一种铝合金车轮低压铸造模具的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种铝合金车轮低压铸造模具，所述的铝合金车轮低压铸造模具由上模、边模和下模所组成，所述的上模、边模和下模设置为闭合后组成车轮铸造的型腔，所述的下模在底部包括水冷镶块(2)，所述的水冷镶块(2)有3件，并且分别通过螺栓安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置；所述的水冷镶块(2)通过双侧螺栓连接的方式安装到底模的底部。本发明的模具结构简单，加强了模具的冷却能力，可以使底模的温度显著降低，提高了车轮正面的成形质量；另外，底模可以获得更加合理的温度梯度分布，铸件各部位凝固速率更加均衡，降低了车轮缺陷出现的概率，大幅度的提升了铸件质量及成品率，实现了车轮的高精细化生产。
【专利说明】
一种铝合金车轮低压铸造模具
技术领域
[0001]本发明涉及汽车零部件技术领域，具体地说涉及一种意在改善铝合金车轮成形质量的低压铸造模具。
【背景技术】
[0002]铝合金车轮作为汽车的主要外观零部件之一，在车辆的时尚化、靓丽化、个性化方面发挥着举足轻重的作用，因此各主机厂均对车轮的正面质量提出了极其严格的要求。目前，约80%的铝合金车轮采用低压铸造生产工艺，其中绝大多数的制造厂家采用的是传统风冷成形技术，大量生产经验表明:现有技术的风冷冷却能力较弱，冷却影响范围较窄，对一些轮辐相对比较宽厚的车轮而言，风冷介质在短时间内并不能带走大量的热量，因此造成铝液凝固缓慢，工艺周期加长，生产效率低下；另外，风冷属于点冷范畴，那么势必会在模具上风管直吹的地方形成局部的低温区，因此模具表层的温度分布并不会十分的均匀，也无法形成能够保证铝液良好补缩的温度梯度。在这种情况下，铸件不同部位的冷却速率会存在明显差异，冷却较快的地方，内部晶粒细小，组织致密，性能指标很高;相反在铝液凝固缓慢的区域，则很容易出现铸件白斑、偏析、抛光面针孔、表面热缩等铸造缺陷，这些都严重的影响着车轮的外观质量。
[0003]综合上述分析，在实际生产过程中，针对目前存在的各种车轮外观缺陷，有必要从模具的角度进行优化与改进，使模具能够形成良好的顺序凝固温度梯度，同时均衡铸件各部位的凝固速率，解决车轮正面易出现的铸件白斑、偏析、抛光面针孔、表面热缩等铸造缺陷，从而提高车轮的成品率，并逐步实现轮毂的精细化生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种改进了的低压铸造车轮底模的冷却结构，该结构用水冷来取代原有的风冷形式，借助冷却水强大的蓄热能力，在短时间内快速吸走大部分的热量，通过降低底模的温度，可显著提升车轮的正面质量以及生产效率;新的底模冷却布置还可以获得更加合理的温度梯度，保证铝液的良好补缩，均衡铸件各部位的凝固速率，降低正面偏析、白斑、抛光面针孔等缺陷出现的概率，从而大幅提升铸件质量及成品率。
[0005]在本发明的一个方面，公开了一种铝合金车轮低压铸造模具，所述的铝合金车轮低压铸造模具由上模、边模和下模所组成，所述的上模、边模和下模设置为闭合后组成车轮铸造的型腔，其特征在于:所述的下模在底部包括水冷镶块(2)，所述的水冷镶块(2)有3件，并且分别通过螺栓安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置;所述的水冷镶块(2)通过双侧螺栓连接的方式安装到底模的底部;所述的水冷镶块(2)是环状水冷镶块，并且设置为使冷却水环绕下模流动;所述的水冷镶块(2)包括至少2层盖板，并且所述的盖板与水流通道之间采取焊接方式进行密封;在轮毂窗口的对应位置，所述的水冷镶块(2)与底模之间加工出中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)。
[0006]在本发明优选的方面，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面进行精密加工，使其良好接触。
[0007]在本发明优选的方面，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面Ra〈0.8。
[0008]在本发明优选的方面，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面在轮毂窗口的对应位置包括浅槽，所述的浅槽设置为使得水冷镶块(2)与底模之间包括避空。
[0009]在本发明优选的方面，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为0.8-1.5mm。
[0010]在本发明优选的方面，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为Imm0
[0011]在本发明的其他方面，还提供了以下的技术方案:
[0012]本发明的技术方案是:对现有的铸造车轮底模结构进行改进，取消风冷管道布置，加工3个环状镶块，并通过螺栓分别安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置;采用双侧螺栓连接形式，以最大限度的确保模具与镶块能够紧密接触;冷却镶块上加工环形水道，并使用至少2层盖板进行焊接密封，减小冷热交替对焊缝的不良影响，降低使用过程中漏水问题出现的风险;在冷却正常开启时，水介质在环形水道内循环流动，借助自身优良的蓄热能力不断带走模具所吸收的热量，使整个系统始终处在一个相对比较稳定、平衡的温度分布状态;底模及镶块的接触面作为唯一的导热面均需要精密加工，要求表面Ra〈0.8，以保证二者良好的导热效果;为避免对模具不需要冷却的窗口部位造成不良影响，在底模对应窗口位置的接触面上加工至少Imm深的浅槽，以起到避空隔热的作用，从而实现冷却的精确性。通过上述改进即可有效解决现有技术方案中常出现的一些铸造缺陷，显著提升产品质量及成品率。
[0013]本发明结构简单，通过对现有的底模模具冷却结构进行改进，加强了模具的冷却能力，可以使底模的温度显著降低，提高了车轮正面的成形质量；另外，底模可以获得更加合理的温度梯度分布，铸件各部位凝固速率更加均衡，降低了车轮正面偏析、白斑、抛光面针孔以及表面热缩等缺陷出现的概率，大幅度的提升了铸件质量及成品率，实现了车轮的高精细化生产。
【附图说明】
[0014]以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中:
[0015]图1是现有技术中低压铸造车轮底模冷却布置示意图；
[0016]图2是本发明中改进的低压铸造车轮底模冷却结构示意图；
[0017]图3是本发明中水冷镶块与底模安装局部放大示意图；以及
[0018]图4是本发明中隔热槽分布示意图。
[0019]图中:I一底模;2 —水冷镶块;3 —内侧螺栓;4 一焊接盖板a; 5 一焊接盖板b; 6 —外侧螺栓;7 —水道;8-接触面;9 一中圈镶块隔热槽;1 —根部镶块隔热槽。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]下面结合本发明的各个附图来说明本发明的技术方案。
[0022]图1是现有技术中低压铸造车轮底模冷却结构形式；
[0023]图2、3、4公开了本发明改进了的低压铸造车轮底模冷却结构，取消以往的风孔冷却形式，在底模(I)的背腔内安装3处冷却镶块(2);冷却镶块(2)与底模(I)靠内侧螺栓(3)和外侧螺栓(6)安装连接，保证接触的紧密度;镶块(2)上加工环形水道(7);为避免漏水现象发生，采用焊接盖板a(4)和焊接盖板b(5)进行双层焊接密封，降低冷热交替对焊缝的不利影响;镶块与底模的接触面(8)表面精度要求达到Ra0.8以上，以保证良好的导热效果;在不需要冷却的窗口部位，底模接触面上加工至少Imm深的避空槽:中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)，以将水道与窗口部位进行隔离，实现更加精确的制冷。
[0024]在中信戴卡股份有限公司工程技术研究院的研发车间，使用以上的设备进行了生产试验。按照以上的描述，改造了 3台低压铸造机，分别标为TEST-O1、TEST-02、TEST-03。还选取了 2台未经改造的低压铸造机作为对比。以此五台低压铸造机对。试验发现，改造之后的低压铸造及的车轮正面偏析、白斑、抛光面针孔以及表面热缩等缺陷的出现概率与两台未经改造的低压铸造机相比，平均降低了72.50%。
[0025]通过上述改进，加强了模具的冷却能力，可以使底模的温度显著降低，提高了车轮正面的成形质量;另外，底模可以获得更加合理的温度梯度分布，铸件各部位凝固速率更加均衡，降低了车轮正面偏析、白斑、抛光面针孔以及表面热缩等缺陷出现的概率，大幅度的提升了铸件质量及成品率，实现了车轮的高精细化生产。
【主权项】
1.一种铝合金车轮低压铸造模具，所述的铝合金车轮低压铸造模具由上模、边模和下模所组成，所述的上模、边模和下模设置为闭合后组成车轮铸造的型腔，其特征在于:所述的下模在底部包括水冷镶块(2)，所述的水冷镶块(2)有3件，并且分别通过螺栓安装在中心冒口、轮辐中部以及末端热节位置;所述的水冷镶块(2)通过双侧螺栓连接的方式安装到底模的底部;所述的水冷镶块(2)是环状水冷镶块，并且设置为使冷却水环绕下模流动;所述的水冷镶块(2)包括至少2层盖板，并且所述的盖板与水流通道之间采取焊接方式进行密封;在轮毂窗口的对应位置，所述的水冷镶块(2)与底模之间加工出中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)。2.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面进行精密加工，使其良好接触。3.根据权利要求2所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面Ra〈0.8。4.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的水冷镶块(2)与底模之间的接触面在轮毂窗口的对应位置包括浅槽，所述的浅槽设置为使得水冷镶块(2)与底模之间包括避空。5.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为0.8-1.5_。6.根据权利要求5所述的铝合金车轮低压铸造模具，其特征在于，所述的中圈镶块隔热槽(9)和根部镶块隔热槽(10)的深度为1mm。
【文档编号】B22D18/04GK106077575SQ201610414932
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年9月22日 公开号201610414932.X, CN 106077575 A, CN 106077575A, CN 201610414932, CN-A-106077575, CN106077575 A, CN106077575A, CN201610414932, CN201610414932.X
【发明人】王凯庆, 李鸿标, 汪煦, 王贵, 李昌海
【申请人】中信戴卡股份有限公司