水冷式轮毂铸造模具、铸造装置和铸造系统的制作方法

本发明涉及轮毂领域，特别是涉及一种水冷式轮毂铸造模具、铸造装置和铸造系统。

背景技术：

目前轮毂铸造中大部分工艺是采用压缩空气作为冷却介质，风冷方式的冷却强度比较弱，影响产品生产效率和产品性能。而且风冷工艺稳定性受冬夏环境温度差异，季节交替时的空气含水量及风压波动影响较大，风冷的冷却效果作用于模具温度场较弱，对产品性能及生产效率的提升有一定的局限性。此外，风冷工艺还存在空压机运行维护成本高及生产过程噪音大的缺点。

为此CN 204934567 U公开了一种侧模水冷装置，在侧模内直接开设水冷管，通过通水的方式实现侧模弧形侧壁的水冷，有效的克服了风冷的缺陷。然而，该公开的技术中水冷管为直接开在边模中的直管段，并不能保证水冷管每一位置至边模弧形侧壁的距离相同，那么成型时轮毂的边缘位置热量不够均匀，使得成型质量无法得到保障。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种提高成型质量的水冷式轮毂铸造模具。

本发明所采用的技术方案是：

一种水冷式轮毂铸造模具，包括由上模、下模、边模围成的轮毂型腔，所述边模设有镶块，镶块内开设有水冷通道，所述水冷通道为圆弧形，且所述水冷通道的圆弧圆心与轮毂型腔的圆心重合或大致重合。

作为本发明的进一步改进，所述镶块内对应于轮毂型腔的轮型窗口位置设有隔热槽，所述隔热槽位于水冷通道与轮毂型腔之间从而在隔热槽与型腔的轮型窗口位置形成隔空结构。

作为本发明的进一步改进，所述镶块表面开设有圆弧形的凹槽，凹槽表面覆盖有密封部件，在密封部件与凹槽之间围成所述的水冷通道。

作为本发明的进一步改进，所述密封部件包括垫片和盖板，所述垫片被盖板与凹槽夹持在中间，所述盖板密封焊接在镶块表面。

本发明还公开了一种基于上述铸造模具的铸造装置，其采用的技术方案是

一种铸造装置，包括水冷式轮毂铸造模具，水冷式轮毂铸造模具的水冷通道的入口通过供给管道外接有供水供气模块，所述供水供气模块包括供水部件、供气部件以及气水切换部件。

作为本发明的进一步改进，所述供水部件包括纯水管路组，所述供气部件包括压缩气体管路组，所述气水切换部件包括设置在纯水管路组、压缩气体管路组的切换阀组。

作为本发明的进一步改进，所述水冷通道的出口设有回收水箱。

作为本发明的进一步改进，所述回收水箱设有排气管路，所述排气管路配备有缓冲结构。

作为本发明的进一步改进，所述排气管路包括内管和套于内管外部的外管，所述内管的一端连通回收水箱，另一端封闭，缓冲结构包括内管侧壁设有的若干喷射孔，所述喷射孔朝向外管内壁，所述外管的一端封闭并连接回收水箱，另一端开口从而形成气体出口。

本发明还公开了基于上述铸造装置的铸造系统，其采用的技术方案是：

一种铸造系统，包括循环冷却部件以及铸造装置，铸造装置有多套，各铸造装置的水冷通道以并联的方式连接循环冷却部件。

本发明的有益效果是：本发明在边模的镶块内开设水冷通道，不会损伤边模，而且该水冷通道为圆心与轮毂型腔的圆心重合或大致重合的圆弧形，该圆弧形的水冷通道距离轮廓型腔的边缘位置具有相同或大致相同的距离，从而在成型时轮毂边缘的受热及冷却均匀，保证了成型的工艺条件和成型的质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是铸造模具的俯视图；

图2是轮毂铸造过程的示意图；

图3是镶块的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是水冷通道的结构示意图；

图6是铸造装置的示意图；

图7是回收水箱的结构示意图；

图8是图7中B部分的放大示意图；

图9是铸造系统的布置图。

具体实施方式

一种水冷式轮毂铸造模具，包括由上模、下模、边模100围成的轮毂型腔200。图1中示意出了由四个边模100围成的型腔形状，边模100的内部边缘位置是与图2中所示轮毂300边缘对应的内凹的圆弧形。

实施例中的边模100的主体内部设有镶块1，镶块1内开设有水冷通道11，用于冷却型腔中的轮毂，通过热传递、通水的形式带走轮毂和边模100中的热量。由于水冷通道11是开设在镶块1内，因此不容易损伤边模100。如图2和图3所示，所述的水冷通道11为圆弧形，且水冷通道11的圆弧圆心与轮毂型腔的圆心O重合或大致重合。这种结构的水冷通道11距离轮毂型腔的边缘位置201（边模内部边缘）具有相同或大致相同的距离，因此在成型时轮毂边缘的受热及冷却均匀，保证了成型的工艺条件和成型的质量。

进一步优选的，参考图3至图5，镶块1内设有隔热槽12，这些隔热槽12可以理解成在镶块1表面挖出一段材料，使得隔热槽12的位置形成隔空结构，隔热槽12范围内的空间基本不会传递热量。所述的隔热槽12对应于轮毂型腔的轮型窗口位置，并且与轮型窗口边缘轮廓的圆弧形对应，隔热槽12位于水冷通道11与轮毂型腔之间，从而这些位置不会带出或者不会带出太多处于轮型窗口位置的热量，保证了轮型窗口成型所需要的温度。

优选的，参考图3至图5，镶块1的上表面开设圆弧形的凹槽13，凹槽13表面覆盖有密封部件，在密封部件与凹槽13之间围成的水冷通道11。水冷通道11由凹槽13所构成，相比于传统技术钻孔所形成的水冷通道，其方便了加工，并且也有利于隔热槽12的设计。

上述的密封部件包括垫片14和盖板15，凹槽13设有一阶梯部，垫片14覆盖在阶梯部的肩部位置，并采用盖板15盖压定位，盖板15密封焊接在镶块1表面。

图6所示是使用了上述实施例中铸造模具的铸造装置。实施例中只对一个边模100的情况进行说明，本领域技术人员可以很容易的由此得出同时具备四个边模的情况。图示中，水冷通道11具有一个入口和一个出口，其入口通过供给管道外接有供水供气模块，供水供气模块包括供水部件、供气部件以及气水切换部件。供水部件主要用于对水冷通道11供给冷却水，供气部件主要是供给压缩空气，在水冷后避免冷却水停留在边模100中继续对边模100降温或者在冷却通道内形成蒸汽压力，影响下一次通冷却水的水流量。

具体的，供水部件包括纯水管路组3以及可以提供纯净水的部件，由于使用纯净水进行冷却，避免了水垢对冷却效果的影响。供气部件包括压缩气体管路组4以及提供压缩空气的压缩机。气水切换部件包括设置在纯水管路组3、压缩气体管路组4的切换阀组，譬如可以是图6中的两个阀门31、32。切换阀组可以根据压缩气体管路组4、纯水管路组3的实际情况进行设计。

优选的，水冷通道11的出口设有回收水箱2，以接收冷却水并进行循环利用。

参考图7和图8，回收水箱2具有一个出口24和多个入口25，以适应多个边模100。在回收水箱2的顶部还设有排气管路，在采用压缩空气排空水冷通道11的过程中，压缩空气从排气管路排出回收水箱2。为了避免排气过程中气体自身向外喷射以及气体携带水向外喷射，排气管路配备有缓冲结构。

参考图8，排气管路包括内管21和套于内管21外部的外管22，内管21的一端连通回收水箱2，另一端封闭，缓冲结构包括内管21侧壁设有的若干喷射孔23，喷射孔23朝向外管22内壁，外管22的一端封闭并连接回收水箱2，另一端开口从而形成气体出口。当压缩空气进入排气管路后，会上升并从喷射孔23沿横向喷射，喷射的气流撞击在外管22内壁而达到缓冲的效果，之后气流继续向上从外管22顶部排出，而气流携带的水会粘附在外管22内壁而不随气流排出。

图9所示是使用了上述实施例铸造装置的铸造系统，包括循环冷却部件以及多套上述的铸造装置，各铸造装置的水冷通道以并联的方式连接循环冷却部件。

具体来说，循环冷却部件可以这样构成：每套铸造装置400的回收水箱2的出口通过埋地管路连接至地下水箱5中，地下水箱5中加入的是纯净水；地下水箱5的出口通过水泵和水泵吸水器6连接换热器7，换热器7的对应出口连接铸造装置400的水冷通道；换热器7还有一组换热管路，该组管路连接水冷塔以及对应的冷却水箱8。

以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。