CN117862426A - 一种建材机械配件轮毂铸造装置及铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建材机械配件轮毂铸造装置及铸造方法，包括模套件，模套件包括分体式的模芯和两个半模套，模芯和两个半模套合模形成总内腔体；所述半模套的内腔壁固定内嵌式固定连接有导热环块，半模套上设置有散热盘腔，且散热盘腔盘绕在导热环块的外围，所述模芯的外围套设有和总内腔体中轮辋腔相匹配的活塞环，轮辋腔和散热盘腔的底端口之间通过连通腔相连通；所述铸液自进料腔注入堆积于活塞环的上方，活塞环下降排空轮辋腔内空气用于容纳活塞环上方的铸液，所述轮辋腔内排出空气经散热盘腔向外排出用于活塞环上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型，减少了铸液中出现气泡的概率。

Description

一种建材机械配件轮毂铸造装置及铸造方法

技术领域

本发明属于轮毂铸造技术领域，尤其涉及一种建材机械配件轮毂铸造装置及铸造方法。

背景技术

轮毂是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。又叫轮圈、钢圈、轱辘、胎铃。轮毂根据直径、宽度、成型方式、材料不同种类繁多。轮毂主要由轮辋、轮缘和轮辐构成，根据使用的不同，常采用不同轮辋形式，其中对于建材机械配件中的一些较大型器材车辆，常用到平底轮辋的轮毂，平底轮辋的轮毂中部往往呈直筒状，用于提供更加平稳的支撑力。

轮毂主要有重力铸造和锻造这两种制造方式。重力铸造法：利用重力把铝合金溶液浇注到模具内，成形后经车床处理打磨，即可完成生产。锻造法：整块铝锭由千吨的压力机在模具上直接挤压成型。

现有技术中，由于重力铸造法制造过程较简单，不需精密地铸造工艺，成本低而生产效率高，因此建材机械配件中的轮毂常用到该铸造法进行铸造；但是该铸造法在铸液进入模腔时，模腔中的空气容易来不及从出气孔溢出，铸液和模腔中的空气混合导致产生气泡(砂眼)，密度不均匀，从而影响铸造的产品质量。

发明内容

本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：

一种建材机械配件轮毂铸造装置，包括模套件，模套件包括分体式的模芯和两个半模套，模芯和两个半模套合模形成总内腔体；

所述半模套的内腔壁固定内嵌式固定连接有导热环块，半模套上设置有散热盘腔，且散热盘腔盘绕在导热环块的外围，所述模芯的外围套设有和总内腔体中轮辋腔相匹配的活塞环，轮辋腔和散热盘腔的底端口之间通过连通腔相连通；

所述铸液自进料腔注入堆积于活塞环的上方，活塞环下降排空轮辋腔内空气用于容纳活塞环上方的铸液，所述轮辋腔内排出空气经散热盘腔向外排出用于活塞环上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型。

作为上述技术方案的优选，所述总内腔体还包括模腔、顶出气腔以及侧出气腔；

所述顶出气腔由两个半模套合模形成，顶出气腔的底端和模腔的顶端相连通，顶出气腔的顶部延伸出半模套的顶部；

所述侧出气腔由两个半模套合模形成，侧出气腔的一端和散热盘腔的顶端口相连通，侧出气腔的另一端延伸出半模套的外侧。

作为上述技术方案的优选，所述模腔包括相互连通的轮辋腔、轮缘腔以及轮缘腔；

所述轮缘腔和轮辋腔上下连贯且均由模芯和半模套合模形成。

作为上述技术方案的优选，所述模芯的底端开设有与活塞环相匹配的环形内嵌腔，活塞环的顶端加工为弧面状，且活塞环下降至环形内嵌腔内时形成一个完整的轮毂模腔。

作为上述技术方案的优选，所述模芯包括上模芯和下模芯，上模芯和下模芯的径向对接部设置有对接块和对接槽，且轮辐腔由上模芯和下模芯合模形成。

作为上述技术方案的优选，所述活塞环为中空结构，活塞环的底部开设有进气孔和出气孔，活塞环下降至环形内嵌腔内时出气孔和连通腔的顶端相对接；

两个所述半模套合模形成进气腔，进气腔的一端和外部冷风机的输出端相连通，活塞环下降至环形内嵌腔内时进气孔和进气腔的另一端相对接。

作为上述技术方案的优选，所述模套件底部设置有基座，所述基座的底部设置有升降机构，且升降机构用于活塞环的升降。

作为上述技术方案的优选，所述升降机构包括活塞环底部固定的连接垂杆，连接垂杆贯穿半模套和基座且延伸至基座的下方，连接垂杆的底端外围套设有套块且通过紧固螺栓相紧固；

升降机构还包括升降电机，升降电机的输出轴固定连接有螺纹杆，螺纹杆的外围螺纹套设有螺纹套，且螺纹套和套块之间通过连接杆相连接。

一种铸造方法，所述铸造方法应用于上述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，所述铸造方法包括以下步骤：

S1、合模：首先将模芯置于两个半模套之间，两个半模套对向靠近将模芯合模于两个半模套之间的内腔中，然后进行固定，进而完成合模过程；

S2、铸造：铸液自进料腔注入堆积于活塞环的上方，活塞环下降排空轮辋腔内空气用于容纳活塞环上方的铸液，所述轮辋腔内排出空气经散热盘腔向外排出用于活塞环上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型；

S3、拆模：先将两个半模套进行分开，将成型轮毂和模芯从半模套内腔中取出，然后将模芯从轮毂上取出，自此完成整个拆模过程。

本发明的有益效果为：

1、所述铸液自进料腔注入堆积于活塞环的上方，活塞环下降排空轮辋腔内空气用于容纳活塞环上方的铸液，这样就可以大大减少了模腔内腔空气混入铸液的情况，减少了铸液中出现气泡的概率；所述轮辋腔内排出空气经散热盘腔向外排出用于活塞环上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型；对应已经混入铸液中的空气，由于热胀冷缩的原理，铸液中空气会朝着温度高的铸液方向流动，在对铸液自下而上的冷却散热作用下，铸液中空气会逐渐向上流动，然后从顶出气腔溢出，从而可以进一步消除铸液中的空气，进一步减少了铸液中出现气泡的概率，提高了产品的品质；

2、两个所述半模套合模形成进气腔，进气腔的一端和外部冷风机的输出端相连通，活塞环下降至环形内嵌腔内时进气孔和进气腔的另一端相对接；此时冷风机吹风从进气腔进入活塞环的内腔，进而对活塞环进行降温，从而对活塞环上方的铸液进行降温，然后冷风从出气孔排出经过连通腔，然后从连通腔输送至散热盘腔，然后经过散热盘腔最终从侧出气腔向外排出，这样可以进一步对模腔内的铸液进行自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型，不仅加快了轮毂成型的时间，而且进一步消除铸液中的空气，进一步减少了铸液中出现气泡的概率，提高了产品的品质。

附图说明

图1示出的是本发明俯视立体结构示意图；

图2示出的是本发明中半模套立体结构示意图；

图3示出的是本发明中活塞环位于轮辋腔状态下模套件中部剖切图；

图4示出的是本发明活塞环位于环形内嵌腔状态下模套件中部剖切图；

图5示出的是本发明中活塞环剖切图；

图6示出的是本发明中活塞环立体结构示意图；

图7示出的是本发明仰视立体结构示意图；

图8示出的是本发明中模套固定件结构示意图。

附图标记

10、基座；11、支撑脚；20、模套件；21、半模套；22、底固定件；221、底固定片；222、底固定螺栓；23、模套固定件；231、模套固定片；232、模套固定螺栓；233、模套固定螺母；24、导热环块；25、活塞环；251、进气孔；252、出气孔；26、模芯；261、上模芯；262、下模芯；27、散热盘腔；30、总内腔体；31、进料腔；32、模腔；321、轮辋腔；322、轮缘腔；323、轮辐腔；33、顶出气腔；34、侧出气腔；35、进气腔；36、连通腔；37、环形内嵌腔；40、升降机构；41、升降电机；42、螺纹杆；43、螺纹套；44、连接杆；45、套块；46、连接垂杆；47、紧固螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、图2所示

一种建材机械配件轮毂铸造装置，包括模套件20，模套件20包括分体式的模芯26和两个半模套21，首先将模芯26置于两个半模套21之间，两个半模套21对向靠近将模芯26合模于两个半模套21之间的内腔中，然后进行固定，进而完成合模过程；两个半模套21之间通过模套固定件23固定，半模套21和基座10之间通过底固定件22进行固定，从而保证后续铸造时的整体稳定性。

如图3所示

模芯26和两个半模套21合模形成总内腔体30；半模套21的内腔壁固定内嵌式固定连接有导热环块24，导热环块24起着导热和辅助散热的作用，半模套21上设置有散热盘腔27，且散热盘腔27盘绕在导热环块24的外围，这样当风通过散热盘腔27时，可以带走导热环块24上的传导的热量，进而起到对导热环块24内壁上铸液辅助风冷散热的效果；模芯26的外围套设有和总内腔体30中轮辋腔321相匹配的活塞环25，轮辋腔321和散热盘腔27的底端口之间通过连通腔36相连通；

铸液自进料腔31注入堆积于活塞环25的上方，活塞环25下降排空轮辋腔321内空气用于容纳活塞环25上方的铸液，这样就可以大大减少了模腔32内腔空气混入铸液的情况，减少了铸液中出现气泡的概率；轮辋腔321内排出空气经散热盘腔27向外排出用于活塞环25上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型；对应已经混入铸液中的空气，由于热胀冷缩的原理，铸液中空气会朝着温度高的铸液方向流动，在对铸液自下而上的冷却散热作用下，铸液中空气会逐渐向上流动，然后从顶出气腔33溢出，从而可以进一步消除铸液中的空气，进一步减少了铸液中出现气泡的概率，提高了产品的品质。

总内腔体30还包括模腔32、顶出气腔33以及侧出气腔34；

顶出气腔33由两个半模套21合模形成，顶出气腔33的底端和模腔32的顶端相连通，顶出气腔33的顶部延伸出半模套21的顶部；顶出气腔33可用于模腔32顶端的排气，且当模腔32内铸液填满后，铸液会顺着顶出气腔33向顶部蔓延，因此，可通过观看顶出气腔33顶端是否出现蔓延出的铸液来判断出模腔32内是否填满铸液。

侧出气腔34由两个半模套21合模形成，侧出气腔34的一端和散热盘腔27的顶端口相连通，侧出气腔34的另一端延伸出半模套21的外侧；侧出气腔34用于散热盘腔27内空气的排出。

模腔32包括相互连通的轮辋腔321、轮缘腔322以及轮缘腔322；轮缘腔322和轮辋腔321上下连贯且均由模芯26和半模套21合模形成。

如图4所示

模芯26的底端开设有与活塞环25相匹配的环形内嵌腔37，活塞环25的顶端加工为弧面状，且活塞环25下降至环形内嵌腔37内时形成一个完整的轮毂模腔。

模芯26包括上模芯261和下模芯262，上模芯261和下模芯262的径向对接部设置有对接块和对接槽，且轮辐腔323由上模芯261和下模芯262合模形成；在进行

如图5所示

活塞环25为中空结构，活塞环25的底部开设有进气孔251和出气孔252，活塞环25下降至环形内嵌腔37内时出气孔252和连通腔36的顶端相对接；在进行合模时，上模芯261和下模芯262对接形成模芯26和出气孔252；在进行拆模时，将上模芯261和下模芯262沿径向方向对向取出，然后即可取出内嵌铸成的轮毂。

两个半模套21合模形成进气腔35，进气腔35的一端和外部冷风机的输出端相连通，活塞环25下降至环形内嵌腔37内时进气孔251和进气腔35的另一端相对接；此时冷风机吹风从进气腔35进入活塞环25的内腔，进而对活塞环25进行降温，从而对活塞环25上方的铸液进行降温，然后冷风从出气孔252排出经过连通腔36，然后从连通腔36输送至散热盘腔27，然后经过散热盘腔27最终从侧出气腔34向外排出，这样可以进一步对模腔32内的铸液进行自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型，不仅加快了轮毂成型的时间，而且进一步消除铸液中的空气，进一步减少了铸液中出现气泡的概率，提高了产品的品质。

如图6、图7所示

模套件20底部设置有基座10，基座10的底部设置有升降机构40，且升降机构40用于活塞环25的升降。

升降机构40包括活塞环25底部固定的连接垂杆46，连接垂杆46贯穿半模套21和基座10且延伸至基座10的下方，连接垂杆46的底端外围套设有套块45且通过紧固螺栓47相紧固；通过设置套块45和紧固螺栓47便于连接垂杆46的安装和拆卸，从而方便了拆模过程中活塞环25和连接垂杆46的安装和取出。

升降机构40还包括升降电机41，升降电机41的输出轴固定连接有螺纹杆42，螺纹杆42的外围螺纹套设有螺纹套43，且螺纹套43和套块45之间通过连接杆44相连接；

升降机构40的工作原理为：升降电机41工作带动螺纹杆42转动，在螺纹传动下，从而带动螺纹套43进行升降，在连接杆44的连接下，进而带动套块45和连接垂杆46进行同步的升降。

如图8所示

模套固定件23包括一体式固定连接在半模套21侧面的模套固定片231，对向两个半模套21合模时，两个模套固定片231相互靠拢，然后通过模套固定螺栓232和模套固定螺母233进行紧固合拢。

一种铸造方法，铸造方法应用于上述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，铸造方法包括以下步骤：

S1、合模：首先将模芯26置于两个半模套21之间，两个半模套21对向靠近将模芯26合模于两个半模套21之间的内腔中，然后进行固定，进而完成合模过程；

S2、铸造：铸液自进料腔31注入堆积于活塞环25的上方，活塞环25下降排空轮辋腔321内空气用于容纳活塞环25上方的铸液，轮辋腔321内排出空气经散热盘腔27向外排出用于活塞环25上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型；

S3、拆模：先将两个半模套21进行分开，将成型轮毂和模芯26从半模套21内腔中取出，然后将模芯26从轮毂上取出，自此完成整个拆模过程。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (9)

1.一种建材机械配件轮毂铸造装置，包括模套件(20)，其特征在于，模套件(20)包括分体式的模芯(26)和两个半模套(21)，模芯(26)和两个半模套(21)合模形成总内腔体(30)；

所述半模套(21)的内腔壁固定内嵌式固定连接有导热环块(24)，半模套(21)上设置有散热盘腔(27)，且散热盘腔(27)盘绕在导热环块(24)的外围，所述模芯(26)的外围套设有和总内腔体(30)中轮辋腔(321)相匹配的活塞环(25)，轮辋腔(321)和散热盘腔(27)的底端口之间通过连通腔(36)相连通；

所述铸液自进料腔(31)注入堆积于活塞环(25)的上方，活塞环(25)下降排空轮辋腔(321)内空气用于容纳活塞环(25)上方的铸液，所述轮辋腔(321)内排出空气经散热盘腔(27)向外排出用于活塞环(25)上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型。

2.根据权利要求1所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述总内腔体(30)还包括模腔(32)、顶出气腔(33)以及侧出气腔(34)；

所述顶出气腔(33)由两个半模套(21)合模形成，顶出气腔(33)的底端和模腔(32)的顶端相连通，顶出气腔(33)的顶部延伸出半模套(21)的顶部；

所述侧出气腔(34)由两个半模套(21)合模形成，侧出气腔(34)的一端和散热盘腔(27)的顶端口相连通，侧出气腔(34)的另一端延伸出半模套(21)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述模腔(32)包括相互连通的轮辋腔(321)、轮缘腔(322)以及轮缘腔(322)；

所述轮缘腔(322)和轮辋腔(321)上下连贯且均由模芯(26)和半模套(21)合模形成。

4.根据权利要求1所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述模芯(26)的底端开设有与活塞环(25)相匹配的环形内嵌腔(37)，活塞环(25)的顶端加工为弧面状，且活塞环(25)下降至环形内嵌腔(37)内时形成一个完整的轮毂模腔。

5.根据权利要求3所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述模芯(26)包括上模芯(261)和下模芯(262)，上模芯(261)和下模芯(262)的径向对接部设置有对接块和对接槽，且轮辐腔(323)由上模芯(261)和下模芯(262)合模形成。

6.根据权利要求4所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述活塞环(25)为中空结构，活塞环(25)的底部开设有进气孔(251)和出气孔(252)，活塞环(25)下降至环形内嵌腔(37)内时出气孔(252)和连通腔(36)的顶端相对接；

两个所述半模套(21)合模形成进气腔(35)，进气腔(35)的一端和外部冷风机的输出端相连通，活塞环(25)下降至环形内嵌腔(37)内时进气孔(251)和进气腔(35)的另一端相对接。

7.根据权利要求1所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述模套件(20)底部设置有基座(10)，所述基座(10)的底部设置有升降机构(40)，且升降机构(40)用于活塞环(25)的升降。

8.根据权利要求7所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，其特征在于，所述升降机构(40)包括活塞环(25)底部固定的连接垂杆(46)，连接垂杆(46)贯穿半模套(21)和基座(10)且延伸至基座(10)的下方，连接垂杆(46)的底端外围套设有套块(45)且通过紧固螺栓(47)相紧固；

升降机构(40)还包括升降电机(41)，升降电机(41)的输出轴固定连接有螺纹杆(42)，螺纹杆(42)的外围螺纹套设有螺纹套(43)，且螺纹套(43)和套块(45)之间通过连接杆(44)相连接。

9.一种铸造方法，其特征在于，所述铸造方法应用于权利要求1-8中任一所述的一种建材机械配件轮毂铸造装置，所述铸造方法包括以下步骤：

S1、合模：首先将模芯(26)置于两个半模套(21)之间，两个半模套(21)对向靠近将模芯(26)合模于两个半模套(21)之间的内腔中，然后进行固定，进而完成合模过程；

S2、铸造：铸液自进料腔(31)注入堆积于活塞环(25)的上方，活塞环(25)下降排空轮辋腔(321)内空气用于容纳活塞环(25)上方的铸液，所述轮辋腔(321)内排出空气经散热盘腔(27)向外排出用于活塞环(25)上方铸液自下而上的风冷散热，进而形成铸液自下而上的梯级式冷却成型；

S3、拆模：先将两个半模套(21)进行分开，将成型轮毂和模芯(26)从半模套(21)内腔中取出，然后将模芯(26)从轮毂上取出，自此完成整个拆模过程。