轮毂锻造模具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种轮毂锻造模具，包括上模和下模，所述上模包括上模板、安装于上模板的上模体，所述上模体可拆卸连接有上模芯，所述上模芯与上模体之间设置有可使得上模体和上模芯配合的定位结构、可将上模体和下模芯锁固的锁定结构，通过将上模体和上模芯设置成分体结构，并且上模芯和上模体可拆卸连接固定方式，只需要更换上模芯便能实现由一副模具来锻造不同轮辐形状的轮毂。
【专利说明】
轮毂锻造模具
技术领域
[0001]本发明涉及锻造领域，更具体地说，它涉及一种锻造铝合金轮毂的模具。
【背景技术】
[0002]世界汽车工业正向着轻量、高速、安全、节能、舒适与环境污染轻的方向发展，因此铝合金零部件在汽车中的用量日益增多。轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一，也是一种要求较高的保安件，它不仅承载汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。在过去的10年，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6%。
[0003]目前国内外制造铝合金轮毂的方法主要分为两大类:一类是锻造法，另一类是铸造，但是铸造法产品中缩孔、疏松、气孔等缺陷严重，机械强度低，成品率低，国外已基本淘汰。传统的锻造模具都采用整体结构，每一型号的轮毂都必须对应一副模具，从而在模具的存放空间、管理、维护和制造成本上都非常巨大，而且久放的模具非常容易损坏，并且当整体结构模具在压制损坏后，则需要整体更换上、下模具，更换成本也非常巨大，费工费时费料，加大铝合金轮毂生产成本，造成资源极大的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能够锻造不同轮辐形状的轮毂锻造模具。
[0005]为实现上述目的，通过以下技术手段实现:一种轮毂锻造模具，包括上模和下模，所述上模包括上模板、安装于上模板的上模体，所述上模体可拆卸连接有上模芯，所述上模芯与上模体之间设置有可使得上模体和上模芯配合的定位结构、可将上模体和下模芯锁固的锁定结构。
[0006]通过上述技术方案，不同于现有技术的锻造轮毂的模具，在加工上模体的时候直接将模芯一体加工在上模体上，在这里将上模芯和上模体分开加工设置，且通过定位结构定位之后，保证了上模芯和上模体的相对安装准确性，之后再通过锁定结构实现上模芯和上模体的可拆卸连接固定方式，实现只需要更换具有不同花纹形状的上模芯便能实现锻造不同花纹轮辐的轮毂的技术效果，相比于现有技术中，锻造不同轮毂必须用到多副模具的方式，采用本发明中的拆换上模芯的方式，不仅减少了制造多副模具的制造成本、减少了钢铁材料的浪费，而且对于后期模具的保养成本也大为减少，对于后期模具的存放空间利用率也大为提高。
[0007]进一步优化为:所述定位结构为设置于上模芯相对上模体的凸起部和设置于上模体相对上模芯的凹陷部，或设置于上模芯相对上模体的凹陷部和设置于上模体相对上模芯的凸起部。
[0008]通过上述技术方案，无论是在上模体设置凸起部上模芯设置凹陷部或者在上模体设置凹陷部上模芯设置凸起部，其主要设计思路便是通过凹凸配合结构实现上模体和上模芯之间的相对位置度的定位。
[0009]进一步优化为:所述凸起部和凹陷部的形状为多边形或圆形。
[0010]通过上述技术方案，通过多边形结构的凸起部和凹陷部，在进行上模芯和上模体的定位配合时，能够防止上模芯和上模体的相对转动，定位非常精准，但是安装时需要对位，安装难度会增加;而采用圆形结构的凸起部和凹陷部，则在上模芯和上模体的定位安装之后，周向不做限定，但是结合到轮毂的轮辐在锻造时，周向360°均匀分布，没有周向位置度的限定，安装不需要对位，安装相比于多边形结构的凸起部和凹陷部更加方便，优选圆形结构的凸起部和凹陷部。
[0011]进一步优化为:所述定位结构为设置在上模芯相对上模体的圆形凸起和设置于上模体相对上模芯的圆形凹陷。
[0012]通过上述技术方案，在上模芯部位设置圆形凸起，上模体部位设置圆形凹陷的方式，一方面方便安装定位，另一方面讲圆形凸起设置在上模芯上的方式，增加了上模芯的厚度，在锻造过程中，轮辐成型的主要施力部位便是上模芯，从而增加上模芯的厚度，将能够增加上模芯的结构强度和实用寿命。
[0013]进一步优化为:所述锁定结构包括设于上模体相对上模芯另一面的第一避空结构，所述第一避空结构配合有将上模芯固定在上模体上的第一锁紧件。
[0014]通过上述技术方案，第一锁紧件通过第一避空结构之后可将上模芯固定在上模体上，实现了上模芯与上模体之间的可拆卸连接固定方式，并且通过第一避空结构能够避免第一锁紧件与上模板之间的干涉，保证了上模体能够平整的安装在上模板上。
[0015]进一步优化为:所述下模包括下模板、安装于下模板的下模体和下模芯，所述下模芯包括锻芯部和处于锻芯部下方的底座部，所述锻芯部与下模体之间形成环形的用于锻造轮辋的环腔，在底座部设置有沿着环腔的腔壁凹陷的凹陷环槽，所述凹陷环槽可拆卸连接有与凹陷环槽的槽壁贴合的环形镶件。
[0016]通过上述技术方案，通过在凹陷环槽内安装不同厚度的环形镶件，便能改变环形镶件表面与锻芯部表面之间的距离，也即，改变锻造出来的轮毂的轮辋宽度，只需要配备不同厚度的环形镶件便能实现只通过一副模具便锻造不同轮辋宽度的轮毂，相比于现有技术中，锻造不同轮毂必须用到多副模具的方式，采用本发明中的拆换环形镶件的方式，不仅减少了制造多副模具的制造成本、减少了钢铁材料的浪费，而且对于后期模具的保养成本也大为减少，对于后期模具的存放空间利用率也大为提高。
[0017]进一步优化为:所述环腔的深度为待锻造轮毂的轮辋最短宽度，所述环腔与凹陷环槽的深度之和为待锻造轮毂的轮辋最大宽度。
[0018]进一步优化为:所述环形镶件的最大厚度等于凹陷环槽的深度。
[0019]通过上述技术方案，将环形镶件的最大厚度限制在凹陷环槽的深度，也即，实现了锻造出来的轮毂的轮辋宽度将处于环腔的深度与环腔加凹陷环槽深度之和之间，从而在调整轮辋宽度的前提下可以保证不同厚度的环形镶件可以全部处于凹陷环槽内，而之所以这样设置，是由于在锻造轮毂的过程中，铝合金在挤压入环腔部位时，将会对两边的腔壁进行挤压，若环形镶件处于环腔内，则势必会在锻造过程中使得环形镶件与腔壁之间产生缝隙，不仅会影响锻造出来得轮毂的质量，而且在脱模过程中，嵌入此缝隙中的铝合金容易带动环形镶件，使得环形镶件的位置发生偏移甚至直接拉断环形镶件；而将环形镶件设置于凹陷环槽内来实现对轮辋宽度的调节，则，一方面由于当铝合金进入凹陷环槽时是处于锻压的最末端，此处的铝合金对于凹陷环槽的挤压力已是非常之小，凹陷环槽受到的挤压已不足以让其壁面和环形镶件产生缝隙，不会影响轮毂的质量，且在脱模过程中并不会带动环形镶件，从而避免了环形镶件被拉断的问题，另一方面则由于此凹陷环槽时直接设置在底座部上的，与下模体为分体设置，从而下模体部位的环腔腔壁受到的挤压力不会影响到凹陷环槽，从而凹陷环槽能够避免受到环腔腔壁的影响而出现在锻造过程中的变形，进一步避免了与环形镶件之间出现缝隙的问题。
[0020]进一步优化为:所述下模体处于环腔下方设置有一与底座部配合的凹腔，当下模芯和下模体安装于下模板时，凹腔与底座部紧密压合。
[0021]通过上述技术方案，通过在下模体上设置一与底座部配合的凹腔，且将下模芯和下模体安装在下模板上时，凹腔能够与底座部紧密压合，从而使得下模体和下模芯安装在下模板上时的相对位置关系不会轻易窜动，提高了由下模体和下模芯构成的环腔与凹陷环槽的相对位置度稳定性，增加锻造出来的轮毂的质量稳定性。
[0022]进一步优化为:所述底座部相对锻芯部的另一面设置有与凹陷环槽位置对应的第二避空结构，所述第二避空结构配合有将环形镶件固定在凹陷环槽内的第二锁紧件。
[0023]通过上述技术方案，第二锁紧件通过第二避空结构之后可将环形镶件固定在凹陷环槽内，实现了环形镶件与凹陷环槽之间的可拆卸连接固定方式，并且通过第二避空结构能够避免第二锁紧件与下模板之间的干涉，保证了下模芯可以通过底座部平整的安装在下模板上，并且通过从底座部的底面方向锁住环形镶件的方式，不会影响在锻造轮毂是对轮辋部位的成型造成影响。
[0024]本发明与现有技术相比的优点在于:通过将上模体和上模芯设置成分体结构，并且上模芯和上模体可拆卸连接固定方式，只需要更换上模芯便能实现由一副模具来锻造不同轮辐形状的轮毂，并且将定位结构的圆形凸起结构设置在上模芯处，增加了上模芯的厚度，提高其结构强度，增加了上模芯的使用寿命;通过厚度不一的环形镶件，实现了只需要更换不同厚度的环形镶件就能由一副模具来进行不同轮辋宽度的轮毂的锻造的效果，并且将环形镶件的可调范围限制在凹陷环槽的槽深之内，提高了锻造之后轮毂的质量，并且减少了环形镶件在脱模过程中被拉断的概率。
【附图说明】
[0025]图1为本实施例一的轮毂锻造模具的整体分模图；
图2是实施例一的上模半剖示意图；
图3是实施例一的上模板与上模体的分解示意图；
图4和图5是实施例一的上模体与上模芯的分解示意图；
图6为本实施例一的下模整体轴测示意图；
图7为本实施例一的下模半剖示意图；
图8和图9为本实施例一的下模与环形镶件的分解示意图；
图10为本实施例二的下模半剖示意图；
图11为本实施例三的下模半剖示意图。
[0026]图中，1、下模；11、下模板；111、第三沉头孔；112、第四沉头孔；12、下模体；13、下模芯；131、锻芯部；132、底座部；14、下模顶料器;2、上模;21、上模板;211、第五沉头孔;22、上模体;221、第一沉头孔;222、圆形凹陷；23、上模芯;231、圆形凸起;24、上模顶料器;3、环腔；4、凹陷环槽;5、环形镶件;61、启封螺纹孔;62、第二沉头孔;71、第一沉头螺栓;72、第二沉头螺栓;73、第三沉头螺栓;74、第四沉头螺栓;75、第五沉头螺栓。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。
[0028]实施例1，一种轮毂锻造模具，参见附图1，包括上模2和下模I，上模2的结构首先参见附图2，包括上模板21、上模体22、上模芯23和上模顶料器24，参见附图3，上模体22通过第五沉头螺栓75穿过第五沉头孔211之后锁固在上模板21上，参见附图4和5，在上模芯23处设置有圆形凸起231，在上模体22处设置有圆形凹陷222，通过圆形凸起231和圆形凹陷222的配合实现上模体22和上模芯23的安装定位，并且通过第一沉头螺栓71(第一锁紧件)穿过第一沉头孔221(第一避空结构)之后实现上模体22和上模芯23的锁紧固定。
[0029]下模I的结构首先参见附图6，包括下模板11、下模体12、下模芯13和下模顶料器14，参见附图7，下模芯13通过第三沉头螺栓73穿过第三沉头孔111之后锁固在下模板11上，下模体12通过第四沉头螺栓74穿过第四沉头孔112之后锁固在下模板11上，并且将下模芯13的底座部132紧密压合，从而使得下模芯13与下模体12安装在下模板11上时，下模芯13和下模板11之间的相对位置度能够得到保证，不会相对窜动;下模芯13的锻芯部131与下模体12之间形成一圈环形的环腔3，并且沿着环腔3的腔壁向下，在底座部132上形成有凹陷环槽4，参见附图8和附图9，凹陷环槽4内可拆卸连接有环形镶件5，环形镶件5通过第二沉头螺栓72(第二锁紧件)穿过第二沉头孔62(第二避空结构)之后锁固在凹陷环槽4内，并且在底座部132的底面还设置有三个均匀环绕凹陷环槽4间隔设置的启封螺纹孔61。
[0030]具体锻造的时候，将坯料放在下模I上，然后上模2挤压坯料使得坯料在由上模和下模形成的模腔中成型，在成型过程中，轮毂的轮辋部位将在环腔3部位成型，轮辐将由上模芯23挤压成型，参见附图6，此时的环形镶件5刚好与凹陷环槽4的槽深平齐，也即，锻造之后的轮辋宽度刚好为环腔3的深度，也即最小轮辋宽度，在锻造完成之后，上模和下模分离，毛坯轮毂若附于下模，则由下模顶料器14顶出，若毛坯轮毂附于上模，则由上模顶料器24顶出。
[0031]若需要锻造不同轮辐结构的轮毂，则只需要更换具有不同花纹的上模芯23就能实现。
[0032]实施例2，一种轮毂锻造模具，与实施例1的不同之处在于，参见附图10，此时的环形镶件5的厚度将小于凹陷环槽4的深度，也即，当最终锻造出来时的轮毂的轮辋宽度将大于实施例1中的轮辋宽度，且可更换环形镶件5的厚度(不能超过凹陷环槽4的槽深)，便能实现改变最终锻造之后的轮毂轮辋的宽度，在更换环形镶件5时，由启封螺钉(图中未画出)，旋入启封螺纹孔61，将环形镶件5从凹陷环槽4中顶出，之后更换所需厚度的环形镶件5装入凹陷环槽4中，通过第二沉头螺栓72将环形镶件5固定在凹陷环槽4中。
[0033]实施例3，一种轮毂锻造模具，与实施例1的不同之处在于，参见附图11，在凹陷环槽4中未放置环形镶件5，也即，此时锻造出来的轮毂的轮辋宽度将等于环腔3加上凹陷环槽4的深度，达到在设计模具时，能够锻造出来的最大轮辋宽度值。
[0034]由上述实施例可以看出，通过更换不同型号的上模芯23与环形镶件5，且通过两者之间的组合，可以锻造出多种型号的轮毂，并且只需要由一副模具便能实现，相比于现有的需要多副模具的方式，这里只需要配合各种型号的上模芯23与不同厚度的环形镶件5便能实现，大大节省了模具加工成本与存放空间。
[0035]此锻造轮毂的模具结构不限制在锻造模，也可应用于铸造模、熔汤模等其他类型的模具上。
[0036]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种轮毂锻造模具，包括上模(2)和下模(1)，其特征在于，所述上模(2)包括上模板(21)、安装于上模板(21)的上模体(22)，所述上模体(22)可拆卸连接有上模芯(23)，所述上模芯(23)与上模体(22)之间设置有可使得上模体(22)和上模芯(23)配合的定位结构、可将上模体(22)和下模芯(13)锁固的锁定结构。2.根据权利要求1所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述定位结构为设置于上模芯(23)相对上模体(22)的凸起部和设置于上模体(22)相对上模芯(23)的凹陷部，或设置于上模芯(23)相对上模体(22)的凹陷部和设置于上模体(22)相对上模芯(23)的凸起部。3.根据权利要求2所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述凸起部和凹陷部的形状为多边形或圆形。4.根据权利要求3所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述定位结构为设置在上模芯(23)相对上模体(22)的圆形凸起(231)和设置于上模体(22)相对上模芯(23)的圆形凹陷(222)05.根据权利要求1所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述锁定结构包括设于上模体(22)相对上模芯(23)另一面的第一避空结构，所述第一避空结构配合有将上模芯(23)固定在上模体(22)上的第一锁紧件。6.根据权利要求1-5任一项所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述下模(I)包括下模板(11)、安装于下模板(11)的下模体(12)和下模芯(13)，所述下模芯(13)包括锻芯部(131)和处于锻芯部(131)下方的底座部(132)，所述锻芯部(131)与下模体(12)之间形成环形的用于锻造轮辋的环腔(3)，在底座部(132)设置有沿着环腔(3)的腔壁凹陷的凹陷环槽(4)，所述凹陷环槽(4)可拆卸连接有与凹陷环槽(4)的槽壁贴合的环形镶件(5)。7.根据权利要求6所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述环腔(3)的深度为待锻造轮毂的轮辋最短宽度，所述环腔(3)与凹陷环槽(4)的深度之和为待锻造轮毂的轮辋最大宽度。8.根据权利要求7所述的轮毂锻造模具，其特征在于，所述环形镶件(5)的最大厚度等于凹陷环槽(4)的深度。9.根据权利要求6所述的一种轮毂锻造模具，其特征在于，所述下模体(12)处于环腔(3)下方设置有一与底座部(132)配合的凹腔，当下模芯(13)和下模体(12)安装于下模板(11)时，凹腔与底座部(132)紧密压合。10.根据权利要求6所述的一种轮毂锻造模具，其特征在于，所述底座部(132)相对锻芯部(131)的另一面设置有与凹陷环槽(4)位置对应的第二避空结构，所述第二避空结构配合有将环形镶件(5)固定在凹陷环槽(4)内的第二锁紧件。
【文档编号】B21J13/02GK106001366SQ201610649499
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月6日
【发明人】董祥义, 张涛
【申请人】宁波路威汽车轮业有限公司