一种铣边车轮用软水循环水冷模具装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及汽车铝合金车轮铸造领域，具体地说，涉及一种铣边车轮用软水循环 水冷模具装置。
【背景技术】
[0002] 近几年，随着欧美消费者对汽车车轮个性化、时尚化要求的不断提高，作为汽车驱 动系统关键部件之一的铝合金车轮，消费者不仅要求其有可靠的安全性和舒适性，而且对 外观要求越来越高，有些地区甚至将铝车轮外观上升到艺术品的角度来要求。为迎合消费 者的这种需求，市场上出现了多种外观时尚的铝车轮，例如:精车亮面、亮边喷彩色、铣边车 轮等，这些新品种的出现使车轮越来越成为汽车重要的装饰件，特别是铣边车轮因在车轮 表面处理后再用特制的刀具铣出光彩夺目的轮辐侧面，从而和轮辐正面形成强烈的对比， 具有特别明显的美学效果，因此近几年始终是国际市场热捧的新品，产品附加值是普通铝 车轮的2-3倍。
[0003] 目前，我国铝合金汽车车轮的生产量占全球市场的55%~60%，有近200家专业生产 汽车铝合金车轮的企业，但是中国汽车铝车轮的制造技术特别是铸造技术在国际上尚处于 中等水平。目前行业存在的突出问题是铸造周期长、生产效率低、产品针孔、渣孔、气孔等缺 陷多。原来产品在表面处理后即为成品，表面处理时喷粉、喷漆可起到掩盖针孔、渣孔等铸 造缺陷的作用，现在因铣边车轮在表面处理后还需对轮辐侧面进行车铣，因此就会将原来 的铸造缺陷特别是针孔缺陷全部显露出来，因此铣边铝车轮的废品率非常高。而之所以产 品存在针孔，一方面是因为铸造过程中铝液含有气体与夹渣物，另一方面是铸造周期长、结 晶凝固过程过冷度较低等原因造成的。因此在投料过程中要严防水汽及各种含气脏物混入 铝液中，通过除渣、精炼清除氧化夹杂和气体，特别是实现快速凝固、增大凝固时的结晶过 冷度对防止针孔尤为重要。前二者行业内做得较好，而实现快速凝固、增大凝固时的结晶过 冷度目前基本采取在模具上设计风冷和水冷方式解决，但以上方式对针孔的改善效果不 佳。风冷不仅要使用大功率的空压机造成能源消耗巨大，而且铸造周期长、冷却效果不佳； 水冷虽然冷却效果较风冷好，但现有方式存在着冷却不均匀、水直接喷在模具上造成模具 腐蚀严重、使用过程由于容易形成水垢造成冷却水管堵塞导致生产不顺畅等问题，因此如 何研发一种能够实现快速凝固、均匀冷却并防止模具腐蚀、水管堵塞的模具装置来解决铣 边车轮的制造瓶颈十分必要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有风冷和水冷技术的不足，针对铣边车轮针孔缺陷严重、 报废率高的现状，开发一种软水循环水冷模具装置。
[0005] 实现以上目的技术方案是：一种铣边车轮用软水循环水冷模具装置，该装置由水 雾生成器、环形水雾冷却管、冷却水处理箱、冷却水储水箱、软化水储水箱组成;其中水雾生 成器由水雾出口接头、锥面水雾喷头、水汽混合室、压缩空气接头、水管接头、进水量调节阀 组成;环形水雾冷却管由外层管、内层管、水雾分流器组成。水雾导入管一端连接水雾生成 器，另一端连接水雾分流器，水雾生成器数量为6-12个，水雾生成器水雾出口接头与锥面水 雾喷头相连接，锥面水雾喷头表面均匀分布着1.0-1.5mm的圆孔，该圆孔在压缩空气的作用 下促使水汽混合物均匀生成水雾，锥形水雾喷头与水汽混合室相连接，压缩空气接头一端 与水汽混合室相连接，另一端与压缩空气导入管相连接，压缩空气导入管另一端与低压机 控制系统相连接，工作过程的压力、延时与开启时间由低压机控制系统控制。水管接头一端 与水汽混合室相连接，另一端通过导管与软化水储水箱相连接，在水管接头上安装进水量 调节阀，该调节阀可控制软化水的进入量。环形水雾冷却管外层管材质为紫铜，该材料具有 良好的导热性能，外层管在环状"U"形槽内紧贴靠模具，一端封闭一端开通；内层管材质为 不锈钢，具有良好的耐腐蚀性；内层管中间均匀分布分布着直径1.5~2.0mm的水雾喷出孔， 水雾喷出孔数量为30-50个;环形水雾冷却管中心设计水雾分流器，水雾分流器的中部与压 缩空气导入管相连接，水雾分流器每间隔1200有一连接管穿过外层管与内层管相连接，水 雾通过水雾导入管进入水雾分流器再均匀通入内层管，通过水雾喷出孔喷向外层管的内 壁。该结构内层管在外层管内，水雾直接喷在外层管的内壁上，将模具传递给外层管的热量 吸收，可避免水雾直接喷到模具上，避免模具腐蚀;可促使水雾在每一部位均匀喷出，保证 冷却强度更大、冷却更均匀;水雾吸收模具散发的热量后变成水蒸气，水蒸气通过外层管进 入水蒸气导出管。散热器安装在冷却水处理箱内，水蒸气导出管通过散热器与冷凝水导出 管相连接，冷凝水导出管通入软化水储水箱内；冷却水处理箱左侧上部安装有进水管，右侧 面上部与出水管相连接，出水管的另一端与冷却水储水箱相连接;进水管、冷却水处理箱、 出水管与冷却储水箱之间形成水循环冷却，对水蒸气导出管导出的水蒸气进行冷凝处理； 压缩空气导入管、水雾生成器、水雾导入管、环形水雾冷却管、水蒸气导出管、散热器、冷凝 水导出管、软化水储水箱之间形成软化水、水雾、水蒸气、冷凝水循环。
[0006] 依据车轮造型特征在顶模、底模铸件壁厚较大部位铣深度为15.0~17.0mm、宽度 为12.0~15.0mm的环状"U"形槽;将环形水雾冷却管镶嵌入槽内，环形水雾冷却管在顶模与 底模可分别设置2~4个。在压缩空气的作用下软化水通过水管接头进入水汽混合室，水汽 混合物通过锥形水雾喷头进一步雾化进入水雾出口接头，水雾出口接头通过连接管进入水 雾分流器，通过水雾分流器再均匀进入环形水雾冷却管的内层管循环;环形水雾冷却管吸 收模具散发的热量使水雾转化成水蒸气，水蒸气携带着热量进入水蒸气导出管并最终进入 软化水储水箱。
[0007] 该循环所使用的软化水可有效避免水垢在模具上产生，并避免水垢对冷却效果的 影响;该装置设计可避免水雾直接喷到模具上，从而避免模具腐蚀;可促使水雾在每一部位 均匀喷出，保证冷却均匀、冷却强度更大;环形水雾冷却管的延时时间、开启时间、压缩空气 压力以及软化水进入量，由低压铸造机控制系统控制，因此该装置具有可有效缩短铸造周 期、增大凝固时的结晶过冷度、避免模具腐蚀、减少针孔并实现水循环利用的优点，是一种 制作简单、使用方便、生产过程稳定、生产效率高的铣边车轮用软水循环水冷模具装置。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明结构示意图。
[0009] 图2为本发明环状水雾冷却管结构示意图。
[0010] 图3为本发明水雾生成器结构示意图。
[0011] 图4为本发明和模具的装配图。
[0012] 具体的实施方式 以638-2410铣边车轮用软水循环水冷模具装置为例： 如图1所示本发明结构示意图，该装置由水雾生成器3、环形水雾冷却管1、冷却水处理 箱5、冷却水储水箱12、软化水储水箱11组成。
[0013] 如图2所示为本发明环状水雾冷却管结构示意图，由外层管13、内层管14、水雾分 流器16组成。
[0014] 如图3所示为本发明水雾生成器结构示意图，由水雾出口接头17、锥面水雾喷头 18、水汽混合室19、压缩空气接头20、水管接头21、进水量调节阀22组成。
[0015] 如图4所示为本发明和模具的装配图，环形水雾冷却管1安装在顶模23与底模24相 对应的铸件壁厚较厚的区域。
[0016] 该装置