具有新型侧模结构的轮毂铸造模具的制作方法

本发明涉及一种具有新型侧模结构的轮毂铸造模具。

背景技术：

如图1和图2所示，是日常比较常见的汽车用轮毂1，所述轮毂1包括环形的轮辋11以及设置在其环形空间内的多条呈辐射状的轮辐12和安装座13，所述轮辐12一体成型于所述轮辋11和所述安装座13之间，所述轮辐12和所述轮辋11之间形成有连接区。相连的两条所述轮辐12之间形成轮毂窗口14。为了下面论述的方便，把所述轮辋11上对应所述连接区的一圈带状轮辋部分定义为轮辋中部112。以所述轮辋中部112为分界，把位于所述轮辋中部112之上的轮辋部分定义为轮辋上部111，而位于所述轮辋中部112之下的轮辋部分定义为轮辋下部113。轮毂一般采用铸造模具铸造而成。轮毂铸造模具包括上下分置的上模和下模，以及位于所述上模和下模之间的侧模，所述上模、下模和所述侧模围成用于铸造所述轮毂1的铸造型腔。所述轮毂铸造模具还包括用于向所述铸造型腔输送金属熔液的浇道。在低压铸造模具中，所述浇道设置在模具的下方并与所述铸造型腔的安装座铸造区连通设置。这样，充型的过程中，金属熔液通过所述浇道首先填充所述铸造型腔的安装座铸造区，然后通过所述铸造型腔的轮辐铸造区向轮辋铸造区提供金属熔液。在充型完成后进行冷却的过程中，由于所述轮辋上部111比较薄并远离所述浇道，所述轮辋上部111的温度较低先行凝固。所述轮辋中部112对应所述轮辐12与所述轮辋11的连接区，成为金属熔液的补缩通道和热节部分，所以所述轮辋中部112的温度高，冷却速度缓慢。所述轮辋下部113比较薄并远离所述浇道，所述轮辋下部113的温度较低也先行凝固。由此可见，所述轮毂1的结构特点造成所述轮辋11的中部温度较高，而上部和下部温度较低。所以补缩完成后需加快所述侧模中部的冷却速度，以保证所述轮辋中部112及其轮辐12的快速凝固。但是在对采用整体结构的所述侧模的中部进行加快冷却的同时，所述侧模下部和上部的热量会快速地传递到所述侧模的中部，从而也导致所述侧模下部和上部的温度也会降低，最终导致所述轮辋上部111和轮辋下部113容易产生缩孔、疏松等缺陷。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，现有技术中提出了多种不同的冷却方案。常用的方案是分别对所述侧模的上、中、下三个部位设置不同的冷却装置，从而分别对所述侧模的上、中、下三个部位单独进行冷却控制。但是效果一直不尽人意。目前，研发人员也着重从优化冷却装置的功能、结构等方面着手寻求解决方案。而本发明人跳出上述的定势思维模式，探索出另一种全新的解决方案，提出分体结构的侧模。

按照上述思路，本发明提出一种具有新型侧模结构的轮毂铸造模具，包括上下分置的上模和下模，设置在所述上模和下模之间的侧模，所述上模、下模和侧模围成轮毂的铸造型腔，其特征在于，所述侧模在轴向方向上分为三个分体侧模块，即上侧模块、下侧模块以及位于所述上侧模块、下侧模块之间的中间侧模块；从轴向方向上看，所述中间侧模块对应所述铸造型腔的轮辐铸造区和轮辋铸造区的连接铸造区设置，在所述中间侧模上设置有冷却机构。

其中，所述侧模在轴向方向上分为三个分体侧模块。上述特征定义了所述侧模的分体方式。所述侧模是在轴线方向上进行分体设置。这样的分体方式使所述侧模能够按照轮毂温度的高低分布情况进行分割。

其中，从轴向方向上看，所述中间侧模块对应所述铸造型腔的轮辐铸造区和轮辋铸造区的连接铸造区设置。上述特征定义了所述中间侧模块在轴向方向上的布局位置。按照所述连接铸造区在轴向方向上的延伸范围对所述侧模进行分割，从上到下分别形成所述上侧模块、中间侧模块和下侧模块。另外需要说明的是，所述轮辐铸造区是所述铸造型腔中形成轮毂的轮辐的铸造区域。所述轮辋铸造区是所述铸造型腔中形成轮毂的轮辋的铸造区域。从轴向方向上看，所述轮辐铸造区和轮辋铸造区的连接铸造区也就对应所述轮辋中部，所以所述中间侧模块也就对应所述轮辋中部设置，所述上侧模块对应轮辋上部设置，所述下侧模块对应轮辋下部设置。所述轮辋上部、轮辋下部和轮辋中部在背景技术中已经作了详细的定义，在此不再重复论述。

其中，所述上侧模块、所述下侧模块和所述中间侧模块是相互独立并按顺序连接一起的构件。它们之间连接方式有多种，较为之简单的方法是通过紧固件进行连接。所以进一步的技术方案可以是，所述上侧模块和所述中间侧模块通过上紧固件连接一起，所述中间侧模块和所述下侧模块通过下紧固件连接一起。在所述上侧模块和所述中间侧模块之间，以及所述下侧模块和所述中间侧模块之间分别形成有细微的间隙，所述间隙被空气填充而形成空气隔热层。所述空气隔热层能够阻止所述上侧模块和所述中间侧模块之间，以及所述下侧模块和所述中间侧模块之间的热量传导。而在合理设置所述间隙的间距大小的情况下，受流动性的影响，所述金属熔液并不能穿过所述间隙而出现泄漏。

其中，所述冷却机构是能够对所述中间侧模进行冷却降温处理的功能模块。可以为独立于所述中间侧模并安装到所述中间侧模上的冷却块，或者是直接通过机加工的方式在所述中间侧模块上加工出的能够连通输水管的水槽。所以，进一步的技术方案还可以是所述冷却机构为设置在所述中间侧模块上的冷却水槽。

根据上述技术方案可以发现，通过所述冷却机构对所述中间侧模块进行冷却降温处理的过程中，由于在所述上侧模块和所述中间侧模块之间，以及所述下侧模块和所述中间侧模块之间分别形成有空气隔热层，所述空气隔热层能够阻止所述上侧模块和下侧模块的热量大量地传导到温度较低的所述中间侧模块上，从而能够阻止所述上侧模块和下侧模块分别对应的所述轮辋上部和所述轮辋下部的温度大幅下降而产生缩孔、疏松等缺陷。采用分体式结构的所述侧模，减少了冷却过程中的所述中间侧模块对所述上侧模块和下侧模块的温度的影响，相对传统的一体式结构的侧模来说，能够更好地实现对所述上侧模块、中间侧模块和下侧模块别进行有效的、相对独立的冷却控制。

所述轮辋中部对应轮毂窗口的窗口轮辋部相对单薄，为了防止所述冷却机构在对所述中间侧模块进行冷却处理的过程中，所述窗口轮辋部的热量大量的传导到所述中间侧模上而导致出现冷却温度过低的情形，进一步的技术方案还可以是，在合模状态下，所述上模和下模对合设置形成至少两个轮毂窗口形成区；从径向方向上看，所述中间侧模块至少对应其中一个所述轮毂窗口形成区设置，在所述中间侧模块上设置有分别沿其所对应的每个轮毂窗口形成区延伸设置的隔热槽，全部的所述隔热槽都位于所述冷却机构的内侧。

其中，所述轮毂窗口形成区是所述铸造模具上形成所述轮毂窗口的区域。

其中，在所述中间侧模块上设置有分别沿其所对应的每个轮毂窗口形成区延伸设置的隔热槽，全部的所述隔热槽都位于所述冷却机构的内侧。上述特征定义首先了所述隔热槽的布局位置。所述隔热槽是设置在所述中间侧模块上的，并且所述隔热槽是对应其所在的中间侧模块所对应的每个轮毂窗口形成区分布的。当所述中间侧模块所对应两个所述轮毂窗口形成区设置时，在所述中间侧模块上也就形成有至少两条分别沿所述轮毂窗口形成区布置的所述隔热槽。所述冷却机构的内侧是指以所述冷却机构为基准，靠近所述铸造型腔的一侧。这样在同一个中间侧模块上，所述隔热槽位于所述轮毂窗口形成区和所述冷却机构之间。另外，“沿其所对应的每个轮毂窗口形成区延伸设置”的特征定义了所述隔热槽的结构特定，所述隔热槽是基本上周向横跨所述轮毂窗口形成区所对应的辐射区。其可以是呈弧形，从而在圆周方向具有与所述轮毂窗口形成区相当的弧长；又或者呈直线状也是可以的。这样，通过所述隔热槽的设置阻止所述窗口轮辋部的热量大量地流失而导致温度过低。

进一步的技术方案还可以是，所述隔热槽的轴向深度大于所述冷却水槽的轴向深度。这样能够进一步阻止所述窗口轮辋部的热量大量地流失而导致温度过低。

进一步的技术方案还可以是，从径向方向上看，所述中间侧模块对应其中两个所述轮毂窗口形成区设置，在所述中间侧模块上设置有两条分别沿其所对应的轮毂窗口形成区延伸设置的隔热槽。

进一步的技术方案还可以是，所述上侧模块和所述中间侧模块通过上紧固件连接一起，所述中间侧模块和所述下侧模块通过下紧固件连接一起。

由于具有上述特点，可以应用于具有新型侧模结构的轮毂铸造模具中。

附图说明

图1是轮毂的立体结构示意图；

图2是图1中a-a方向的剖面结构示意图；

图3是应用本发明技术方案的具有新型侧模结构的轮毂铸造模具的剖面结构示意图；

图4是应用本发明技术方案的侧模的分解结构示意图；

图5是中间侧模块的俯视结构示意图；

图6是冷却水槽、隔热槽和轮毂窗口形成区的布局示意图；

图7是图5中b-b方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的具有新型侧模结构的轮毂铸造模具的结构作进一步的说明。

如图3和图4所示，一种具有新型侧模结构的轮毂铸造模具，包括上下分置的上模3和下模31，设置在所述上模3和下模31之间的4个侧模，图中仅仅显示其中的侧模2和侧模2a。所述上模3、下模31和侧模围成轮毂的铸造型腔30。4个所述侧模的结构是类似的，下面以所述侧模2为了作介绍。所述侧模2在轴向方向上分为三个分体侧模块，即上侧模块21、下侧模块23以及位于所述上侧模块21、下侧模块23之间的中间侧模块22。从轴向方向上看，所述中间侧模块22对应所述铸造型腔30的轮辐铸造区302和轮辋铸造区303的连接铸造区301设置。所述轮辐铸造区302和轮辋铸造区303的连接铸造区301对应轮辋中部112，所以所述中间侧模块22也就对应所述轮辋中部112设置，所述上侧模块21对应轮辋上部111设置，所述下侧模块23对应轮辋下部113设置。所述轮辋上部111、轮辋下部113和轮辋中部112在背景技术中已经作了详细的定义，在此不再重复论述。所述侧模2采用在轴线方向上进行分体的设置方式，使得所述侧模2能够按照其温度的高低分布情况进行分割。另外需要说明的是，所述轮辐铸造区302是所述铸造型腔30中形成轮毂1的轮辐12的铸造区域。所述轮辋铸造区303是所述铸造型腔30中形成轮毂1的轮辋11的铸造区域。

所述上侧模块21、所述下侧模块23和所述中间侧模块22是相互独立并按顺序连接一起的构件。它们之间连接方式有多种，较为之简单的方法是通过紧固件进行连接。进一步的技术方案是，所述上侧模块21和所述中间侧模块22通过上紧固件连接一起，所述中间侧模块22和所述下侧模块23通过下紧固件连接一起。在所述上侧模块21和所述中间侧模块22之间，以及所述下侧模块23和所述中间侧模块22之间分别形成有细微的间隙，所述间隙被空气填充而形成空气隔热层。所述空气隔热层能够阻止所述上侧模块21和所述中间侧模块22之间，以及所述下侧模块23和所述中间侧模块22之间的热量传导。而在合理设置所述间隙的间距大小的情况下，受流动性的影响，所述金属熔液并不能穿过所述间隙而出现泄漏。

在所述中间侧模2上设置有冷却机构。所述冷却机构是能够对所述中间侧模2进行冷却降温处理的功能模块。可以为独立于所述中间侧模2并连接在所述中间侧模2上的冷却块。在本实施方式中，所述冷却机构是直接通过机加工的方式在所述中间侧模块22上加工出能够连通输水管的冷却水槽220。

根据上述技术方案可以发现，通过所述冷却水槽220对所述中间侧模块22进行冷却降温处理的过程中，由于在所述上侧模块21和所述中间侧模块22之间，以及所述下侧模块23和所述中间侧模块22之间分别形成有空气隔热层，所述空气隔热层能够阻止所述上侧模块21和下侧模块23的热量大量地传导到温度较低的所述中间侧模块22上，从而能够阻止所述上侧模块21和下侧模块23分别对应的所述轮辋上部111和所述轮辋下部113的温度大幅下降而产生缩孔、疏松等缺陷。采用分体式结构的所述侧模2，减少了冷却过程中的所述中间侧模块22对所述上侧模块21和下侧模块23的温度的影响，相对传统的一体式结构的侧模来说，能够更好地实现对所述上侧模块21、中间侧模块22和下侧模块23分别进行有效的、相对独立的冷却控制。

如图1、图5和图6所示，在合模状态下，所述上模3和下模31对合设置形成至少两个轮毂窗口形成区，在本实施方式中形成有5个轮毂窗口形成区（41、42、43、44、45）。所述轮毂窗口形成区（41、42、43、44、45）是所述铸造模具上形成轮毂窗口14的区域。在所述轮辋中部112上对应轮毂窗口14的窗口轮辋部140相对单薄。了防止所述冷却水槽220在对所述中间侧模块22进行冷却处理的过程，所述窗口轮辋部140的热量大量的传导到所述中间侧模22上而导致出现冷却温度过低的情形，需要对所述中间侧模块作进一步的改进。从径向方向上看，所述中间侧模块至少对应其中一个所述轮毂窗口形成区（41、42、43、44或45）设置，在所述中间侧模块上设置有分别沿其所对应的每个轮毂窗口形成区延伸设置的隔热槽，全部的所述隔热槽都位于所述冷却机构的内侧。

下面继续以所述侧模2的所述中间侧模块22为例对上述改进方案作介绍。从径向方向上看，所述中间侧模块22对应所述轮毂窗口形成区45设置，在所述中间侧模块22上设置有沿其所对应的轮毂窗口形成区45分布的隔热槽221，所述隔热槽221位于所述冷却水槽220的内侧。这样，隔热槽221是对应轮毂窗口形成区45设置，并且所述隔热槽221在圆周方向上的延伸长度与所述轮毂窗口形成区45的弧长相当。当然所述隔热槽还可以呈直线状并基本上周向横跨所述轮毂窗口形成区45所对应的辐射区也是可以的。这样，通过所述隔热槽221的设置有效地阻止了所述窗口轮辋部140的热量过快地流失。但是所述隔热槽221并不会阻止所述冷却水槽220对所述轮辋中部112的其他部位的冷却处理。进一步的，如图7所示，所述隔热槽221的轴向深度h1大于所述冷却水槽220的轴向深度h2。这样能够进一步阻止所述窗口轮辋部140的热量大量地流失而导致温度过低。

而每个所述侧模与所述轮毂窗口形成区（41、42、43、44、45）之间的对应关系略有不用，例如侧模2a中的中间侧模块22a对应两个所述轮毂窗口形成区（303、304），所以在所述中间侧模块22a也就需要设置两个隔热槽（221a、222a）。每个所述隔热槽（221a、222a）分别沿轮毂窗口形成区（303、304）分布，即所述隔热槽221a沿轮毂窗口形成区303分布，所述隔热槽222a沿轮毂窗口形成区304分布。这样，每个所述轮毂窗口形成区（303、304）与所述冷却水槽220a之间都设置有隔热槽（221a、222a）。