改进的铸造车轮模具顶模的制作方法

本实用新型涉及一种铸造模具，具体的说涉及一种意在减少铝车轮内轮缘成形缺陷，提升其力学性能的低压铸造模具。

背景技术：

现阶段，随着顾客对车辆安全性的要求越来越高，铝车轮的结构设计也变得日益复杂，如图1中11所示，厚大的内轮缘造型已经成为了一种发展趋势，这也给诸多的车轮生产厂家提出了更加严峻的挑战。

现阶段，在车轮低压铸造生产中，内轮缘本身就是一个显著的结构热节，缺陷发生的概率很大，较为常见的有轮缘缩松、缩孔、晶粒粗大等等。这主要是因为：内轮缘位于造型的最远端，铝液最后才能填充该部位，而其前端为薄壁的轮辋，若是冷却分配的不当，就很容易造成轮辋的过早凝固，进而将铝液补缩通道堵塞，形成轮缘缩松等缺陷。此外，内轮缘结构比较厚大，造成了热量的集中，一旦在模具上没有合理的降温手段，便会使该部位铝液凝固缓慢，过冷度较低，出现铸件内部疏松，晶粒粗大，力学性能低下等严重问题。上述这些都严重的影响了车轮的内轮缘质量，已经不能满足各汽车厂商日益严格的安全性要求。

综合上述分析，针对目前生产中存在的问题，有必要从模具角度进行相应的优化改进，以解决铝车轮内轮缘部位的缩松、缩孔以及晶粒粗大等缺陷，从而大幅提升其性能，满足厂家的使用要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种改进的铸造车轮模具顶模，可有效的改善车轮内轮缘部位容易出现缩松、缩孔以及晶粒粗大等问题，从而显著的提升内轮缘性能指标，满足客户的高质量要求。

本实用新型的技术方案是：改进的铸造车轮模具顶模，包括水道盖板、水管接头。

顶模背腔内轮缘位置设置圆周型凸耳，凸耳外部三侧均为平面造型，内侧与顶模背腔轮廓线倒圆角光滑过渡。凸耳设置截面为阶梯型的环状水道，环状水道用挡板焊接密封；挡板上设置水孔，水孔分别焊接进水管、出水管，并连接外部储水设备，形成了封闭的冷却水流通通路。环形水道的内侧设置隔热槽a；隔热槽a分布在边模贴合面处，以减弱对配合面位置的冷却。凸耳下端背腔的内壁上设置隔热槽b，将冷却与薄壁轮辋位置隔离开来，从而减弱对其的不良影响，保证顺畅的铝液补缩。

所述隔热槽a为直径6mm通孔，数量为3-6个，在底模均匀分布。

所述隔热槽b为环形，槽底部距离型腔面8mm-15mm。

环形水道截面中线距离顶模型腔面30mm-40mm。

凸耳内侧上部与顶模背腔轮廓线的圆角为R10-20，凸耳内侧下部与顶模背腔轮廓线的圆角为R3-5。

当压铸的一个循环开始后，从第1s就打开内轮缘位置的冷却，冷却水在水道内快速流通带走内轮缘处的热量，从而实现其迅速凝固成形且不影响模具其他位置的温度分布；当整个轮辋都完成凝固后，即可将冷却水关闭，在一个周期内冷却开启时间为40-100s，流量控制在100-200L/h,按此工艺参数循环往复，实现了内轮缘位置无缺陷的稳定连续生产。

本发明实现厚大内轮缘位置的快速冷却降温，提高了铝液凝固速度，保证了有效的补缩，解决了车轮内轮缘容易出现的缩松、缩孔及晶粒粗大等铸造缺陷，提升了内轮缘的力学性能及综合成品率，降低了生产成本。

附图说明

图1是现有技术中低压铸造车轮模具装配示意图。

图2是本发明中改进的铸造车轮模具顶模装配示意图。

图3是本发明铸造车轮模具顶模顶模的隔热槽布置示意图。

图中：11－内轮缘造型，1－底模，2－边模，21－边模配合面，3－顶模，31－凸耳，32－环形水道，33－隔热槽a，34－隔热槽b，4－水道盖板，5－水管接头。

具体实施方式

图1是现有技术中低压铸造车轮模具装配示意图。

如图2、图3所示，改进的铸造车轮模具顶模，包括水道盖板4、水管接头5；其中顶模3、底模1、边模3共同构成了模具的型腔，保证了车轮铸件的顺利成形。

顶模3的背腔对应内轮缘11位置设置圆周分布的凸耳31；凸耳31外部三侧均为平面造型，而内侧与顶模背腔轮廓线圆角光滑过渡。上部圆角在R10-20，保证对内轮缘的有效冷却，而下部圆角为R3-5，目的是减弱对轮辋位置的冷却影响。凸耳31设置阶梯型截面的环形水道32，环形水道32距型腔面36mm，并用水道盖板4焊接密封。

水道盖板4设置水孔，水孔分别焊接进水管、出水管，并连接外部储水设备，从而形成封闭的冷却水流通通路；水管接头5的个数依据轮型尺寸而定，可以设计为单进单出形式，也可选择为双进双出形式。

环形水道32的内侧设置4个隔热槽a33，隔热槽a33为直径为6mm的通孔，分布在边模贴合面21位置，目的是减弱对边模配合面处的冷却。

在凸耳31下端背腔的内壁上设置隔热槽b34，槽底部距离型腔面10mm，使冷却与薄壁轮辋区域隔开，降低对轮辋处温度的不良影响，以保证顺畅的铝液补缩。

当压铸的一个循环开始后，从第1s就打开内轮缘位置的冷却，冷却水在水道内快速流通带走内轮缘处的热量，从而实现其迅速凝固成形且不影响模具其他位置的温度分布；当整个轮辋都完成凝固后，即可将冷却水关闭，在一个周期内冷却开启时间为40-100s，流量控制在100-200L/h,按此工艺参数循环往复，实现了内轮缘位置无缺陷的稳定连续生产。