改进的车轮模具水冷盘的制作方法

本实用新型涉及一种铸造模具，具体的说是一种铝合金车轮低压铸造模具的分体水冷盘。

背景技术：

轮心法兰盘是将车轮连接安装到汽车轮轴上的关键部位，各主机厂对轮心的质量精度都有着严格的要求，以保证汽车行驶过程的安全性。然而，在铝合金车轮低压铸造工艺中，由于轮心厚大的造型特点，使其形成了明显的铸造热节，成为了生产中最易出现缺陷的部位。目前，传统的风冷仍是铝合金车轮生产厂家最常用的冷却方式，如图1所示。这种技术缺点是热容很小，导热系数低，使得轮心区域集中的热量不能快速导出，造成铝液凝固缓慢，使铸件内部会出现缩松、缩孔等缺陷。同时由于过冷度低，也会造成轮心内部晶粒粗大，组织不致密，导致力学性能低下。另外，过高的温度还会使铸件内部形成较大的结构应力，造成铸件变形而报废。所有这些问题都严重的制约着车轮的顺利生产，影响着成品率。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种有效的解决低压铸造车轮轮心法兰区域缩松、缩孔、晶粒粗大、铸件变形等问题的水冷盘。

本实用新型的技术方案是：改进的车轮模具水冷盘，包括中心水冷盘、进水管、石墨垫片、定位销、安装螺栓、出水管。环状结构水冷盘布置在轮心法兰区域，水冷盘与顶模螺栓连接、圆柱销定位。水冷盘内部设置环形水道，环形水道截面为矩形，环形水道用挡板密封，保证水流流通不漏水；环形水道上焊接进水管、出水管，进水管、出水管呈180°分布，以最大程度的保证水冷冷却的均匀性。

水冷盘与顶模之间斜面配合，配合面长20mm-30mm，斜面与中心线呈20-40°锐角；在水盘与顶模配合面上设置石墨垫片，借助其较高的导热能力，保证顶模中心的热量高效、快速的导出。

所述环形水道截面长为10mm，宽为10mm，所述石墨垫片厚度为2mm。

本实用新型结构简单，通过将加工有环状水道的冷却水盘安装在顶模中心区域，借助冷却水强大的蓄热能力，以及石墨垫片优异的导热能力，可以高效的将厚大法兰区域的热量导出，从而实现了车轮铸件的快速冷却凝固，消除了中心缩松、缩孔等缺陷；通过加大过冷度，使内部晶粒得到了明显的细化，显著提高了轮心的力学性能；实现了对轮心温度的有效控制，降低了内部的结构应力，减少了铸件变形，提高了车轮的尺寸精度。

附图说明

图1是现有技术中低压铸造车轮模具装配图。

图2是本实用新型改进的车轮模具水冷盘装配图。

图3是本实用新型中水冷盘结构示意图。

图4是本实用新型中水冷盘3D结构示意图。

图中：1-顶模；2-边模；3-底模；4-水冷盘；4-1-环形水道；4-2-螺栓安装过孔；4-3-定位销安装过孔；4-4-配合斜面；5-进水管；6-石墨垫片；7-圆柱销；8-安装螺栓；9-出水管。

具体实施方式

如图2-4所示，水冷盘4安装在顶模1的中心位置，用以冷却厚大的轮心区域，顶模1与水冷盘4通过M12安装螺栓8、圆柱销7定位连接。

水冷盘4内部设置环形水道4-1，截面为矩形，尺寸为10x10mm；环形水道4-1用挡板焊接密封，保证水流流通不漏水；环形水道4-1上焊接进水管5和出水管9，进水管5和出水管9呈180°分布，最大程度的保证水冷冷却的均匀性；水冷盘4与顶模1之间为斜面配合，接触面长20-30mm，斜面与中心线呈20-40°锐角，这样就可以使冷却尽可能的集中在轮心区域，而降低对轮辐位置温度分布的影响；在水盘与顶模配合面上设置石墨垫片6，借助石墨优异的导热能力，保证顶模中心热量高效导出，从而实现厚大轮心的快速冷却。

通过上述设计，依靠冷却水在水冷盘内的循环流通，借助配合面上的石墨垫片，便可以将厚大轮心区域的热量高效的导出，从而实现铸件的快速冷却，可消除车轮中心缩松、缩孔等缺陷；该结构加大了过冷度，使铸件内部晶粒得到了明显的细化，组织更加致密，大幅提高了轮心的力学性能；同时，实现了对轮心温度的有效控制，降低了内部的结构应力，减少了铸件变形，提高了车轮的尺寸精度。