CN213195541U - 一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，包括上模、下模和边模，上模、下模和边模围设成用于容纳铝合金液并冷却成铝合金车轮的型腔；上模的内侧设置水冷结构，水冷结构包括环形件、铝合金块和水冷管，环形件沿上模的内侧壁面一周倾斜设置，下边缘与上模的内侧壁面相连接，上边缘远离上模的内侧壁面，上模的内侧壁面与环形件之间形成一开口朝上的腔体；铝合金块位于腔体中且与形成腔体的全部内侧壁面相接触；水冷管绕环形件设置在铝合金块中，水冷管的两端均连接有水管，水管延伸至上模外侧。本申请中的水冷结构可以不受模具的形状和设置空间限制设置，实用性强；同时铝具有吸热快散热快的特性，冷却效率更高。

Description

一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具

技术领域

本实用新型涉及铝合金车轮铸造领域，尤其涉及一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具。

背景技术

铸造是生产铝合金车轮的最基本方法，而现有的铝合金车轮铸造模具基本上采用水冷和风冷技术完成模具冷却，水冷技术是制作冷水盘贴合到模具上或者在模具上打冷却通道，通过流动水对模具进行降温冷却，但是制作水冷盘受受应用位置限制，打冷却通道对模具的厚度有要求，且制作工艺复杂；风冷是在不方便设置冷水盘或打冷却通道的位置打冷却孔进行风冷，但是风冷的冷却系数只有水冷的十分之一，对铸件的整个周期影响非常大。

为了提高现有的铝合金车轮铸造模具的冷却效率，又不必对模具的厚度、形状提出复杂的要求，因此需要设计一种冷却效率高，不受实用空间和形状限制的铝合金车轮用模具。

实用新型内容

本申请通过提供一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，用于解决现有技术中水冷盘受应用位置限制、冷却通道受模具厚度限制、风冷方法冷却效率低的问题。

本申请提供了一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，包括上模、下模和边模，所述上模、下模和边模围设成用于容纳铝合金液并冷却成铝合金车轮的型腔；

所述上模的内侧设置有水冷结构，所述水冷结构包括环形件、铝合金块和水冷管，所述环形件沿所述上模的内侧壁面一周倾斜设置，所述环形件的下边缘与所述上模的内侧壁面相连接，所述环形件的上边缘远离所述上模的内侧壁面，所述上模的内侧壁面与所述环形件之间形成一开口朝上的腔体；

所述铝合金块位于所述腔体中且与形成所述腔体的全部内侧壁面相接触；

所述水冷管绕环形件设置在所述铝合金块中，所述水冷管的两端均连接有水管，所述水管延伸至上模外侧。

本申请通过在上模的内侧壁面倾斜设置一环形件并形成一个开口朝上的腔体，腔体内设置与上模内侧壁面全接触的铝合金块，并在铝合金块内设置水冷管。当模具的型腔中浇注铝水需要冷却时，型腔中的铝水把热量传递给模具，模具温度急剧上升，同时上模的温度传递给铝合金块。同时给水冷管通流动水，通过水流带走铝合金块的温度，铝合金块的温度下降后继续吸收上模的温度，从而使上模温度下降，上模温度下降后继续吸收型腔中铝产品的温度，从而达到冷却的作用。此外本申请中水冷结构不受模具的形状和设置空间限制，可以设置在任何需要的位置，实用性强。

进一步的，本申请设计所述型腔包括轮缘腔、轮辐腔、轮辋腔和轮毂腔，所述水冷结构设置在靠近所述轮辐腔与轮辋腔交汇处的所述上模的内侧壁面上。轮辐腔与轮辋腔的交汇处受位置限制不方便做水冷盘，一般通过风冷的方式来冷却，但是由于风冷的冷却系数只有水冷的十分之一，对铸件的整个周期影响非常大，且与其他位置相比冷却速度差别大，容易产生热节，因此在此处设置水冷结构有利于提高冷却效率，避免产生热节。

进一步的，本申请设计所述水冷结构还分别设置在靠近所述轮缘腔、轮辐腔、轮毂腔的所述上模的内侧壁面上。轮缘腔、轮辐腔、轮毂腔则由于轮缘、轮辐、轮毂的壁厚，散热条件差，因此也可以在靠近上述位置的内侧壁面上设置水冷结构，进一步提高铸件的冷却效率。

进一步的，本申请设计所述环形件的下边缘与所述上模的内侧壁面焊接连接。环形件与上模的内侧壁面焊接连接是为了提高环形件与上模的内侧壁面之间的腔体结构的稳定性。避免后期水冷结构脱落，影响模具的冷却效果。

进一步的，本申请设计所述环形件与所述上模的内侧壁面之间的夹角为锐角。为避免环形件与上模的内侧壁面之间的夹角过大时，过重的铝合金块和通水后的水冷管会对环形件造成较大的压力，导致环形件从上模的内侧壁面脱落，水冷结构被破坏，因此设计所述环形件与所述上模的内侧壁面之间的夹角为锐角，限制上模的内侧壁面与环形件之间形成腔体的体积，进一步保证水冷结构尤其是环形件的稳定性。

进一步的，本申请设计所述模具还包括底板，所述底板设置在下模底部，所述底板的上表面与下模的下表面相适配。与下模相适配的底板用于给铝合金车轮用模具提供一个稳定的支持。

进一步的，本申请设计所述环形件为铁环。铁的熔融温度大于铝合金，因此在铁环和上模侧壁面之间形成的腔体中注入铝合金溶液时，可以保证铁环不受高温损坏。

进一步的，本申请设计所述水冷管为铜管。由于铜为导热性最好的金属，因此水冷管采用铜管，可以提高热量从水冷结构中的铝合金块向水冷管中冷水的传导效率，提高水冷结构的冷却效果。

有益效果

本申请中提供了一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，有效解决了目前现有技术中水冷盘受应用位置限制、冷却通道受模具厚度限制、风冷方法冷却效率低的问题，进而达到了如下技术效果：

1、本申请通过在上模的内侧壁面设置一水冷结构进行冷却，不受模具的形状和设置空间限制，可以设置在任何需要的位置，实用性强。

2、本申请中设计的水冷结构先通过铝合金块吸收模具的热量，再通过铝合金块中设置的水冷管中的流动水吸收铝合金块中的热量完成对铸件的冷却，由于铝具有吸热快散热快的特性，因此本水冷结构的冷却效率也比一般的水冷盘更高。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1为本申请中整体结构示意图。

1、上模；101、内侧壁面；2、下模；3、边模；4、型腔；5、底板；6、环形件；7、铝合金块；8、水冷管。

具体实施方式

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

为解决目前现有技术中水冷盘受应用位置限制、冷却通道受模具厚度限制、风冷方法冷却效率低的问题，本申请通过本申请通过在上模1的内侧壁面101倾斜设置一环形件6并形成一个开口朝上的腔体，腔体内设置与上模1内侧壁面101全接触的铝合金块7，并在铝合金块7内设置水冷管8，实现了不受模具的形状和设置空间限制设置水冷结构的目的，同时提高了冷却效率。

具体实施时，如图1所示，本申请提供了一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，包括上模1、下模2和边模3，所述上模1、下模2和边模3围设成用于容纳铝合金液并冷却成铝合金车轮的型腔4；

所述上模1的内侧设置有水冷结构，所述水冷结构包括环形件6、铝合金块7和水冷管8，所述环形件6沿所述上模1的内侧壁面101一周倾斜设置，所述环形件6的下边缘与所述上模1的内侧壁面101相连接，所述环形件6的上边缘远离所述上模1的内侧壁面101，所述上模1的内侧壁面101与所述环形件6之间形成一开口朝上的腔体；

所述铝合金块7位于所述腔体中且与形成所述腔体的全部内侧壁面101相接触；

所述水冷管8绕环形件6设置在所述铝合金块7中，所述水冷管8的两端均连接有水管，所述水管延伸至上模1外侧。

水冷结构的具体制作过程为：把制作好的环形件6放入上模1中，将环形件6的下边缘连接在上模1的内侧壁面101上。将上模1加热到700℃左右，把熔融状态下的铝合金溶液倒入上模1的内侧壁面101与所述环形件6之间形成一开口朝上的腔体中，至铝合金溶液完全覆盖预设在腔体中的水冷管8。冷却至常温后，上模1、环形件6、铝合金块7、水冷管8即完全固定成一个封闭的水冷结构。

本申请通过在上模1的内侧壁面101倾斜设置一环形件6并形成一个开口朝上的腔体，腔体内设置与上模1内侧壁面101全接触的铝合金块7，并在铝合金块7内设置水冷管8。当模具的型腔4中浇注铝水需要冷却时，型腔4中的铝水把热量传递给模具，模具温度急剧上升，同时上模1的温度传递给铝合金块7。同时给水冷管8通流动水，通过水流带走铝合金块7的温度，铝合金块7的温度下降后继续吸收上模1的温度，从而使上模1温度下降，上模1温度下降后继续吸收型腔4中铝产品的温度，从而达到冷却的作用。此外本申请中水冷结构不受模具的形状和设置空间限制，可以设置在任何需要的位置，实用性强。

具体实施时，本申请设计所述型腔4包括轮缘腔、轮辐腔、轮辋腔和轮毂腔，所述水冷结构设置在靠近所述轮辐腔与轮辋腔交汇处的所述上模1的内侧壁面101上。轮辐腔与轮辋腔的交汇处受位置限制不方便做水冷盘，一般通过风冷的方式来冷却，但是由于风冷的冷却系数只有水冷的十分之一，对铸件的整个周期影响非常大，且与其他位置相比冷却速度差别大，容易产生热节，因此在此处设置水冷结构有利于提高冷却效率，避免产生热节。

具体实施时，本申请设计所述水冷结构还分别设置在靠近所述轮缘腔、轮辐腔、轮毂腔的所述上模1的内侧壁面101上。轮缘腔、轮辐腔、轮毂腔则由于轮缘、轮辐、轮毂的壁厚，散热条件差，因此也可以在靠近上述位置的内侧壁面101上设置水冷结构，进一步提高铸件的冷却效率。

具体实施时，本申请设计所述环形件6的下边缘与所述上模1的内侧壁面101焊接连接。环形件6与上模1的内侧壁面101焊接连接是为了提高环形件6与上模1的内侧壁面101之间的腔体结构的稳定性。避免后期水冷结构脱落，影响模具的冷却效果。

具体实施时，本申请设计所述环形件6与所述上模1的内侧壁面101之间的夹角为锐角。为避免环形件6与上模1的内侧壁面101之间的夹角过大时，过重的铝合金块7和通水后的水冷管8会对环形件6造成较大的压力，导致环形件6从上模1的内侧壁面101脱落，水冷结构被破坏，因此设计所述环形件6与所述上模1的内侧壁面101之间的夹角为锐角，限制上模1的内侧壁面101与环形件6之间形成腔体的体积，进一步保证水冷结构尤其是环形件6的稳定性。

具体实施时，本申请设计所述模具还包括底板5，所述底板5设置在下模2底部，所述底板5的上表面与下模2的下表面相适配。与下模2相适配的底板5用于给铝合金车轮用模具提供一个稳定的支持。

具体实施时，本申请设计所述环形件6为铁环。铁的熔融温度大于铝合金，因此在铁环和上模1侧壁面之间形成的腔体中注入铝合金溶液时，可以保证铁环不受高温损坏。

具体实施时，本申请设计所述水冷管8为铜管。由于铜为导热性最好的金属，因此水冷管8采用铜管，可以提高热量从水冷结构中的铝合金块7向水冷管8中冷水的传导效率，提高水冷结构的冷却效果。

显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

Claims (8)

1.一种具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：包括上模、下模和边模，所述上模、下模和边模围设成用于容纳铝合金液并冷却成铝合金车轮的型腔；

所述上模的内侧设置有水冷结构，所述水冷结构包括环形件、铝合金块和水冷管，所述环形件沿所述上模的内侧壁面一周倾斜设置，所述环形件的下边缘与所述上模的内侧壁面相连接，所述环形件的上边缘远离所述上模的内侧壁面，所述上模的内侧壁面与所述环形件之间形成一开口朝上的腔体；

所述铝合金块位于所述腔体中且与形成所述腔体的全部内侧壁面相接触；

所述水冷管绕环形件设置在所述铝合金块中，所述水冷管的两端均连接有水管，所述水管延伸至上模外侧。

2.如权利要求1所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述型腔包括轮缘腔、轮辐腔、轮辋腔和轮毂腔，所述水冷结构设置在靠近所述轮辐腔与轮辋腔交汇处的所述上模的内侧壁面上。

3.如权利要求2所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述水冷结构还分别设置在靠近所述轮缘腔、轮辐腔、轮毂腔的所述上模的内侧壁面上。

4.如权利要求1所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述环形件的下边缘与所述上模的内侧壁面焊接连接。

5.如权利要求4所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述环形件与所述上模的内侧壁面之间的夹角为锐角。

6.如权利要求1所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述铝合金车轮用模具还包括底板，所述底板设置在下模底部，所述底板的上表面与下模的下表面相适配。

7.如权利要求1-6任一项所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述环形件为铁环。

8.如权利要求7所述的具有新型水冷结构的铝合金车轮用模具，其特征在于：所述水冷管为铜管。

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