模3与中心柱5接触的最高处，冷却时，挡液盘51与中心柱液冷腔的顶部构成的腔室用于冷却铸造型腔的中心位置。

中心冷却结构用于对轮毂坯体的中心进行冷却，中心冷却结构包括设于中心柱5内的上述中心柱液冷腔以及设于上模1中的上述环形液冷腔41，环形液冷腔41环绕中心柱5布置。

中间冷却结构83用于对轮毂坯体的内圈进行冷却。中间冷却结构83为设置在下模内部并环绕在中心柱四周的环形液冷圈，环形液冷圈设置有进液管和出液管。

外部冷却结构用于对轮毂坯体的外圈、轮辋进行冷却。外部冷却结构包括外圈液冷结构84和轮辋冷却结构，轮辋冷却结构包括设于侧模2上的冷铁21以及对轮辋进行雾冷的雾冷管81、对轮辋进行风冷的风冷管82。外圈液冷结构84为环形液冷圈，该环形液冷圈设置在下模内部，并环绕在热节下方布置。风冷管82设置在上模1内侧并延伸至上模1上方，风冷管82左右对称设置有两个，风冷管82设置在上模1内侧部分与浇口开口位置相对。风冷管82上与轮辋相对应的位置设置有多个小孔821作为出风口，风冷管82输出冷风冷却轮辋。雾冷管81设置在上模1内侧并延伸至上模1上方，雾冷管81出雾口正对轮辋中部相对应位置用于冷却轮辋。雾冷管81左右对称设置有两个，雾冷管81与风冷管82均匀设置在上模1内侧。

本发明模具芯部原补缩冒口位置仍保留有一个小冒口，该小冒口不具有补缩功能，主要用于集聚铸件在充型过程中产生的浮渣，避免浮渣掺入铸件中影响机械性能。

本发明通过改造铸造模具芯部原补缩冒口并加设环形液冷腔41、同时在中心柱5上设置冷却结构，通过控制整个铸件凝固顺序(从轮芯到轮辋的顺序凝固)，保证在缩小补缩冒口体积的基础上，通过浇口7实现可靠补缩。本发明缩小补缩冒口体积，每件铸件可减少约800g的金属液损耗。产品的金属利用率可提升约4％到5％。

具体的，本实施例的金属液为铝液，用于铸造铝合金轮毂；另外，本实施例的轮毂铸造模具用于铸造钢轮毂时，金属液为钢液；而本实施例的轮毂铸造模具用于铸造镁合金轮毂时，金属液为镁液；金属液的成分具体根据需要铸造的轮毂特性进行配制。

实施例2：

其与实施例1的区别主要在于，本实施例中：上模芯4中心位置设置有贯穿上模芯4的穿孔，穿孔内穿设有中心管12用于铸造型腔在铸造过程中排气。穿孔下端设置有蜂窝孔状的不锈钢的排气粒13。排气粒13解决了中心管12下端被金属液堵住清理和更换困难的问题。

上模芯4与上模1连接的中部设置有避空位6，下模3与中心柱5连接的中部设置有避空位6。上模芯4边缘台阶状安装部的中部设置有凹槽。上模芯4与上模1相适应装配后，凹槽与上模1中央凸台形成避空位6。中心柱5外侧下部设置有台阶状凸出，下模3设置有与其相适配的内凹。中心柱5与下模3的连接位置的下方至台阶状凸出的下方设置有凹槽，凹槽与下模3装配连接后形成避空位6。由于模具连接处有细小的缝隙，在铸造过程中，这些缝隙也有细微的排气功能，避空位的设置加强了连接缝隙处排气的功能。同时，避空位的设置，使得冷却过程中更加有针对性，无需冷却的模具中间位置设置避空位可以避免热量交换；上模避空位可以避免环形液冷腔41与上模1的热量交换，下模避空位可以避免中心柱液冷腔与下模3的热量交换，减少不必要的热量损耗。

中心柱5底端设置有底盘52，底盘52与中心柱液冷腔的底部开口适配，底盘52用于封闭中心柱液冷腔底部。底盘52设置穿孔供进液管50和出液管53通过。

进液管50穿插过底盘52的穿孔和挡液盘51的进液孔进入中心柱液冷腔的顶部腔室，进液管50出口设置在中心柱液冷腔的顶部且离中心柱液冷腔最顶端有一定的距离，进液管50出口正对中心柱液冷腔最顶端。该设置能使冷却液冲击到中心柱液冷腔顶部后四散沿腔壁流下，冷却液的流动方向始终是从上及下，最大限度地利用了冷却液带走热量以对中心柱进行冷却，确保中心柱液冷腔内冷却液的冷却效果达到最佳。挡液盘51上的进液孔的总截面的面积等于出液孔的总截面面积，确保冷却时腔室内冷却液量始终保持充盈状态，冷却效果更好。

中心柱液冷腔的冷却液从进液管50输出，冷却液从中心柱液冷腔顶部腔室从上往下流动带走热量，之后从挡液盘51的出液孔流出，进入中心柱液冷腔底部腔室，最后从出液管53流出。

实施例3：

其与实施例2的区别主要在于，本实施例中：如图4-5所示，排气粒13呈圆环状设置，排气粒13设置在中心柱5顶部，中心柱5顶部和上模芯4均设置有凹槽与排气粒13卡接装配。

上模1、侧模2和下模3合模后，铸造型腔没有补缩冒口。本发明通过改造铸造模具芯部原补缩冒口，通过控制整个铸件凝固顺序，确保在取消补缩冒口的基础上，通过浇口7实现可靠补缩。

冷铁21为外冷铁。冷铁21个数较轮辐减少2个，两浇口所在轮辋与轮辐的连接处不设置冷铁21。

下模3与中心柱5构成的避空位6设置在挡液盘51下方。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

实施例4：

一种轮毂铸造冷却工艺，包括以下步骤：

1)铸造型腔浇注完成后延迟10s向上模的环形液冷腔41内通入冷却液60s；

2)铸造型腔浇注完成后延迟20s向下模的中心柱液冷腔中通入冷却液130s；

3)铸造型腔浇注完成后延迟30s通过中间冷却结构83对轮毂坯体的内圈进行冷却90s；

4)铸造型腔浇注完成后延迟50s通过外圈液冷结构84对轮毂坯体的外圈进行冷却30s，同时通过雾冷管81对轮辋进行冷却50s；

5)铸造型腔浇注完成后延迟80s，通过风冷管82对轮辋进行冷却110s。

本发明从远离浇口的轮芯开始冷却凝固，然后到轮辐、轮辋，不需要设置补缩冒口对远离浇口的轮芯进行补缩，由浇口直接进行补缩(凝固过程中，金属液从浇口通过铸造型腔的轮辐进入轮芯，对轮芯进行补缩)。冷却过程中，首先通过环形液冷腔41对铸造型腔内的轮芯的上部进行冷却，防止轮芯同时冷却时，轮芯上部对下部进行补缩导致轮芯上部产生缩孔缩松问题；接着通过中心柱液冷腔和环形液冷腔41配合(即中心冷却结构)对轮芯进行冷却，冷却一定时间后，轮芯虽已完成凝固但中心冷却结构却还在继续进行冷却，中心冷却结构开始往周边辐射；然后通过设置在下模内部、环绕中心柱四周的中间冷却结构83对铸造型腔的中部(轮辐和轮芯交界处)进行冷却，冷却一定时间后，铸造型腔的中部完成凝固，中间冷却结构83开始辐射轮辐，促进轮辐凝固；下一步，通过外圈液冷结构84和雾冷管81同时对铸造型腔外部进行冷却，外圈液冷结构84环绕热节设置用于冷却热节，雾冷管81用于冷却远离浇口的轮辋；最后，通过风冷管82对靠近浇口的轮辋进行冷却。

整个冷却凝固过程中，铸造型腔严格按照远离浇口的位置先冷却，靠近浇口的后冷却的顺序凝固，确保铸造型腔内铸件各个部位均能得到有效补缩，避免了铸件因补缩通道先冷却导致补缩不到位，铸件产生缩孔缩松的缺陷。

实施例5：

一种轮毂铸造冷却工艺，包括以下步骤：

1)铸造型腔浇注完成后延迟15s向上模的环形液冷腔41内通入冷却液70s；

2)铸造型腔浇注完成后延迟25s向下模的中心柱液冷腔中通入冷却液150s；

3)铸造型腔浇注完成后延迟40s通过中间冷却结构83对轮毂坯体的内圈进行冷却100s；

4)铸造型腔浇注完成后延迟60s通过外圈液冷结构84对轮毂坯体的外圈进行冷却40s，同时通过雾冷管81对轮辋进行冷却60s；

5)铸造型腔浇注完成后延迟90s，通过风冷管82对轮辋进行冷却120s。

实施例6：

一种轮毂铸造冷却工艺，包括以下步骤：

1)铸造型腔浇注完成后延迟20s向上模的环形液冷腔41内通入冷却液80s；

2)铸造型腔浇注完成后延迟30s向下模的中心柱液冷腔中通入冷却液170s；

3)铸造型腔浇注完成后延迟50s通过中间冷却结构83对轮毂坯体的内圈进行冷却110s；

4)铸造型腔浇注完成后延迟70s通过外圈液冷结构84对轮毂坯体的外圈进行冷却50s，同时通过雾冷管81对轮辋进行冷却70s；

5)铸造型腔浇注完成后延迟100s，通过风冷管82对轮辋进行冷却130s。

该冷却工艺通过控制冷却装置的多个冷却点和冷却时间，使铸造型腔内部金属液受模温控制由轮芯向轮辋逐步凝固，通过对远离浇口的轮芯采用强冷的方式，让轮芯先于轮辐先冷却凝固，彻底改变铸造型腔内凝固顺序，轮毂铸造不再需要补缩冒口也能完成铸造。本发明轮芯冷却过程中需要补缩时，金属液从轮辐流入轮芯对其进行补缩；以此类推，轮辐冷却时，金属液从轮辋流入轮辐补缩；轮辋冷却时，金属液从浇口流入轮辋补缩。

铸件在凝固时，如果铸造型腔的温度场变化不规范，会导致作为补缩通道的轮辐较薄，轮毂厚度不合理等质量缺陷。如果冷却速度过快，热节面积较大，同样会导致铸件产生质量缺陷。为了减少轮毂质量缺陷，要保证铸造型腔的温度场严格按照顺序进行凝固。通过本发明冷却工艺进行轮毂冷却凝固，不仅极大地减少了气孔、浇不足等铸造缺陷，而且生产出来的铸件机械性能更佳，合格率更高。

工作原理如下：

顶料板91通过顶料连接板92与顶料柱93连接，上模1通过上模连接板95与上模连接柱94连接。

启动时，上模驱动装置驱动上模连接柱94推动上模1下行，侧模驱动装置驱动侧模2向中心合拢，确保铸造模具合模准确、到位。接着向保温炉内压入压缩空气，使金属液沿升液管上升，金属液通过浇口7平稳进入铸造型腔内并最终充满型腔，然后压力逐渐增大，进行一定时间的压力保持。

接着，通过冷却装置严格按照本发明冷却工艺控制冷却顺序使铸件结晶凝固。

冷却结束后，卸除压力，先退侧模2，然后上模驱动装置驱动上模连接柱94上移带动轮毂铸件上升；上升至固定高度后，顶料驱动装置驱动顶料柱93下行，同时带动与其连接在一起的顶料连接板92和顶料板91一起下行，顶料板91将轮毂铸件顶出型腔，轮毂铸件脱模，铸件由托盘接住，上模1继续上行，铸件脱模完成。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种轮毂铸造模具，包括：

上模(1)、侧模(2)、下模(3)、冷却装置，所述上模(1)、侧模(2)和下模(3)合模后形成铸造型腔，所述侧模(2)上设有浇口(7)，所述下模(3)上设有朝上凸出布置的中心柱(5)，所述冷却装置用于对铸造型腔进行冷却以在铸造型腔内形成轮毂坯体；

其特征在于，所述冷却装置包括中心冷却结构、中间冷却结构和外部冷却结构，中心冷却结构用于对轮毂坯体的中心进行冷却，中间冷却结构用于对轮毂坯体的内圈进行冷却，外部冷却结构用于对轮毂坯体的外圈、轮辋进行冷却；

所述中心冷却结构包括设于所述中心柱(5)内的中心柱液冷腔以及设于所述上模(1)中的环形液冷腔(41)，所述环形液冷腔(41)环绕所述中心柱(5)布置；

所述中心冷却结构、中间冷却结构、外部冷却结构在使用时依次启动以使得轮毂坯体由中心向轮辋依次进行凝固。

2.如权利要求1所述的一种轮毂铸造模具，其特征在于，所述中心柱液冷腔内设有挡液盘(51)，所述挡液盘(51)与所述中心柱液冷腔的顶部一起形成腔室，所述挡液盘(51)上设有进液孔和出液孔，进液孔的总截面的面积不小于出液孔的总截面面积。

3.如权利要求1或2所述的一种轮毂铸造模具，其特征在于，所述中心冷却结构包括进液管(50)，进液管(50)的出口正对所述中心柱液冷腔的顶部布置。

4.如权利要求1或2所述的一种轮毂铸造模具，其特征在于，所述下模(3)上设有封闭所述中心柱液冷腔的底盘(52)。

5.如权利要求1所述的一种轮毂铸造模具，其特征在于，所述中心柱(5)可拆装配在下模(3)上。

6.如权利要求1所述的一种轮毂铸造模具，其特征在于，所述上模(1)上设有封盖(413)，封盖(413)用于封装环形液冷腔(41)，封盖(413)上穿装有冷却液进管(411)和冷却液出管(412)。

7.如权利要求1所述的一种轮毂铸造模具，其特征在于，所述外部冷却结构包括外圈液冷结构和轮辋冷却结构，轮辋冷却结构包括设于侧模(2)上的冷铁(21)以及对轮辋进行风冷的风冷管(81)、对轮辋进行雾冷的雾冷管(82)。

8.一种采用如权利要求1-7中任一项所述的轮毂铸造模具的轮毂铸造冷却工艺，其特征在于，冷却时，按间隔设定的时间依次启动中心冷却结构、中间冷却结构、外部冷却结构，以使得轮毂坯体由中心向轮辋依次进行凝固。

9.如权利要求8所述的轮毂铸造冷却工艺，其特征在于，启动中心冷却结构时先向上模(1)的环形液冷腔(41)中通入冷却液再向下模(3)的中心柱液冷腔中通入冷却液。

10.如权利要求9所述的轮毂铸造冷却工艺，其特征在于，所述外部冷却结构包括外圈液冷结构和轮辋冷却结构，轮辋冷却结构包括设于侧模(2)上的冷铁(21)以及对对轮辋进行雾冷的雾冷管(81)、轮辋进行风冷的风冷管(82)，轮毂铸造冷却工艺包括以下步骤：

1)铸造型腔浇注完成后延迟10-20s向上模(1)的环形液冷腔(41)内通入冷却液60-80s；

2)铸造型腔浇注完成后延迟20-30s向下模(3)的中心柱液冷腔中通入冷却液130-170s；

3)铸造型腔浇注完成后延迟30-50s通过中间冷却结构(83)对轮毂坯体的内圈进行冷却90-110s；

4)铸造型腔浇注完成后延迟50-70s通过外圈液冷结构(84)对轮毂坯体的外圈进行冷却30-50s，同时通过雾冷管(81)对轮辋进行冷却50-70s；

5)铸造型腔浇注完成后延迟80-100s，通过风冷管(82)对轮辋进行冷却110-130s。

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