专利名称：可调式多点均匀冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具上的可调式多点 均勻冷却装置，尤其适合冷却模具型腔的大热节和铸件多点独立对称的转角及交接位热 节。当合金溶液充型完成后在凝固过程中，通过该冷却装置对模具多点指定部位冷却， 加速铸件凝固。
背景技术：
目前，金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具成型技术，为了防止凝固过程中铸 件热节位产生缩松缺陷，要在模具对铸件热节位设置冷却装置。由于轮毂结构的特殊 性，轮毂上有多条轮辐，每条轮辐与轮辋交接部位和轮辐与轮盘交接部位均会形成独立 对称的热节，这些独立对称的热节在凝固过程中，要求近似同时凝固才能保证轮毂铸件 的凝固质量，这就要求模具对铸件各独立对称热节部位冷却速度、强度相近。目前公知 冷却装置是在模具对铸件各热节位设置冷却孔，在冷却孔中设置对应冷却风管对铸件热 节冷却，但因各冷却风管距离进风口远近不同、管内径的差异等影响，使得各个冷却风 管出风量不同，所以在实际生产过程中各个冷却风管的冷却速度不同，而铸件冷却速度 过慢的地方容易产生缩松，铸件冷却速度过快的地方容易产生裂纹，最终导致铸件成品 率低，生产成本较高。
发明内容为了克服现有金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具冷却装置的不足，本实用新 型提供一种可调式多点均勻冷却装置。该装置不仅能对铸件独立对称的多个热节实现同 时、同强度的均勻冷却，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步而造成对轮毂 铸件凝固质量的影响。而且该装置可以使用压缩空气、水和水气混合介质等对模具进行 冷却，从而大大加强该装置的冷却效率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在模具背面对铸件各轮辐与 轮辋交接热节部位设置冷却槽，各轮辐与轮盘交接热节部位和轮盘大热节部位设置冷却 孔，在各冷却槽和冷却孔内设置分支冷却管；分支冷却管的一端设置流量调节喷嘴，另 一端固定在主冷却管上，主冷却管通过辅进管、主进管与铸造机冷却介质源接通。在合 金溶液充型完成后凝固过程中，冷却介质通过可调式多点均勻冷却装置对模具指定独立 对称的多个热节部位同时、同强度均勻强制冷却，从而使这些独立对称的多个热节在凝 固过程中近似同时凝固，达到提高轮毂铸件整体凝固质量的目的。所述的可调式多点均勻冷却装置的主冷却管设置在模具背面冷却槽或冷却孔位 置的附近，与模具背对的一面设置两个对称等分的进口，来引入冷却介质到主冷却管 内；与模具正对的一面根据模具背面冷却槽或冷却孔的位置在主冷却管上设置对应分支 冷却管，分支冷却管的一端伸入模具背面相应的冷却槽或冷却孔内。在合金溶液充型完 成后凝固过程中，主冷却管通过各个分支冷却管喷出的冷却介质对模具指定的多个位置点冷却，从而达到冷却铸件独立对称多个热节的目的。所述的可调式多点均勻冷却装置的辅进管中间设置一主进孔与主进管的一端连 通，主进管的另一端伸出模具与铸造机冷却介质源接通；辅进管的两端与主冷却管的两 个对称等分的进口连通，使进入可调式多点均勻冷却装置的冷却介质，经主进管和辅进 管后分成均勻两股进入主冷却管，从而使主冷却管内各点的冷却介质压力比较均勻。所述的可调式多点均勻冷却装置流量调节喷嘴由喷嘴芯、调节帽和锁紧螺母组 成，流量调节喷嘴安装在分支冷却管前端与主冷却管连通。喷嘴芯是用不锈钢做成圆柱 形，外圆柱面设置外螺纹牙，前端加工出一外径小于螺纹牙底径的圆柱台阶，喷嘴芯中 间设置一盲孔从底部伸入前端小圆柱台阶内，圆柱台阶的外圆柱面加工一径向孔贯穿圆 柱台阶与中间设置的盲孔连通，喷嘴芯的底端通过螺纹固定连接在分支管的前端与主冷 却管连通，喷嘴芯的前端通过螺纹安装调节帽和锁紧螺母。所述的可调式多点均勻冷却装置调节帽是圆柱形，在外圆柱面加工锯齿形的直 槽；调节帽的一端设置内螺纹与喷嘴芯配合，另一端中心设置喷射孔。通过调节调节帽 旋入喷嘴芯的深度来调整调节帽与喷嘴芯顶面的间隙‘a’，从而达到调节分支冷却管 的冷却介质喷出流量大小，以次使主冷却管上设置的各个分支冷却管冷却介质喷出流量 相同，使主冷却管上设置的各分支冷却管对铸件各独立对称热节实现同时、同强度的均 勻冷却，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步造成对轮毂铸件凝固质量的影 响，提高轮毂铸件凝固质量。所述的可调式多点均勻冷却装置喷嘴芯前端圆柱台阶的顶面设置‘凹’形圆柱 位，深0.2 0.3毫米，在‘凹，形圆柱位对称的位置设置两个切向的斜槽，斜槽宽0.5 1.2毫米。当冷却介质采用水或水气混合物时，从喷嘴芯圆柱台阶径向孔喷出的冷却介质 经两个切向的斜槽后，形成两股切向旋转的喷射介质流互相衍射，从而使喷出的冷却介 质形成细小均勻的雾化颗粒，大大提高对模具的冷却效率，实现快速冷却，提高模具的 生产效率。所述的可调式多点均勻冷却装置锁紧螺母是圆柱形，在外圆柱面加工锯齿形的 直槽，中心设置内螺纹与喷嘴芯配合；主冷却管上设置的各分支冷却管冷却介质喷出流 量调节均勻后，通过锁紧螺母将调节帽锁定在当前状态，从而使主冷却管上各分支冷却 管，冷却介质喷出流量调节均勻后，在使用过程始终保持一致。本实用新型的有益效果是可调式多点均勻冷却装置事先通过调节分支冷却管 上的流量调节喷嘴，使同一主冷却管上设置的各分支冷却管喷出冷却介质流量相同，即 各个分支冷却管的冷却速度均相同。在合金溶液充型完成后凝固过程中通过安装在模具 上的可调式多点均勻冷却装置上设置的各分支冷却管对铸件上独立对称热节实现同时、 同强度的均勻冷却，使得铸件各独立对称热节的冷却速度均在预设的冷却速度上，减少 独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步造成对轮毂铸件凝固质量的影响，大大提高 轮毂铸件的凝固质量，提高铸件的成品率，降低生产成本。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型在模具上的安装位置结构图。[0014]图2是本实用新型的等轴视图。图3是本实用新型的等轴半剖切视图。图4是图3中A的放大图。图5是图3中B的放大图。图6是喷嘴芯的主视图。图7是喷嘴芯的俯视图。图8是调节帽的主视图。图9是调节帽的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型可调式多点均勻冷却装置主要包括主进管、辅进管、主冷却管、分 支冷却管和流量调节喷嘴。如
图1、图2所示可调式多点均勻冷却装置⑴的主冷却管⑷设置在模具 (10)背面冷却槽或冷却孔位置的附近，与模具(10)背对的一面设置两个对称等分的进 口，来引入冷却介质到主冷却管(4)内；与模具(10)正对的一面根据模具(10)背面冷 却槽或冷却孔的位置在主冷却管(4)上设置对应圆孔固定各分支冷却管(5)，使各分支冷 却管(5)的一端与主冷却管(4)连通，另一端伸入模具(10)背面相应的冷却槽或冷却孔 内。在合金溶液充型完成后凝固过程中，主冷却管(4)通过各个分支冷却管(5)喷出的 冷却介质对模具(10)指定的多个位置点冷却，从而达到冷却铸件独立对称多个热节的目 的。如
图1、图2、图3所示可调式多点均勻冷却装置⑴的辅进管(3)中间设置 一主进孔与的主进管(2) —端连通，主进管(2)的另一端伸出模具与铸造机冷却介质源 接通；辅进管(3)的两端与主冷却管(4)的两个对称等分的进口连通，使进入可调式多 点均勻冷却装置(1)的冷却介质经主进管(2)和辅进管(3)后分成均勻两股进入主冷却管 (4)，从而使主冷却管⑷内各点的冷却介质压力比较均勻，有益于各分支冷却管(5)对 铸件独立对称多个热节的均勻冷却。如图3、图4、图5、图6所示流量调节喷嘴(6)由喷嘴芯(7)、调节帽(9)和 锁紧螺母(8)组成；喷嘴芯(7)是圆柱形，外圆柱面设置外螺纹牙，前端加工出一外径小 于螺纹牙底径的圆柱台阶；喷嘴芯(7)中间设置一盲孔从底部伸入前端小圆柱台阶内， 圆柱台阶的外圆柱面加工一径向孔，贯穿圆柱台阶与中间设置的盲孔连通；喷嘴芯(7) 的底端通过螺纹固定连接在分支冷却管(5)的前端与主冷却管(4)连通，使流量调节喷嘴 (6)安装在分支冷却管(5)的前端，调节分支冷却管(5)冷却介质的喷出流量大小。如图4、图5、图8、图9所示调节帽(9)是圆柱形，在外圆柱面加工锯齿形 的直槽，增加调节帽(9)的表面夹持摩擦力；调节帽(9)的一端设置内螺纹与喷嘴芯(7) 配合，另一端中心设置喷射孔。通过调节调节帽(9)旋入喷嘴芯(7)的深度来调整调节 帽(9)与喷嘴芯(7)顶面的间隙‘a’，从而达到调节分支冷却管(5)的冷却介质喷出流 量大小，以次使主冷却管(4)上设置的各个分支冷却管(5)冷却介质喷出流量相同，使主 冷却管(4)上设置的各分支冷却管(5)对铸件各独立对称热节实现同时、同强度的均勻冷却，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步造成对轮毂铸件凝固质量的影响， 大大提高轮毂铸件的凝固质量，提高铸件的成品率，降低生产成本。如图4、图5、图6、图7所示喷嘴芯(7)前端圆柱台阶的顶面设置‘凹，形 圆柱位，深0.2 0.3毫米；在‘凹’形圆柱位对称的位置设置两个切向的斜槽，斜槽宽 0.5 1.2毫米。当冷却介质采用水或水气混合物时，从喷嘴芯圆柱台阶径向孔喷出的冷 却介质经两个切向的斜槽后，形成两股切向旋转的喷射介质流相互衍射，从而使喷出的 冷却介质形成细小均勻的雾化颗粒，大大提高对模具的冷却效率，实现快速冷却，提高 模具的生产效率，使合金溶液凝固结晶更致密，铸件的力学性能提高。如图4、图5所示锁紧螺母(8)是圆柱形，在外圆柱面加工锯齿形的直槽，增 加锁紧螺母(8)的表面夹持摩擦力，中心设置内螺纹与喷嘴芯(7)配合；主冷却管(4)上 设置的各分支冷却管(5)冷却介质喷出流量调节均勻后，通过锁紧螺母(8)将调节帽(9) 的位置锁定在当前状态，从而使主冷却管(4)上各分支冷却管(5)，冷却介质喷出流量调 节均勻后在使用过程始终保持一致，再次使用时无需再调节，节省了维护成本，生产成 本较低。本实用新型的突出优点是通过在轮毂铸件各轮辐与轮辋交接部位和轮辐与轮 盘交接部位等独立对称热节对应的模具背面设置可调式多点均勻冷却装置(1)，在合金溶 液充型完成后凝固过程中可调式多点均勻冷却装置(1)上设置的各分支冷却管(5)对铸件 上独立对称热节实现同时、同强度的均勻冷却，使得铸件各独立对称热节的冷却速度均 在预设的冷却速度上，减少独立对称热节在凝固过程中，因凝固不同步造成对轮毂铸件 凝固质量的影响，提高铸件的成品率，降低生产成本。当冷却介质采用水或水气混合物 时，可调式多点均勻冷却装置(1)能使喷出的冷却介质形成细小均勻的雾化颗粒，大大 提高对模具的冷却效率，实现快速冷却，提高模具的生产效率，使合金溶液凝固结晶更 致密，铸件的力学性能提高。以上仅就对本实用新型实施例的最佳使用方案作了说明，但不能理解为是对权 利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构和应用范围允许有多种 变化主冷却管的外形是根据模具背面设置冷却槽或冷却孔的分布位置情况，可以是两 端封闭的半圆环形或两端封闭的直条形；分支冷却爪的设置数量是根据铸件独立对称热 节的多少和大小决定，通常设有8支、10支、12支、14支等，该冷却装置还可广泛用于 其他类型金属型模具。只要在本权利要求书内的变化都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具上的可调式多点均勻冷却装置，其特征 在于在模具(10)背面轮辐与轮辋交接部位和轮辐与轮盘交接部位冷却槽或冷却孔内 设置分支冷却管(5)；分支冷却管(5)固定在主冷却管(4)上，前端安装流量调节喷嘴 (6)；流量调节喷嘴(6)由喷嘴芯(7)、调节帽(9)和锁紧螺母(8)组成；冷却介质通过 主进管(2)、辅进管(3)进入主冷却管(4)内，再经分支冷却管(5)、喷嘴芯(7)、调节帽(9)喷出到模具(10)指定位置，按预先设置要求定时、定量强制冷却。
2.根据权利要求1所述的可调式多点均勻冷却装置，其特征在于可调式多点均勻 冷却装置(1)的主冷却管(4)设置在模具(10)背面冷却槽或冷却孔位置的附近，与模具(10)背对的一面设置两个对称等分的进口；与模具(10)正对的一面根据模具(10)背面 冷却槽或冷却孔的位置在主冷却管(4)上设置对应圆孔固定各分支冷却管(5)，使各分支 冷却管(5)的一端与主冷却管(4)连通，另一端伸入模具(10)背面相应的冷却槽或冷却 孔内。
3.根据权利要求1所述的可调式多点均勻冷却装置，其特征在于可调式多点均勻 冷却装置(1)的辅进管(3)中间设置一主进孔与主进管(2)的一端连通，主进管(2)的另 一端伸出模具与铸造机冷却介质源接通；辅进管(3)的两端与主冷却管(4)的两个对称等 分进口连通。
4.根据权利要求1所述的可调式多点均勻冷却装置，其特征在于流量调节喷嘴(6) 由喷嘴芯(7)、调节帽(9)和锁紧螺母(8)组成；喷嘴芯(7)是圆柱形，外圆柱面设置外 螺纹牙，前端加工出一外径小于螺纹牙底径的圆柱台阶；喷嘴芯(7)中间设置一盲孔从 底部伸入前端小圆柱台阶内，圆柱台阶的外圆柱面加工一径向孔，贯穿圆柱台阶与中间 设置的盲孔连通；喷嘴芯(7)的底端通过螺纹固定连接在分支冷却管(5)的前端与主冷却 管(4)连通，使流量调节喷嘴(6)安装在分支冷却管(5)的前端。
5.根据权利要求1所述的可调式多点均勻冷却装置，其特征在于调节帽(9)是圆柱 形，在外圆柱面加工锯齿形的直槽；调节帽(9)的一端设置内螺纹与喷嘴芯(7)配合，另 一端中心设置喷射孔；通过调节调节帽(9)旋入喷嘴芯(7)的深度来调整调节帽(9)与喷 嘴芯(7)顶面的间隙‘a’，从而达到调节分支冷却管(5)的冷却介质喷出流量大小。
6.根据权利要求1所述的可调式多点均勻冷却装置，其特征在于喷嘴芯(7)前端圆 柱台阶的顶面设置‘凹’形圆柱位，深0.2 0.3毫米；在‘凹’形圆柱位对称的位置 设置两个切向的斜槽，斜槽宽0.5 1.2毫米。
7.根据权利要求1所述的可调式多点均勻冷却装置，其特征在于锁紧螺母(8)是圆 柱形，在外圆柱面加工锯齿形的直槽，中心设置内螺纹与喷嘴芯(7)配合；主冷却管(4) 上设置的各分支冷却管(5)冷却介质喷出流量调节均勻后，通过锁紧螺母(8)将调节帽 (9)的位置锁定在当前状态。
专利摘要一种用于金属型重力铸造和压力铸造轮毂模具上的可调式多点均匀冷却装置由主进管、辅进管、主冷却管、分支冷却管和流量调节喷嘴组成。该装置尤其适合冷却模具型腔的大热节和铸件多点独立对称的转角及交接位独立对称热节，当合金溶液充型完成后在凝固过程中，通过该冷却装置对模具指定独立对称多个热节部位同时、同强度均匀强制冷却，从而使这些独立对称的多个热节，在凝固过程中近似同时凝固，达到减少热节对铸件凝固的影响，提高铸件质量和合格率的目的。该冷却装置采用水或水气混合物作为冷却介质时，流量调节喷嘴能使喷出的冷却介质形成细小均匀的雾化颗粒，大大提高对模具的冷却效率，实现快速冷却，提高模具的生产效率，使合金溶液凝固结晶更致密，铸件的力学性能提高。
文档编号B22C9/28GK201791954SQ201020544619
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者何晓南 申请人:何晓南