CN116603996B - 一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具 - Google Patents

Abstract

一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具，包括下模、可升降地位于下模上方的上模，还包括设置在下模顶面且用于挤压轮毂侧部的侧模、位于侧模外侧且用于向下模倒入熔融金属的进料机构、与进料机构连接的旋转驱动机构，旋转驱动机构上设置有转轮，转轮的侧部与环形板一的内侧接触，环形板一设置在下模的顶面，且内侧呈向外弯曲的弧形，进料机构可旋转地设置在上模的外侧，侧模包括若干用于挤压轮毂侧部的侧模组件，若干侧模组件分别与往复驱动机构连接。本发明提供的铝合金轮毂挤压铸造成形模具，能够使熔融状态下的铝合金在模具中分布地更加均匀，并且在加工完成后，还能使侧模分散开进行散热，防止模具长期处于高温环境下而过早老化。

Description

一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具

技术领域

本发明涉及汽车轮毂铸造模具，具体涉及一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具。

背景技术

轮毂是轮胎内廓支撑轮胎的金属部件，呈圆筒形，且中心装在轴上，又叫钢圈、轮圈等，轮毂在加工生产中，通常是将熔融金属倒入模具中，并通过挤压铸造进行加工，现有的汽车使用的铝合金轮毂很多都是锻造工艺产生的铝合金轮毂因其重量轻、散热好、尺寸精度高而成为汽车轻量化节能发展要求的最佳选择，在加工过程中，会根据具体车辆的尺寸调节铝合金轮毂的直径、进而对挤压铸造模具进行调节或更换。

现有的铝合金轮毂铸造模具，通常是先把金属锭进行高温熔化，然后将熔融状态的金属送至金属模具内，通过模具中的上模和下模共同对熔融状态下单金属进行挤压成形，然后等到上模和下模分离后将成形的轮毂取出，但是现有的大部分工作过程中，通常是将熔融状态下的金属从模具的一端倒入到模具中，当上模对金属进行挤压时，下模中的金属很有可能还未在下模中分布均匀，从而可能使挤压成形后的轮毂的尺寸会不符合规格，造成了材料的浪费，所以需要一种能够使熔融状态下的铝合金均匀分布的轮毂挤压成形模具，本发明针对这一技术问题进行解决。

发明内容

本发明提供了一种铝合金轮毂挤压铸造成形模具，能够使熔融状态下的铝合金在模具中分布地更加均匀，并且在加工完成后，还能使侧模分散开进行散热，防止模具长期处于高温环境下而过早老化。

一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具，包括下模、可升降地位于所述下模上方的上模，还包括设置在所述下模顶面且用于挤压轮毂侧部的侧模、可旋转地位于所述侧模外侧且用于向下模倒入熔融金属的进料机构、与所述进料机构连接的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构上设置有转轮，所述转轮的侧部与环形板一的内侧接触，所述环形板一设置在所述下模的顶面，且内侧呈向外弯曲的弧形，所述进料机构可旋转地设置在所述上模的外侧；

所述侧模包括用于挤压轮毂侧部的若干侧模组件，若干所述侧模组件分别与往复驱动机构连接，所述往复驱动机构设置在所述环形板一上，能够带动侧模组件往复直线运动。

进一步的，所述侧模组件包括呈圆形阵列竖直设置在所述下模顶面的若干竖杆、分别设置若干所述竖杆顶端的若干齿轮一、所述竖杆穿过侧模板的上下底面，所述齿轮一可分离地与进料机构连接；

所述下模的上端面呈圆形阵列设置有若干滑槽，若干所述滑槽内分别设置有滑块，若干所述竖杆的底端分别铰接在所述滑块上，所述滑块的侧部与往复驱动机构连接。

进一步的，所述进料机构包括同轴心旋转地设置在所述上模外侧的环形板二、开设在所述环形板二侧部的开口槽、可上下旋转地设置在所述开口槽内且用于放置熔融金属的放置箱，所述放置箱的一侧开设有出料口，所述放置箱的另一侧与旋转驱动机构连接；

所述环形板二内侧设置有若干啮合齿，若干所述啮合齿可分离地与所述齿轮一啮合。

进一步的，所述驱动机构包括一端垂直连接在所述放置箱侧部的连接柱、设置在所述连接柱内且用于使所述转轮保持稳定的弹性组件、与所述弹性组件连接同轴连接在所述连接柱另一端的齿轮二、套设在所述连接柱侧部的固定块、设置在所述固定块上的电机一、与所述电机一同轴心连接的齿轮三，所述齿轮三与所述齿轮二啮合；

所述齿轮二的侧面设置有两根平行的连接板，两根所述连接板之间设置有转轮，所述转轮与电机二同轴心连接，所述电机二可分离地贴合在所述环形板一的内侧。

进一步的，所述连接柱内开设有凹槽，所述凹槽内设置所述有弹性组件，所述弹性组件包括一端与所述凹槽内部连接的弹簧、侧部与所述弹簧的另一端连接的连接块，所述齿轮二通过齿轮轴转动连接在所述连接块上。

进一步的，所述上模包括液压缸、与所述液压缸连接的上模本体、开设在所述上模本体内的出气槽，所述出气槽的开口端分别设置在所述上模本体的侧部和上端面；

所述上模本体的侧部开设有环形槽，所述环形板二的内侧设置有环形条，所述环形条可旋转地嵌设在所述环形槽内。

进一步的，所述侧模板的横截面呈圆弧形，相邻两个所述侧模板的两侧可分离地贴合，若干所述侧模板共同构成圆筒形结构。

进一步的，所述环形板二的截面为倒置的L形，所述环形板二的截面为倒置的L形，所述侧模板的外侧与所述环形板二上方的内侧面贴合，所述啮合齿设置在所述环形板二下方的内侧面上。

进一步的，所述上模本体开设有若干圆孔，若干所述齿轮一可分离地嵌设在所述圆孔内。

进一步的，所述往复驱动机构为电缸，所述电缸设置在所述环形板一内。

本发明的技术效果如下：

（1）本发明通过旋转驱动机构来带动进料机构旋转，使得熔融状态下的金属能够绕着侧模旋转倒入下模内，从而使得金属能够在下模中分布均匀，避免了只从其中某一固定位置倒入到下模中，造成分布不均的情况，并且若干侧模组件共同组成侧模，能够对轮毂的侧部进行挤压，而且由于侧模组件相互之间可分离，可以在加工完成后，将若干的侧模组件可以分散开，使得侧模组件能够更快的散热；

（2）本方案中的旋转驱动机构分别取得了以下效果：

第一，驱动机构中的电机二可以驱动转轮转动，使转轮沿着环形板一的内侧横向旋转，从而带动进料机构旋转，使熔融状态下的金属能够绕着侧模旋转倒入下模内，使其能够均匀分布；

第二，在进料机构中的金属倒完之后，且上模即将下压时，可以通过电机一来驱动齿轮三转动，从而带动与齿轮三啮合的齿轮二旋转，当齿轮二旋转90°后关闭电机一，并启动电机二，使驱动机构带动进料机构竖直旋转90°，避免上模下压时损坏进料机构；

第三，在上模下压的过程中，进料机构也会随之下降，此时连接柱内的弹簧被压缩，使得转轮的位置保持不变，避免了上模下压时损坏旋转驱动机构，而且在加工完成后，上模上升的过程中，弹簧会伸展开，使得转轮不会与环形板的内侧分离，保证了后续能够正常工作，而且弹簧始终会对连接块施加压力，使得转轮会始终与环形板一的内侧面保持接触；

（3）本方案中的侧模也取得了如下几点效果：

第一，通过各个侧模板之间的贴合，使若干侧模板共同组成圆筒状结构，从而对轮毂的侧部进行挤压，使其成形；

第二，通过与往复驱动机构的配合，可以在加工完成后，通过往复驱动机构，使竖杆和侧模板向外移动，从而使各个侧模组件分开，使其散热更快，而且也便于更换损坏的侧模组件，无需对侧模全部更换，节约了成本，需要加工时，也可以通过往复驱动机构使侧模组件向内移动，完成各个侧模板的贴合；

第三，通过与环形板二的配合，当各个侧模板分散时，齿轮一的侧部会与环形板二内的啮合齿啮合，从而可以在旋转驱动机构的带动下，使环形板二旋转的同时，使齿轮一旋转，从而通过竖杆带动侧模板旋转一定角度，增大了侧模板之间的间距，进一步地加快了侧模组件的散热；

（4）本方案中的上模取得了如下的几点效果：

第一，通过上模本体的下压，使下模中的金属能够被挤压成轮毂状，使金属能够被挤压成型；

第二，通过上模本体中的出气槽，可以使模具内的空气从出气槽散出，防止金属内因残留的空气而形成气泡，影响成品的质量；

第三，通过与环形板二的配合，上模本体在下压时，与其连接的环形板二也会下降，使得环形板二上部的内侧面在下降过程中与侧模板的外侧面逐渐贴合，从而可以使环形板二套设在侧模的外侧，能够箍住侧模组件，对其起到了加固作用，使相邻的侧模组件能够更好地贴合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一。

图2为本发明的结构示意图二。

图3为本发明中侧模分散后的结构示意图一。

图4为本发明中侧模分散后的结构示意图二。

图5为本发明中上模本体的局部结构示意图。

图6为本发明中进料机构与驱动机构的连接示意图。

图7为本发明中环形板二的结构示意图。

图8为本发明中弹性组件的结构示意图。

其中，附图标记为：1、环形板一；2、放置箱；3、环形板二；4、液压缸；5、上模本体；6、电缸；7、出气槽；8、侧模板；9、下模；10、出料口；11、齿轮一；12、滑槽；13、环形槽；14、通孔；15、电机一；16、齿轮三；17、齿轮二；18、转轮；19、电机二；20、连接柱；21、啮合齿；22、环形条；23、弹簧；24、连接块。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

参加图1-图8，一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具，包括下模9、可升降地位于下模9上方的上模，还包括设置在下模9顶面且用于挤压轮毂侧部的侧模、可旋转地位于侧模外侧且用于向下模9倒入熔融金属的进料机构、与进料机构连接的旋转驱动机构，旋转驱动机构上设置有转轮18，转轮18的侧部与环形板一1的内侧接触，环形板一1设置在下模9的顶面，且内侧呈向外弯曲的弧形，进料机构可旋转地设置在上模的外侧；

侧模包括若干用于对轮毂进行挤压的侧模组件，若干侧模组件分别与往复驱动机构连接，往复驱动机构设置在环形板一1上，本实施例中设置有十二个侧模组件，根据实际情况，也可以适当增加或减少侧模组件的数量。

进一步的，侧模组件包括呈圆形阵列竖直设置在下模9顶面的若干竖杆、分别设置若干竖杆顶端的若干齿轮一11、竖杆穿过侧模板侧模板8的上下底面，齿轮一11可分离地与进料机构连接；

下模9的上端面呈圆形阵列设置有若干滑槽12，若干滑槽12内分别设置有滑块，若干竖杆的底端分别铰接在滑块上，滑块的侧部与往复驱动机构连接。

进一步的，进料机构包括同轴心旋转地设置在上模外侧的环形板二3、开设在环形板二3侧部的开口槽、可上下旋转地设置在开口槽内且用于放置熔融金属的放置箱2，放置箱2的一侧开设有出料口10，放置箱2的另一侧与旋转驱动机构连接；

环形板二3内侧设置有若干啮合齿21，若干啮合齿21可分离地与齿轮一11啮合。

进一步的，驱动机构包括一端垂直连接在放置箱2侧部的连接柱20、设置在连接柱20内且用于使转轮18保持稳定的弹性组件、与弹性组件连接且位于连接柱20另一端的齿轮二17、套设在连接柱20侧部的固定块、设置在固定块上的电机一15、与电机一15同轴心连接的齿轮三16，齿轮三16与齿轮二17啮合；

齿轮二17的侧面设置有两根平行的连接板，两根连接板之间设置有转轮18，转轮18与电机二19同轴心连接，电机二19可分离地贴合在环形板一1的内侧。

本实施例中的电机一15和电机二19为步进电机。

进一步的，连接柱20内开设有凹槽，凹槽内设置有弹性组件，弹性组件包括一端与凹槽内部连接的弹簧23、侧部与弹簧23的另一端连接的连接块24，齿轮二17通过齿轮轴转动连接在连接块24上。

进一步的，上模包括液压缸4、与液压缸4连接的上模本体5、开设在上模本体5内的出气槽7，出气槽7的开口端分别设置在上模本体5的侧部和上端面；

上模本体5的侧部开设有环形槽13，环形板二3的内侧设置有环形条22，环形条22可旋转地嵌设在环形槽13内。

进一步的，侧模板8的横截面呈圆弧形，相邻两个侧模板8的两侧可分离地贴合，若干侧模板8共同构成圆筒形结构。

进一步的，环形板二3的截面为倒置的L形，环形板二3的截面为倒置的L形，侧模板8的外侧与环形板二3上方的内侧面贴合，啮合齿21设置在环形板二3下方的内侧面上。

进一步的，上模本体5开设有若干圆孔，若干齿轮一11可分离地嵌设在圆孔内。

进一步的，往复驱动机构为电缸6，电缸6设置在环形板一1内。

本发明的工作过程如下：

当未开始加工时，上模与下模9分离，且若干侧模组件分离，与上模连接的环形板二3位于侧模组件的上方，且各个齿轮一11分别与环形板二3上的啮合齿21啮合；

当需要加工时，首先启动电缸6，将侧模组件向内推动，使相邻的侧模板8贴合，此时，啮合齿21与齿轮一11分离，然后将熔融状态下的金属倒入放置箱2中，之后启动电机二19，使电机二19带动转轮18在环形板一1的内侧横向转动，从而带动环形板二3在上模本体5上转动，在环形板二3转动的过程中，熔融状态下的金属会以旋转的方式逐渐被倒入下模9中；

当金属被倒完后，启动电机一15，使其转动半圈，本实施例中的齿轮三16的直径是齿轮二17直径的一半，使得与齿轮三16啮合的齿轮二17能够恰好旋转90°，然后在电机二19的带动下，转轮18向下转动，当连接柱20与下模9垂直时，关闭电机二19，此时启动液压缸4，液压缸4会带动上模本体5逐渐下压，环形板二3也会随之向下移动，使得环形板二3直径较小的内侧面贴合在侧模板8的外侧面，齿轮一11也会进入到上模本体5的通孔14内，防止金属覆盖掉齿轮一11，模具内的气体会通过上模本体5上的出气槽7散出；

加工完成后，气动液压缸4，上模本体5上升，带动环形板二3上升，使得环形板二3与侧模板8的外侧面分离，然后启动电缸6，使电缸6向外拉动侧模组件，当电缸6收缩至最短时，侧模组件上的齿轮一11会恰好与啮合齿21啮合，然后使电机二19反转，使转轮18向上转动，恢复到加工前的初始位置，然后使电机一15转动半圈，使齿轮二17转动90°，从而使转轮18也转动90°，之后转动转轮18，来带动环形板二3转动，从而通过环形板二3上的啮合齿来带动齿轮一11转动，当侧模组件在转动90°后，关闭电机一15，从而通过上述方式增大了相邻两个侧模板8之间的间距，使侧模板8能够更好地散热。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，本领域技术人员可以在不付出创造性劳动的前提下，从上述实施例得到其它的实施例，故本申请不仅保护上述实施例，而是保护与本方案的原理和特征相一致的，最宽的范围。

Claims (6)

1.一种铝合金轮毂挤压铸造成型模具，包括下模（9）、可升降地位于所述下模（9）上方的上模，其特征在于，还包括设置在所述下模（9）顶面且用于挤压轮毂侧部的侧模、位于所述侧模外侧且用于向下模（9）倒入熔融金属的进料机构、与所述进料机构连接的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构上设置有转轮（18），所述转轮（18）的侧部与环形板一（1）的内侧接触，所述环形板一（1）设置在所述下模（9）的顶面，且内侧呈向外弯曲的弧形，所述进料机构可旋转地设置在所述上模的外侧；

所述侧模包括若干用于挤压轮毂侧部的侧模组件，若干所述侧模组件分别与往复驱动机构连接，所述往复驱动机构设置在所述环形板一（1）上；

所述侧模组件包括呈圆形阵列竖直设置在所述下模（9）顶面的若干竖杆、分别设置若干所述竖杆顶端的若干齿轮一（11）、所述竖杆穿过所述侧模板（8）的上下底面，所述齿轮一（11）可分离地与进料机构连接；

所述下模的（9）上端面呈圆形阵列设置有若干滑槽（12），若干所述滑槽（12）内分别设置有滑块，若干所述竖杆的底端分别铰接在所述滑块上，所述滑块的侧部与往复驱动机构连接；

所述进料机构包括同轴心旋转设置在所述上模外侧的环形板二（3）、开设在所述环形板二（3）侧部的开口槽、可上下旋转地设置在所述开口槽内且用于放置熔融金属的放置箱（2），所述放置箱（2）的一侧开设有出料口（10），所述放置箱（2）的另一侧与旋转驱动机构连接；

所述环形板二（3）内侧设置有若干啮合齿（21），若干所述啮合齿（21）可分离地与所述齿轮一（11）啮合；

所述驱动机构包括一端垂直连接在所述放置箱（2）侧部的连接柱（20）、设置在所述连接柱（20）内且用于使所述转轮（18）保持稳定的弹性组件、与所述弹性组件同轴连接在所述连接柱（20）另一端的齿轮二（17）、套设在所述连接柱（20）侧部的固定块、设置在所述固定块上的电机一（15）、与所述电机一（15）同轴心连接的齿轮三（16），所述齿轮三（16）与所述齿轮二（17）啮合；

所述齿轮二（17）的侧面设置有两根平行的连接板，两根所述连接板之间设置有所述转轮（18），所述转轮（18）与电机二（19）同轴心连接，所述电机二（19）可分离地贴合在所述环形板一（1）的内侧；

所述连接柱（20）内开设有凹槽，所述凹槽内设置有所述弹性组件，所述弹性组件包括一端与所述凹槽内部连接的弹簧（23）、侧部与所述弹簧（23）的另一端连接的连接块（24），所述齿轮二（17）通过齿轮轴转动连接在所述连接块（24）上。

2.根据权利要求1所述的铝合金轮毂挤压铸造成型模具，其特征在于，所述上模包括液压缸（4）、与所述液压缸（4）连接的上模本体（5）、开设在所述上模本体（5）内的出气槽（7），所述出气槽（7）的开口端分别设置在所述上模本体（5）的侧部和上端面；

所述上模本体（5）的侧部开设有环形槽（13），所述环形板二（3）的内侧设置有环形条（22），所述环形条（22）可旋转地嵌设在所述环形槽（13）内。

3.根据权利要求1所述的铝合金轮毂挤压铸造成型模具，其特征在于，所述侧模板（8）的横截面呈圆弧形，相邻两个所述侧模板（8）的两侧可分离地贴合，若干所述侧模板（8）共同构成圆筒形结构。

4.根据权利要求1所述的铝合金轮毂挤压铸造成型模具，其特征在于，所述环形板二（3）的截面为倒置的L形，所述侧模板（8）的外侧与所述环形板二（3）上方的内侧面贴合，所述啮合齿（21）设置在所述环形板二（3）下方的内侧面上。

5.根据权利要求1所述的铝合金轮毂挤压铸造成型模具，其特征在于，所述上模本体（5）开设有若干圆孔，若干所述齿轮一（11）可分离地嵌设在所述圆孔内。

6.根据权利要求1所述的铝合金轮毂挤压铸造成型模具，其特征在于，所述往复驱动机构为电缸（6）。