专利名称：多点组合冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具上的多点组合冷却装置，尤其适合冷却模具型腔的大热节和铸件多点独立对称的转角及交接位热节。当合金溶液充型完成后，在凝固过程中，通过该冷却装置对模具多点指定部位同时冷却，加速铸件凝固。
背景技术：
目前，金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具成型技术，一方面金属型模具在铸造过程中始终处于高温、高压作用下，很容易产生热疲劳现象，从而使模具发生龟裂，这就需要利用设置在模具型体上的冷却介质管道来改善模具的热平衡，降低高热区的温度，减少热应力变形，从而延长模具的使用寿命，降低生产成本。另一方面为了防止凝固过程中铸件热节位产生缩松缺陷，要对铸件热节位设置冷却装置，强化对应位置的冷却速度，提高铸件的质量。目前公知冷却装置如
图1是在模具下模(1)和上模( 对铸件各热节位，设置冷却风管( 通过压缩空气对铸件热节冷却和在大热节对应的模具上设置水冷却循环通道或安装水冷环(4)通过循环水冷却，但因前种通过压缩空气冷却方式的压缩空气热容较小，冷却速度慢，使铸造生产周期增长，影响轮毂铸件的凝固质量；后种通过循环水冷却方式，虽然水是一种比较理想的冷却方法，它冷却速度快，冷却效率高，并且来源简洁方便， 但因在循环水道的进水端和出水端，冷却水流经的时间先后不同，冷却水流经的初始温度不同等因素影响，使实际生产过程中循环水道的进水端和出水端冷却速度不同，在铸件冷却速度过慢的地方容易产生缩松，铸件冷却速度过快的地方容易产生裂纹，最终导致铸件成品率低，生产成本增加。
发明内容为了克服现有金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具冷却装置的不足，本实用新型提供一种多点组合冷却装置。该装置不仅能通过水或水气混合介质等对模具实现快速、高效冷却，而且该装置可以对铸件独立对称的多个热节实现同时、同强度的均勻冷却，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步而造成对轮毂铸件凝固质量的影响，从而大大提高铸件的生产效率和质量。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在模具下模(1)和上模(2)对铸件各轮辐与轮辋交接热节部位和各轮辐与轮盘交接大热节部位设置冷却孔和配合沉台及锁紧螺栓孔，安装对应的多点组合冷却座。冷却座的进水水道通过进水管与铸造机冷却介质源接通，回水水道通过回水管与铸造机回水管道接通。冷却座的配合凸台伸入模具配合沉台内，配合凸台的顶面与配合沉台的底面间设置密封垫。冷却座配合凸台收集沉孔内安装的分支冷却管和XS-M6型流量调节喷嘴伸入模具的冷却孔内。在合金溶液充型完成后凝固过程中，冷却介质通过多点组合冷却装置对模具指定独立对称的多个热节部位同时、 同强度均勻快速冷却，从而使这些独立对称的多个热节在凝固过程中近似同时凝固，达到提高轮毂铸件整体凝固质量的目的。所述的多点组合冷却装置在模具下模(1)和上模( 上设置的冷却孔与铸件各轮辐与轮辋交接热节部位和各轮辐与轮盘交接大热节部位一一对应，冷却孔的底端离铸件最小间距12 15毫米，既保证模具的最小壁厚有12 15毫米。从而使冷却介质能够定点准确快速冷却到铸件热节，又能保证模具有足够的强度。所述的多点组合冷却装置在模具下模(1)和上模( 上冷却孔的前端设置配合沉台，配合沉台设置成圆柱形底面平整，同一组冷却装置的各配合沉台深度一致，既各配合沉台的底面在同一平面。从而使冷却座的配合凸台与配合沉台贴合紧密，避免使用过程中冷却介质渗漏，影响冷却效果。所述的多点组合冷却装置的冷却座上设置有上下两个循环水道，两个循环水道是通过在冷却座的外圆柱面加工上下两条“U”形截面环槽，和设置一个梯形横截面圆环与上 “U”形截面环槽配合焊接构成上循环水道，设置一个平形四边形横截面圆环与下“U”形截面环槽配合焊接构成下循环水道，本专利将下循环水道设置成进水水道，上循环水道设置成回水水道，进水水道通过进水管与铸造机冷却介质源接通，回水水道通过回水管与铸造机回水管道接通。冷却介质通过进水水道分散到各冷却孔冷铸件后再经过回水水道收集，通过回水管流出。所述的多点组合冷却装置冷却座与模具正对的一面根据模具背面冷却孔的位置一一对应设置冷却座配合凸台，冷却座配合凸台设置成圆柱形，端面平整，同一组冷却装置的各配合凸台高度一致，即各凸台端面在同一平面。从而使冷却座的配合凸台与模具配合沉台贴合紧密，避免冷却介质渗漏，影响冷却效果。所述的多点组合冷却装置冷却座配合凸台顶面与模具配合沉台底面安装配合时设置一密封垫，密封垫是用紫铜设置成1. 5 2. 5毫米厚的圆环形，横截面与冷却座配合凸台顶面重合。利用紫铜材质较软，热膨胀系数大的特性，使冷却座的配合凸台与配合沉台在高温环境下贴合更紧密，避免冷却介质渗漏，影响冷却效果。所述的多点组合冷却装置冷却座配合凸台的高度大于模具配合沉台的深度，使冷却座安装在下模或上模对应位置时，冷却座与模具正对的一面与下模或上模表面离空2 3毫米，使冷却座只有凸台的顶面少量位置与模具贴合。从而使冷却座内因进水水道和回水水道中冷却介质的循环造成的温度不均勻影响不到模具上。所述的多点组合冷却装置同一组冷却装置的各配合凸台中间对称位置均勻设置螺栓通孔，对应的下模和上模上设置螺栓孔。冷却座安装在下模或上模对应位置后通过螺栓锁紧，每个凸台均可受到两个对称螺栓的均勻锁紧，从而各个配合凸台与配合沉台贴合更加紧密，避免冷却介质渗漏，影响冷却效果。所述的多点组合冷却装置冷却座凸台端面设置圆柱形的收集沉孔，收集沉孔的底端设置一进水孔和一回水孔，进水孔一端设置内螺纹与分支冷却管连接，另一端通过径向圆孔与进水水道连通，回水孔与回水水道连同，从而使冷却介质经过进水水道分散到各冷却孔冷却后再经收集沉孔收集流回回水水道。所述的多点组合冷却装置的分支冷却管设置成空心圆柱形，一端设置外螺纹与冷却座收集沉孔的进水孔连接，另一端设置内螺纹安装XS-M6型流量调节喷嘴。冷却介质经过进水水道、进水孔、分支冷却管、XS-M6型流量调节喷嘴喷射到各冷却孔底端快速冷却铸件。XS-M6型流量调节喷嘴可以任意调节各支分支冷却管冷却介质的喷出流量，从而达到对模具指定独立对称的多个热节部位同步、同强度均勻快速冷却。本实用新型的有益效果是多点组合冷却装置事先通过调节分支冷却管上的 XS-M6型流量调节喷嘴，使同一组冷却装置上设置的各分支冷却管喷出冷却介质流量相同， 即各个分支冷却管的冷却速度均相同。在合金溶液充型完成后凝固过程中通过安装在模具上的多点组合冷却装置上设置的各分支冷却管对铸件上独立对称热节实现同步、同强度的均勻冷却，使得铸件各独立对称热节的冷却速度均在预设的冷却速度上，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步造成对轮毂铸件凝固质量的影响，大大提高轮毂铸件的凝固质量，提高铸件的成品率，降低生产成本。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是目前公知冷却装置在模具上的安装结构图。图2是本实用新型在模具上的安装位置结构图。图3是图2中F的放大图。图4是本实用新型的等轴半剖切视图。图5是梯形横截面圆环主视图。图6是平形四边形横截面圆环主视图。图7是密封垫主视图。图8是分支冷却管主视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型多点组合冷却装置主要包括进水管、回水管、冷却座、密封垫、分支冷却管和XS-M6型流量调节喷嘴。如
图1、图2、图3所示在模具下模(1)和上模( 与铸件各轮辐与轮辋交接热节部位和各轮辐与轮盘交接大热节部位设置一一对应的冷却孔(8)，冷却孔(8)的底端离铸件最小间距12 15毫米，则保证模具的最小壁厚有12 15毫米。从而使冷却介质能够定点准确快速冷却到铸件热节，又能保证模具有足够的强度。如图2、图3、图4所示在模具冷却孔(8)的前端设置配合沉台(12)，配合沉台 (12)设置成圆柱形，底面平整，同一组冷却装置的各配合沉台(1 深度一致，既各配合沉台(12)的底面在同一平面。从而使冷却座(9)的配合凸台(14)与配合沉台(12)贴合紧密，避免冷却介质渗漏，影响冷却效果。如图2、图3、图4、图5、图6所示冷却座(9)上设置有上下两个循环水道(18)、 (19)，两个循环水道是通过在冷却座(9)的外圆柱面加工上下两条“U”形截面环槽，和设置一个梯形横截面圆环(16)与上“U”形截面环槽配合焊接构成上循环水道(18)，设置一个平形四边形横截面圆环(17)与下“U”形截面环槽配合焊接构成下循环水道(19)，本专利将下循环水道设置成进水水道(19)，上循环水道设置成回水水道(18)，进水水道(19)通过进水管(6)与铸造机冷却介质源接通，回水水道(18)通过回水管(7)与铸造机回水管道接通。冷却介质通过进水水道(19)分散到各冷却孔(8)的底端冷铸件后再经过回水水道(18)流回回水管(7)，完成对铸件指定部位的强制冷却。如图3、图4所示冷却座(9)与模具正对的一面根据模具背面冷却孔⑶的位置一一对应设置冷却座配合凸台(14)，冷却座配合凸台(14)设置成圆柱形，端面平整，同一组冷却装置的各凸台高度一致，既各凸台端面在同一平面。从而使冷却座配合凸台(14)与配合沉台(1 贴合更紧密，避免冷却介质渗漏，影响冷却效果。如图2、图3、图7所示冷却座配合凸台(14)顶面与配合沉台(12)底面安装配合时设置一密封垫(13)，密封垫(1 是用紫铜设置成1.5 2. 5毫米厚的圆环形，横截面与冷却座配合凸台(14)顶面重合。利用紫铜材质较软，热膨胀系数大的特性，使冷却座(9) 的配合凸台(14)与配合沉台(1 在高温环境下贴合更加紧密，从而避免在高温环境受热胀冷缩的影响冷却介质渗漏，影响冷却效果。如
图1、图2、图3、图4所示冷却座配合凸台(14)的高度大于配合沉台(12)的深度，使冷却座(9)安装在下模⑴和上模(2)对应位置时，冷却座(9)与模具正对的一面与下模(1)和上模(2)表面离空2 3毫米，使冷却座(9)只有配合凸台(14)的顶面少量位置与模具贴合。从而使冷却座(9)内进水水道(19)和回水水道(18)中冷却介质的循环造成的温度不均勻影响不到下模(1)和上模(2)上。如
图1、图2、图3、图4所示同一组冷却装置的各冷却座配合凸台(14)中间对称位置均勻设置螺栓通孔(20)，对应的下模(1)和上模( 上设置螺栓孔(11)。冷却座(9) 安装在下模(1)或上模( 对应位置后通过螺栓(10)锁紧，每个冷却座配合凸台(14)均可同时受到两个对称螺栓(10)的均勻锁紧，从而各个冷却座配合凸台(14)与配合沉台(12) 贴合更加紧密，避免冷却介质渗漏，影响冷却效果。如图2、图3、图4所示冷却座配合凸台(14)端面设置圆柱形的收集沉孔(15)， 收集沉孔(1 的底端设置一进水孔0 和一回水孔(25)，进水孔0 —端设置内螺纹与分支冷却管连接，另一端通过径向圆孔与进水水道(19)连通，回水孔0 与回水水道(18)连通，从而使冷却介质经过进水水道(19)分散到各冷却孔(8)冷却后再经收集沉孔(1 收集流回回水水道(18)中，完成对模中铸件的冷却。如图3、图4、图8所示的分支冷却管03)设置成空心圆柱形，一端设置外螺纹与冷却座(9)收集沉孔(15)的进水孔02)连接，另一端设置内螺纹安装XS-M6型流量调节喷嘴04)。冷却介质经过进水水道(19)、进水孔0 、分支冷却管、XS-M6型流量调节喷嘴04)喷射到各冷却孔(8)底端快速冷却铸件。XS-M6型流量调节喷嘴04)可以任意调节各支分支冷却管冷却介质的喷出流量，从而达到对模具指定独立对称的多个热节部位同步、同强度均勻快速冷却。本实用新型的突出优点是该冷却装置属于封闭循环水冷却方式，它冷却速度快， 冷却效率高，简洁方便，冷却后的残余冷却介质能很好的回收，不影响现场环境。采用了很好的冷却座与模具隔离措施，使冷却介质的循环流动造成的冷却速度不同，冷却座温度不均等不利因素影响不到模具内铸件的冷却。通过在轮毂铸件各轮辐与轮辋交接部位和轮辐与轮盘交接部位等独立对称热节对应的模具背面设置多点组合冷却装置，在合金溶液充型完成后凝固过程中多点组合冷却装置上设置的各分支冷却管对铸件上独立对称热节实现同步、同强度的均勻冷却，使得铸件各独立对称热节的冷却速度均在预设的冷却速度上，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步造成对轮毂铸件凝固质量的影响，提高铸件的成品率，降低生产成本。 以上仅就对本实用新型实施例的最佳使用方案作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构和应用范围允许有多种变化 冷却座配合凸台的位置是根据模具背面设置冷却孔的分布位置情况变化；也可将下循环水道设置成回水水道，上循环水道设置成进水水道；分支冷却爪的设置数量是根据铸件独立对称热节的多少和大小决定，通常设有8支、10支、12支、14支等，该冷却装置还可广泛用于其他类型金属型模具。只要在本权利要求书内的变化都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具上的多点组合冷却装置，其特征在于在模具下模(1)和上模( 对应铸件各轮辐与轮辋交接热节部位和各轮辐与轮盘交接大热节部位设置冷却孔(8)和配合沉台(1 及锁紧螺栓孔(11)，安装对应的多点组合冷却装置的冷却座(9)；冷却座(9)的进水水道(19)通过进水管(6)与铸造机冷却介质源接通，回水水道(18)通过回水管(7)与铸造机回水管道接通；冷却座的配合凸台(14)伸入模具配合沉台(12)内，配合凸台(14)的顶面与配合沉台(12)的底面间设置密封垫(13)；配合凸台 (14)的收集沉孔(15)内安装分支冷却管03)和XS-M6型流量调节喷嘴Q4)伸入模具的冷却孔(8)内。
2.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于在模具下模⑴和上模⑵ 与铸件各轮辐与轮辋交接热节部位和各轮辐与轮盘交接大热节部位设置一一对应的冷却孔(8)，冷却孔(8)的底端离铸件最小间距12 15毫米。
3.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于在模具冷却孔(8)的前端设置配合沉台(12)，配合沉台(1 设置成圆柱形，底面平整，同一组冷却装置的各配合沉台(1 深度一致，既各配合沉台(1 的底面在同一平面。
4.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于冷却座(9)上设置有上下两个循环水道(18、19)，两个循环水道是通过在冷却座(9)的外圆柱面加工上下两条“U”形截面环槽，和设置一个梯形横截面圆环(16)与上“U”形截面环槽配合焊接构成上循环水道(18)，设置一个平形四边形横截面圆环(17)与下“U”形截面环槽配合焊接构成下循环水道(19)，本专利将下循环水道设置成进水水道(19)，上循环水道设置成回水水道(18)，进水水道(19)通过进水管(6)与铸造机冷却介质源接通，回水水道(18)通过回水管(7)与铸造机回水管道接通。
5.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于冷却座(9)与模具正对的一面根据模具背面冷却孔(8)的位置一一对应设置冷却座配合凸台(14)，冷却座配合凸台 (14)设置成圆柱形，端面平整，同一组冷却装置的各凸台高度一致，即各凸台端面在同一平
6.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于冷却座配合凸台(14)顶面与配合沉台(1 底面安装配合时设置一密封垫(13)，密封垫(13)是用紫铜设置成1.5 2. 5毫米厚的圆环形，横截面与冷却座配合凸台(14)顶面重合。
7.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于冷却座配合凸台(14)的高度大于配合沉台(12)的深度，使冷却座(9)安装在下模⑴和上模(2)对应位置时，冷却座(9)正对模具的一面与下模(1)和上模(2)表面离空2 3毫米，使冷却座(9)只有配合凸台(14)的顶面少量位置与模具贴合。
8.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于同一组冷却装置的各冷却座配合凸台(14)中间对称位置均勻设置螺栓通孔(20)，对应的下模(1)和上模( 上设置螺栓孔(11)，冷却座(9)安装在下模(1)或上模( 对应位置后通过螺栓(10)锁紧，每个冷却座配合凸台(14)均可同时受到两个对称螺栓(10)的均勻锁紧。
9.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于冷却座配合凸台(14)端面设置圆柱形的收集沉孔(15)，收集沉孔(1 的底端设置一进水孔0 和一回水孔(25)， 进水孔0 —端设置内螺纹与分支冷却管连接，另一端通过径向圆孔与进水水道(19)连通，回水孔0 与回水水道(18)连通。
10.根据权利要求1所述的多点组合冷却装置，其特征在于它的分支冷却管03)设置成空心圆柱形，一端设置外螺纹与冷却座(9)收集沉孔(1 的进水孔0 连接，另一端设置内螺纹安装XS-M6型流量调节喷嘴04)。
专利摘要一种用于金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具上的多点组合冷却装置，尤其适合冷却模具型腔的大热节和铸件多点独立对称的转角及交接位热节。它是在下模和上模对铸件各轮辐与轮辋交接热节部位和各轮辐与轮盘交接大热节部位设置冷却孔和配合沉台及锁紧螺栓孔，安装对应的多点组合冷却座。冷却座的进水水道通过进水管与铸造机冷却介质源接通，回水水道通过回水管与铸造机回水管道接通。冷却座配合凸台收集沉孔内安装的分支冷却管和XS-M6型流量调节喷嘴伸入模具的冷却孔内。在合金溶液凝固过程中通过安装在模具上的多点组合冷却装置上设置的各分支冷却管和XS-M6型流量调节喷嘴喷射出事先设定好的冷却介质对模具内铸件上独立对称热节实现同步、同强度的均匀冷却，加速铸件凝固，使得铸件各独立对称热节的冷却速度均在预设的冷却速度上，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步，造成对轮毂铸件凝固质量的影响，提高铸件的成品率，降低生产成本。该冷却装置属于封闭循环水冷却方式，它冷却速度快，冷却效率高，冷却后的残余冷却介质能很好的回收，不影响现场环境。
文档编号B22C9/00GK202155476SQ20112020994
公开日2012年3月7日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者刘尚湘 申请人:刘尚湘