改進的車輪模具輪輞冷卻裝置的製作方法

2024-03-30 06:49:05

本實用新型涉及一種鑄造模具，具體的說是一種意在改善輪輞成形質量的冷卻裝置。

背景技術：

在鋁合金車輪低壓鑄造生產中，輪輞是容易出現鑄造缺陷的部位之一。車輪低壓鑄造是底部中心澆注方式，輪輞則位於充型的遠端，在鋁液流動至此時鋁液就已經開始凝固，若是模具溫度低或者充型周期過長時，導致鋁液熱量損耗過大，則可能會出現輪輞澆不足的問題；另外，對於一些內輪緣比較厚大、輪輞造型彎曲的輪型而言，輪輞的過早凝固會將鋁液的流動通道堵塞，進而影響內輪緣的有效補縮，導致輪緣內部出現縮松等缺陷，影響後續性能測試。

有必要對現有的低壓鑄造模具結構進行改進，以有效解決輪輞澆不足、輪緣縮松、輪輞力學性能低下等問題，從而實現車輪的高品質生產。

技術實現要素：

改進的車輪模具。本實用新型的目的是提供一種改進的車輪模具輪輞冷卻裝置，可以有效的解決鋁合金車輪低壓鑄造生產中輪輞區域易出現的澆不足、內部縮松、力學性能低下等問題。

本實用新型的技術方案是：改進的車輪模具輪輞冷卻裝置，包括風管系統、擋板。頂模背腔輪廓線與內輪輞隨形設計，頂模輪輞部分的厚度由下到上20mm-30mm漸變；環狀擋板焊接於頂模背腔的內壁上，擋板距離型面30mm-40mm，二者形成一個頂端開放的空腔體；環狀擋板厚度2mm-4mm。

風管系統包括進風口、流通導管、風管、出風孔。風管軸線與模具中心線平行，沿頂模內壁周向均勻分布10-20根風管，每根風管下端密封；風管上設置出風孔，孔向為斜向上45°，高度上間隔10mm-20mm均布，出風孔孔徑2mm-4mm。

風管系統設置在頂模內壁與焊接鐵皮所形成的空腔內，利用壓縮空氣的高速流通，帶走模具內壁的熱量，從而保證輪輞的順利凝固成形。

本實用新型提供了改進的風管系統，並在頂模內壁焊接擋板，通過周向均布的風管以及軸向上加工的出風孔，既實現了對輪輞區域的有效冷卻，又降低了對模具其他區域溫度的不利影響，提高了製冷的精度；輪輞區域的有效冷卻可以使內部晶粒得到明顯的細化，組織更加緻密均勻，大幅的改善了輪輞的機械性能，提高了車輛行駛的安全性；該新型的模具及冷卻結構，可以減少輪輞區域的冷卻凝固時間，使得整個鑄造周期明顯縮短，提高了鑄件的生產效率。

附圖說明

圖1是本實用新型中改進的低壓鑄造車輪模具裝配圖。

圖2是本實用新型中風管系統示意圖。

圖中：1-底模；2-邊模；3-頂模；4-風管系統；4-1-進風口；4-2-流通導管；4-3-風管；4-4-出風孔；5-擋板。

具體實施方式

如圖1-2所示，邊模2與頂模3構成了輪輞毛坯，用以成形車輪的輪輞部分；邊模2為鑄坯製作，材料選用35CrMo，可降低模具成本；邊模背腔輪廓線與外輪輞隨形設計，厚度梯度為倒錐度，針對輪輞設計為由下到上40-60mm漸變。

頂模背腔輪廓線與內輪輞隨形，頂模輪輞部分的厚度由下到上20-30mm漸變，可使輪輞區域形成軸向上遞減的溫度梯度，有利於輪輞的順序凝固成形；環狀擋板5焊接於頂模背腔的內壁上，擋板5距離型面30-40mm，擋板5、型面形成頂端開放的空腔體，可使冷卻風集中在輪輞區域，降低對模具其他部位的不良影響；擋板5厚度2-4mm。

風管系統4包括進風口4-1、流通導管4-2、風管4-3、出風4-4；風管4-3軸線與模具中心線平行，沿頂模內壁周向均勻分布10-20根，每根風管4-3下端堵焊密封；風管上加工出風孔，孔向為斜向上45°，高度上間隔10-20mm均布，孔徑2mm-4mm。

風管系統設置在頂模內壁與焊接鐵皮所形成的空腔內，當冷卻開啟時，利用壓縮空氣的高速流通，帶走頂模內壁上的熱量，實現了對輪輞的有效冷卻，從而保證其順利凝固成形。

本新型結構從模具角度形成了由下到上遞減的溫度梯度，符合輪輞的順序凝固原則，利於鑄件的充型補縮，消除了輪輞易出現澆不足、內部縮松等缺陷，提高了成形質量；針對輪輞設計了新型的風管結構，並在頂模內壁焊接鐵皮擋板，通過周向均布的風管以及軸向上加工的出風孔，既實現了輪輞區域的有效冷卻，又降低了對輪輻及輪心區域溫度的不利影響，提高了施冷的精度；輪輞區域的有效冷卻可以使內部晶粒得到明顯細化，組織更加緻密均勻，大幅的改善了輪輞的機械性能，提高了車輛行駛的安全性；該新型的模具及冷卻結構，可以減少輪輞區域的冷卻凝固時間，使得整個鑄造周期大為縮短，提高了鑄件的生產效率。