CN220698212U - 一种薄壁件水冷板的液态模锻模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，包括：金属液填充腔，金属液填充腔设置有第一弯道、第二弯道和第三弯道；金属液填充腔下端通过第一浇道和第二浇道支撑，第一浇道和第二浇道底部通过料柄支撑呈托腮结构；在第一弯道远离所述第二弯道的一侧的第一渣包处设置有第一排气结构；在第一弯道靠近第二弯道的一侧的第二渣包处设置有第二排气结构；在第二弯道靠近第三弯道的一侧的第三渣包处设置有第三排气结构；第一排气结构、第二排气结构和第三排气结构的排气孔之间通过排气缝相连；在第一弯道与所述第二弯道的相连壁厚区域设置有挤压包。本实用新型具有模具结构简单、工艺一致性好的特点，能够制造出高质量、高稳定性的产品。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及水冷板挤压铸造模具制备领域，具体涉及一种薄壁件水冷板的液态模锻模具。
背景技术
商用车轻量化已经成为一种趋势。100公里商用车排放量是乘用车排放量的3～4倍，然而车每减重10％可降低排放5％～6％。同时汽车轻量化也是国家标准及法规的需要，法规严格规定了车辆的油耗限值和车辆重量限值。从用户角度每辆车减重1000kg，按行驶10万公里计算，用户可获收入3.5万元～7万元。无论从政策、环境保护、用户成本上来讲，铝合金材料挤压铸造代替铸钢件,完全满足产品使用工况所需性能。从轻量化、成本上都有明显的优势。
针对压铸产品的结构强度要求，常用的方法是慢速高压，以排空气体，并通过对产品局部加压，来获取高致密的产品，以提升产品的承载强度。本实用新型专利提出了一种薄壁件水冷板的液态模锻模具。生产的水冷板性能优越、轻量化效果显著、工艺稳定性好，产品采用一模一穴的生产方式实现。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种薄壁件水冷板的液态模锻模具。
为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：
一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，包括：
一金属液填充腔，所述金属液填充腔为弯曲回转结构，设置有相连的第一弯道、第二弯道和第三弯道；
所述金属液填充腔下端通过第一浇道和第二浇道支撑，所述第一浇道和第二浇道底部通过料柄支撑呈托腮结构；
在所述第一弯道远离所述第二弯道的一侧的第一渣包处设置有若干第一排气结构；
在所述第一弯道靠近所述第二弯道的一侧的第二渣包处设置有若干第二排气结构；
在所述第二弯道靠近所述第三弯道的一侧的第三渣包处设置有若干第三排气结构；
所述第一排气结构、第二排气结构和第三排气结构的排气孔之间通过排气缝相连；
在所述第一弯道与所述第二弯道的相连壁厚区域设置有挤压包。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一浇道在靠近第一弯道的位置设置有第一浇口。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述第二浇道在靠近所述第三弯道的位置设置有第二浇口。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述挤压包处设置有第一排气通道和第二排气通道。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一弯道的一侧设置有第三排气通道。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述金属液为铝液。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述金属液填充腔和托腮结构呈壳状结构并一体成型，成型材质为钢材质。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述排气缝的间隙宽度为0.08-0.1毫米。
本实用新型的有益效果在于：
利用产品的结构特点，水冷板自身的水道特征设置排气缝，产生压力差，引导气体流向，进而引导铝水的流动，将铝水常规的直线流动，沿着薄壁形成的曲折结构流动，以达到型腔充分成型的目的。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的结构示意图二。
图3是本实用新型的结构示意图三。
图4是本实用新型的结构示意图四。
图5是本实用新型的结构示意图五。
图6是本实用新型的结构示意图六。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和优选实施对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1-6所示的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，包括了金属液填充腔100，金属液填充腔100的流道为弯曲回转结构，设置有相连的第一弯道110、第二弯道120和第三弯道130。
金属液填充腔100下端通过第一浇道210和第二浇道220支撑，第一浇道210和第二浇道220的底部通过料柄230支撑呈托腮结构，料柄230为“托腮式”的腕部，第一浇道210和第二浇道220为“托腮式”的掌部。
第一浇道210和第二浇道220的长度、厚度，可以根据产品的形状和体积，按比例、按方向，按照模流分析进行细化调整，给工艺调试提供理论的工艺条件。“托腮式”掌部连接产品，产品沿着手掌斜向排布。
考虑到产品壁厚偏薄，铝水容易冷却，不同浇道进去的铝水汇合，难以充分融合，容易产生冷隔，或者结合线，或者内部结合暗伤，所以尽可以的采用一个完整的浇道，或者让铝水在初始端就结合，或者在壁厚位置结合，所以本实用新型为相连的弯曲结构。
水冷板上的壁厚比较均匀，平均壁厚是4，一张完整的4毫米厚的底板，作为产品结构的主体，可在第一浇道210和第二浇道220侧面设置第一浇口211和第二浇口221，并作为铝水的主要通道，将铝水传送的到产品各区域。
本实用新型采用“托腮式”浇注系统，对于偏长类型的产品(横放铝水容易困气，竖放铝水路径偏长)，采用这种类型的浇铸结构，正好避开了前面两种浇铸类型的缺点，模具结构简单，后续清除料柄简单易操作，出品率高，生产稳定性高。
在第一弯道110远离第二弯道120的一侧的第一渣包140处设置有第一排气结构141和142。第一排气结构141和142的排气孔之间通过排气缝141a和142a相连。
在第一弯道110靠近第二弯道120的一侧的第二渣包150处设置有若干第二排气结构151，第二排气结构151的排气孔之间通过排气缝151a相连。
在第二弯道120靠近第三弯道130的一侧的第三渣包160处设置有若干第三排气结构161,第三排气结构161的排气孔之间通过排气缝161a相连。
第一排气结构141和142、第二排气结构151以及第三排气结构161是薄壁水冷板模具的排气机构。
这是根据液态模锻的关键结构点来设置，通常在铸造中是要规避连接外界的通道，因为铝水在高速高压高温状态下，很容易会冲出或者堵塞通道，但是液压模锻不存在这样的问题，在流动过程中，铝水是低速高温状态，在将气体排出后，铝水的前端呈现胶状牛顿体，与模仁壁接触后，会瞬间冷却形成凝固膜，阻挡铝水向排气缝前进。凝固膜的形成速度和厚度，决定了排气缝的间隙尺寸，铝水的速度、温度，又决定了凝固膜的形成速度和厚度。
因此实际上在不同的区域，排气缝的间隙宽度并不相同。理论上模具上排气缝布置的越多，排气效果越好，但在靠近浇口的位置，由于铝水温度最高，要求排气缝在0.06以内，受到当前加工工艺的制约，线切割无法做到，因此在模具设计中会尽量避免靠近高温高压的位置设置排气缝。在本次薄壁水冷板的液压模锻模具中，选择第一排气结构141和142、第二排气结构151以及第三排气结构161的位置设置排气缝，间隙宽度为0.08-0.1毫米。
为了加快铝水流速，减少浇道冷却壳的成型厚度，引导铝水流向，根据流道的设计路线，在路线上薄弱区域，设置内排气缝(见图4)。
排气缝是直接通到外界的，因此压力和一个大气压相当，约为0.1MPa，液压模锻铝水在流动中，对型腔产生的压力约为15～20MPa，铝水流动结束后的压力为80MPa～140MPa，那么铝水在流动时，在金属液填充腔和各排气缝之间就产生压力差，引导着铝水向着需要的方向流动，并通过模流分析，了解到铝水充填的困气点；通过三维测量，了解产品结构上的薄壁位置，以上结构位置作为设置内排气缝的参考位置。
金属液填充腔和托腮结构呈壳状结构并一体成型，成型材质为钢材质。
在第一弯道110与第二弯道120的相连壁厚区域设置有挤压包300。在产品右上角筋交叉的位置，增加一个挤压，主要是为了预防交叉位置和其他薄壁的厚度差，会产色疏松缺陷，实际会根据试模结果来调整。
通过设置挤压包300来增加挤压，挤压油缸在产品凝固过程中起补缩添料的作用，压力为铸造压力的5倍左右。
该产品的整体特点是壁厚偏薄，压力无法传导，铝水的流动由于上述壳体通道的原因流动不畅，且难以控制走向，所以在模具方案设计中，在产品右侧壁交叉产生偏厚的区域上，为了弥补压力不足的缺点，此处会增加一个挤压包300。
在挤压包300处设置有第一排气通道310和第二排气通道320。并在第一弯道110的一侧设置有第三排气通道330。
由于铝水是由下往上，逐步排空气体，所以将第一排气通道310和第二排气通道320设置在金属液填充腔100的最高点。
第三排气通道330是为了减少气体行程，在属液填充腔100空间最大区域，为了缩短排气行程，减少末端排气压力而设置的中间排气。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型提供了一种水冷板挤压铸造模具，通过设置排气缝引导产品的铝水流向，便于铝液根据工艺的设定要求，从两个不同的轨迹流经产品型腔，设计中主要是要考虑型腔在设置排气缝后的变形和强度要求，结合原有模具的顶杆设置，在顶杆孔之间拉通，不需要额外增加穿丝孔，保证了型腔出气的的均匀性和一致性，保证了模仁的强度，降低工艺调试难度。
2.本实用新型提供了一种水冷板挤压铸造模具，采用多个排气道共用同一个排气板，将一个排气板分成多股单独与单个排气道相连，实现了工艺稳定性、节省模具排气系统的空间及模具简单化。
3.本实用新型提供了一种水冷板挤压铸造模具，在铝液填充壁厚区域增加多点挤压装置，直接将压力点对点的送到壁厚点，弥补了铝水压力在型腔中的损耗，满足了产品轻量化的设计要求，解决了产品局部铸造缺陷。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不逃离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，包括：
一金属液填充腔，所述金属液填充腔为弯曲回转结构，设置有相连的第一弯道、第二弯道和第三弯道；
所述金属液填充腔下端通过第一浇道和第二浇道支撑，所述第一浇道和第二浇道底部通过料柄支撑呈托腮结构；
在所述第一弯道远离所述第二弯道的一侧的第一渣包处设置有若干第一排气结构；
在所述第一弯道靠近所述第二弯道的一侧的第二渣包处设置有若干第二排气结构；
在所述第二弯道靠近所述第三弯道的一侧的第三渣包处设置有若干第三排气结构；
所述第一排气结构、第二排气结构和第三排气结构的排气孔之间通过排气缝相连；
在所述第一弯道与所述第二弯道的相连壁厚区域设置有挤压包。
2.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述第一浇道在靠近第一弯道的位置设置有第一浇口。
3.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述第二浇道在靠近所述第三弯道的位置设置有第二浇口。
4.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述挤压包处设置有第一排气通道和第二排气通道。
5.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述第一弯道的一侧设置有第三排气通道。
6.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述金属液为铝液。
7.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述金属液填充腔和托腮结构呈壳状结构并一体成型，成型材质为钢材质。
8.如权利要求1所述的一种薄壁件水冷板的液态模锻模具，其特征在于，所述排气缝的间隙宽度为0.08-0.1毫米。
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