环保型中心水冷模具装置的制作方法

本发明涉及一种用于铝合金轮毂低压铸造模上的冷却装置，尤其是一种针对冷却铝合金轮毂铸件安装盘中心孔的中心水冷装置。

背景技术：
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铝合金轮毂一般采用低压铸造的方式进行生产，用于铸造铝合金轮毂的模具主要包括上模、下模和侧模，所述上模、下模和侧模组合后，形成待铸造铝合金轮毂的铸造型腔。浇注时铝液从下模上的浇注口进入对型腔进行填充。对于铝合金轮毂，瞬时冷却越强，铝液凝固结晶越致密，铸件力学性能越好，而且轮毂冷却需要顺序凝固。所述的顺序凝固是指：铸件的凝固是自表面向中心进行，远离浇注口部分先凝固，然后是靠近浇注口部分凝固，最后是浇注口本身凝固。顺序凝固可以使后凝固部位对先凝固部位进行铝液的补充，减少铝液凝固时体积收缩而产生缩孔和缩松缺陷。目前低压铸造模具上用于冷却轮毂中心孔的冷却装置，一般采用压缩空气通过一冷却铁管正对模具分流锥的中心吹气冷却。该分流锥中心从后端沿锥体的轴向掏空，压缩空气冷却管伸入其中。在铝合金轮毂的铸造过程中，通过冷却管向分流锥掏空内吹压缩空气，经锥壁对轮毂中心孔进行冷却。

采用以上结构冷却，具有以下缺点：当向分流锥的掏空内吹压缩空气时，一方面，压缩空气最先吹在掏空的底部，再沿内侧壁返出，使分流锥的前端冷却最快。同时返出的压缩空气与内侧壁接触不均匀，使分流锥的各部分温度不均匀，从而导致轮毂的中心孔底部靠近浇注口位先冷却，不利于顺序凝固，同时冷却也不均匀。另一方面，压缩空气冷却强度有限，要将铝合金轮毂中心孔的铝液凝固，需要更长的冷却时间，导致压缩空气消耗量大，成本高，其次压缩空气吹出时会产生较大噪音，影响现场工作环境。

技术实现要素：
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本发明要解决的技术问题是：提供一种使铝合金轮毂低压铸造模具中心冷却均匀、冷却效果好、冷却介质可循环利用、无噪音的环保型水冷模具装置。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种环保型水冷模具装置：它包括中心冷却体、中心冷却座和分流锥。所述的中心冷却体与中心冷却座通过圆锥配合密封，所述分流锥前端呈锥体形状，设有轴向延伸至锥前端内壁的圆形冷却孔，所述的中心冷却体伸入分流锥圆形冷却孔内，所述分流锥其前端伸入铝合金轮毂中心孔内、后端通过压板固定安装在上模的中心位置。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：由于中心冷却体上设有与进水环槽连通的多个出水喷嘴，冷却水从进水管流入进水环槽，又从多个出水喷嘴、以分散的水雾状喷出。一方面增大了冷却水与分流锥冷却孔内壁的接触面积，从而增强分流锥对铝合金轮毂中心孔铝液的冷却强度；另一方面冷却水与分流锥冷却孔内壁接触得比较均匀，使分流锥圆周部分的温度也比较均匀，从而使铝合金轮毂中心孔圆周方向也冷却得比较均匀。同时冷却水从分流锥冷却孔的上部沿内壁向下流，使分流锥上部比下部冷却快，从而使铝合金轮毂中心孔铝液沿远离浇注口部位向靠近浇注口部位向下顺序凝固，提高铝液结晶质量。

作为改进，所述多个出水喷嘴沿同一圆周均匀分布，进一步使冷却水与分流锥接触得更加均匀，使分流锥圆周部分的温度更加均匀，最终使铝合金轮毂中心孔冷却得更加均匀、冷却效果更好，避免了铝合金轮毂安装盘应冷却不均而造成局部的缩松缺陷。

作为改进，所述多个出水喷嘴的数量为3个，采用3个喷嘴的中心冷却体使分流锥对铝合金轮毂中心孔的冷却非常均匀、冷却效果非常好。

作为改进，所述中心冷却体中心设有中心回水管伸入风流锥冷却孔内部，冷却水从喷嘴喷入分流锥冷却孔后，在水蒸气的压力作用下，从中心回水管流出到回水管连接的热交换设备和冷却水循环再利用设备。一方面及时排除了分流锥冷却孔内残留的冷却水，避免了冷却停止后分流锥降温过大，影响下一个铝合金轮毂铸件的充型；另一方面冷却水带出的热能可以收集利用，冷却水也可以循环再次使用，大大节约了水资源和能源。同时冷却水始终封闭在管道内，不会产生噪音。

作为改进，所述中心冷却体的中心回水管顶端离分流锥冷却孔底部，距离A为10～15毫米，使冷却水在水蒸气的压力作用下，更快速、更充分的从分流锥冷却孔内排出。一方面进一步提高了分流锥在下一个铝合金轮毂铸件充型时的初始温度；另一方面也使排出的冷却水温提高，提高了后续的热能收集利用。

作为改进，所述中心冷却座一端设置螺纹与分流准连接，另一端为四方形，方便中心冷却座与分流锥的连接和拆开清理。

作为改进，所述中心冷却体与中心冷却座通过圆锥配合锥度B为7～12度，使中心冷却体与中心冷却座密封更加可靠。在受热膨胀时，中心冷却体和中心冷却座的圆锥配合能自锁得更紧密。

作为改进，所述中心冷却体设有两顶出螺丝且对称分布。模具维护时，方便从中心冷却座上拆卸中心冷却体。

作为改进，所述中心冷却体进水环槽上设有环形盖板密闭，进水环槽与进水管连通，中心回水管顶端与回水管连通。由于设有该结构，只需要一根进水管和一根出水管便能使冷却水从一根进水管流入、一根出水管流出，非常方便。

附图说明：

图1是本发明环保型水冷模具装置在铝合金轮毂低压铸造模上的位置示意图。

图2是本发明环保型水冷模具装置的结构示意图。

图3是本发明环保型水冷模具装置的中心冷却座主视图。

图4是本发明环保型水冷模具装置的中心冷却座俯视图。

图5是本发明环保型水冷模具装置的中心冷却体主视图。

图6是本发明环保型水冷模具装置的中心冷却体仰视图。

如附图所示：(1)上模，(2)侧模，(3)下模，(4)浇注口，(5)分流锥，(6)压板，(7)中心冷却座，(8)中心冷却体，(9)出水管，(10)进水管，(11)顶出螺丝，(12)分流锥冷却孔，(14)进水环槽，(16)喷嘴，(17)中心回水管，(18)环形盖板。

具体实施方式：

下面结合附图和对本发明作进一步说明。

如图2所示，一种用在铝合金汽车轮毂低压铸造模具(详见图1)上针对冷却铸件中心孔(即铝合金轮毂安装盘中心孔)的环保型水冷模具装置，它包括中心冷却体(8)、中心冷却座(7)和分流锥(5)，所述的中心冷却体(8)与中心冷却座(7)通过圆锥配合密封和螺丝孔(13)固定；所述中心冷却座(7)通过螺纹与分流锥(5)连接；所述分流锥(5)前端呈锥体形状，其前端伸入铝合金轮毂中心孔内、通过压板(6)固定安装在上模(1)的中心，后端设有轴向延伸至锥前端内壁的圆形冷却孔(12)，所述的中心冷却体(8)上设有进水环槽(14)、多个出水喷嘴(16)和中心回水管(17)。

如图5和图6所示，作为改进，所述多个出水喷嘴(16)沿同一圆周均匀分布，使冷却水与分流锥(5)接触得更加均匀，使分流锥(5)圆周部分的温度均匀，最终使铝合金轮毂中心孔冷却均匀、冷却效果好，避免了铝合金轮毂安装盘因冷却不均而造成局部的缩松缺陷。

如图5和图6所示，作为改进，所述多个出水喷嘴的数量为3个，采用3个喷嘴的中心冷却体进一步使分流锥对铝合金轮毂中心孔圆周的冷却更加均匀、冷却效果更加好。

如图5和图6所示，作为改进，所述中心冷却体(8)的中心回水管(17)轴向延伸至分流锥(5)的冷却孔(12)内部，顶端离分流锥(5)的冷却孔(12)底部距离A为10～15毫米，使冷却水在水蒸气的压力作用下，更快速、更充分的从分流锥冷却孔内排出。一方面进一步提高了分流锥在下一个铝合金轮毂铸件充型时的初始温度；另一方面也使排出的冷却水温提高，提高了后续的热能收集利用效率。

如图3和图4所示，作为改进，所述中心冷却座(7)一端设置螺纹与分流锥(5)连接，另一端设置为四方形，方便中心冷却座(7)方便与分流锥(5)的连接和拆开清理。

如图3和图6所示，作为改进，所述中心冷却体(8)与中心冷却座(9)通过圆锥配合锥度B为7～12度，使中心冷却体(8)与中心冷却座(9)密封更加可靠，在受热膨胀时中心冷却体(8)和中心冷却座(9)的圆锥配合能自锁得更紧密，密封更可靠。

如图5和图6所示，作为改进，所述中心冷却体(8)设有两顶出螺丝(11)且对称分布，使模具维护时，从中心冷却座(9)上拆开中心冷却体(8)更加方便。

如图5和图6所示，作为改进，所述中心冷却体(8)进水环槽(14)上设有环形盖板(18)密闭，进水环槽(14)与进水管(10)连通，中心回水管(17)顶端与回水管(9)连通，由于设有该结构，只需要一根进水管和一根出水管便能使冷却水从一根进水管流入、一根出水管流出，非常方便。

本发明环保型水冷模具装置的工作原理是：冷却水通过进水管(10)进入中心冷却体(8)的进水环槽(14)，再经喷嘴(16)分散均匀的喷到分流锥(5)的冷却孔(12)内壁上。冷却水在重力作用下从冷却孔(12)内壁自上向下流动，使分流锥(5)也自上向下冷却，从而达到使铝合金轮毂中心孔的铝液自远离浇注口(4)部分向靠近浇注口(4)部分顺序凝固。冷却后的水在高温蒸气的推动下，经中心冷却体(8)的中心回水管(17)流出到回水管(9)连接的热交换设备和冷却水循环再利用设备。

以上仅就对本发明实施例的最佳方案作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有多种变化：多个出水喷嘴(16)沿同一圆周分布的间距还可以不一致，即可以并非完全沿同一圆周均匀分布；多个出水喷嘴(13)的数量还可以是3个、4个、5个、6个等，只要在本权利要求书内的变化都在本发明的保护范围之内。