一种轮毂铸造模具的制作方法

本发明涉及铝合金轮毂的制造，尤其涉及一种轮毂铸造模具。

背景技术：

轮毂是车辆用于连接轮胎与轴的部件，高档车辆的轮毂主要使用的材料为铝合金，其通常由液态铝合金灌注在轮毂模具上铸造而成。例如，现有公开号为cn1060971a的中国发明专利公开了《一种轮毂铸造模具》，包括上模机构和下模机构；所述上模机构和下模机构闭合形成轮毂饼型腔；所述下模机构包括下模、分流锥和下模浇口；所述下模为饼状，顶部设有圆形凹槽，所述圆形凹槽内设有花纹凸部，所述圆形凹槽的外侧沿径向连接有浇口槽孔；所述下模浇口设于该浇口槽孔下方，所述分流锥设于该浇口槽孔上方，所述分流锥的锥尾与下模浇口相对设置。

由于该发明轮毂铸造是将熔融的铝液注入型腔内成型，之后，进行冷却得到成品，而铸造得到的轮毂其力学性能通常较差。另外，由于轮毂的模具由上模、下模和侧模组成，轮毂具有辐板的一端位于模具的下部，另一端自由端位于模具的上部，而且这个自由端的边缘处要设置边冒口，由于这个边缘处厚度较薄，又是最后冷却凝固的部位，因此，水冷的快速很容易在轮毂的边缘处产生气泡和缩松等铸造缺陷；并且，在这种情况下铸件在脱模后很容易在自由端的轮圈变成椭圆形。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种轮毂铸造模具，在铸造过程中保证了铝液的密度，使得轮毂受力均匀，提高了轮毂强度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轮毂铸造模具，包括底模板、设置于底模板之上的底模、顶模和多个侧模，底模、顶模和多个侧模形成用于成形轮毂的型腔，浇口设置于底模的下部并穿过底模板，其特征在于：所述浇口下方连接有浇筑管，浇筑管与一气体输入管连通，在气体输入管上设置有惰性气体存储器以及将惰性气体输入至型腔内的气体输入泵，在浇筑管上设置有铝液存储器和铝液浇筑泵，在浇筑管上沿型腔向外方向依次设置有第一阀门和第二阀门，在浇筑管内部位于第一阀门和第二阀门之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，在气体输入管上靠近浇筑管处设置有第三阀门，在浇筑管上靠近第一阀门处连通一排气管，排气管上设置有第四阀门。

作为改进，所述底模内设置有水冷通道，所述侧模的底部设置有导轨，所述每个侧模与一滑动缸连接，所述侧模内开设有一贯通的喷气通道，侧模的外部设置有一与喷气通道连接的喷气系统，侧模内位于靠近型腔处转动设置有一用于封堵喷气通道的球头，球头上延伸有一连接杆，连接杆的外端形成有一作用板，在侧模内形成有在球头转动过程中用于连接杆扫过的扇形腔以及用于作用板扫过的弧形腔体，球头上开设有与喷气通道相通的贯通孔，所述侧模上设置有作用于作用板之上推动球头转动的推动组件。在轮毂铸造过程中，推动组件将作用板压紧于弧形腔体的一侧壁之上，球头上的外壁将喷气通道封堵；在轮毂铸造完成后，在滑动缸的作用下，打开侧模，同时，推动组件将作用板压紧于弧形腔体相对的另一侧壁之上，球头上的贯通孔和侧模上的喷气通道连通，喷气系统将制冷后的惰性气体通入喷气通道内，较冷的惰性气体经球头的贯通孔喷向轮毂上端较薄部位进行冷却，同时，底模上的冷却水道内也通入冷却水，实现对轮毂底部较厚区域进行冷却，这样，使得轮毂铸件原先最上端最后冷却凝固的部位也同时得到冷却，因此，避免轮毂的上端边缘处产生气泡和缩松等铸造缺陷；并且，在铸件最上端得到充分冷却凝固的情况下，该处的轮圈在脱模后就不易出现椭圆形的现象。

再改进，所述推动组件包括设置于弧形腔体一侧壁处第一电磁铁以及设置于弧形腔体相对的另一侧壁处的第二电磁铁，第一电磁铁与作用板的一侧相对，第二电磁铁与作用板的另一侧相对，所述作用板具有磁性。当需要利用球头对喷气通道进行封堵时，第一电磁铁得电，第二电磁铁失电，作用板向第一电磁铁方向靠拢，通过连接杆的作用，作用板带动球头转动，使得球头上的贯通孔和侧模上的喷气通道相互错开，实现喷气通道的封堵，球头的外壁局部形成用于成型轮毂外壁的型腔壁；当需要对轮毂上部较薄部位同时进行冷却时，第二电磁铁得电，第一电磁铁失电，作用板沿着弧形腔体反向运动，球头转动，球头上的贯通孔和喷气通道连通时，较冷的惰性气体经球头的贯通孔喷向轮毂上端较薄部位进行冷却，使得轮毂铸件原先最上端最后冷却凝固的部位跟随冷却水道也同时得到冷却。

再改进，所述推动组件包括第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，喷气通道和弧形腔体的一侧壁连通形成连通通道，喷气通道和弧形腔体相对的另一侧壁连通形成关闭通道，第一电磁阀设置于喷气通道上，第二电磁阀设置于连通通道上，第三电磁阀设置于关闭通道上。当需要打开喷气通道时，首先第二电磁阀打开，喷气通道内进入惰性气体，惰性气体通过连通通道作用于作用板的一侧壁之上，从而推动了球头转动，当球头上的贯通孔和喷气通道连通时，第一电磁阀也打开，冷却后的惰性气体同时通过贯通孔喷向轮毂上部较薄的区域，使得轮毂尽可能得到均匀冷却，提高了轮毂强度；而当需要关闭喷气通道时，则关闭第一电磁阀和第二电磁阀，同时，打开第三电磁阀，喷气系统产生的高压气体通过关闭通道作用于作用板的另一侧壁之上，使得球头反向转动，从而实现了球头的外壁对喷气通道进行封堵。

与现有技术相比，本发明的优点在于：为了防止在浇筑过程中铝液和空气接触，同时，实现恒压铸造，保证铝液的密度，本发明在铸造过程中，首先打开第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，气体输入泵将惰性气体缓慢连续输入至型腔内，型腔内原有的空气被惰性气体排出，型腔内充满惰性气体，从而隔绝了铝液在进入型腔内时和空气接触，之后，关闭第一阀门和第三阀门，打开第四阀门，铝液浇筑泵将铝液注入第一阀门和第二阀门之间的浇筑管内，接着，打开第一阀门和第三阀门，关闭第四阀门，惰性气体在气体输入泵的作用下，将浇筑管内的铝液压入型腔内，于此同时，型腔内的惰性气体随着铝液的进入排出，气体输入泵在型腔内产生一个恒定的压力，型腔内的铝液受到一个恒压的作用，使得型腔内轮毂各部分铝液均匀分布，铝合金内部分子孔隙变小，强度提高，保证了轮毂受力均匀。

附图说明

图1是本发明实施例中轮毂铸造模具的结构示意图；

图2是本发明实施例中轮毂铸造模具中侧模上喷气通道处于封堵状态的结构示意图；

图3是本发明实施例中轮毂铸造模具中侧模上喷气通道处于打开状态的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至3所示，本实施中的轮毂铸造模具，包括底模板1、底模2、顶模4、多个侧模3、浇筑管5、气体输入管51、惰性气体存储器512、气体输入泵511、铝液存储器502、铝液浇筑泵501、第一阀门61、第二阀门62、第三阀门63、第四阀门64、排气管52、水冷通道21、导轨、滑动缸、喷气系统、球头71、连接杆72、作用板73、推动组件。

其中，底模2设置于底模板1之上，底模2、顶模4和多个侧模3形成用于成形轮毂的型腔41，浇口22设置于底模2的下部并穿过底模板1，浇口22下方连接有浇筑管5，浇筑管5与一气体输入管51连通，在气体输入管51上设置有惰性气体存储器512以及将惰性气体输入至型腔41内的气体输入泵511，在浇筑管51上设置有铝液存储器502和铝液浇筑泵501，在浇筑管5上沿型腔41向外方向依次设置有第一阀门61和第二阀门62，在浇筑管5内部位于第一阀门61和第二阀门62之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，在气体输入管51上靠近浇筑管5处设置有第三阀门63，在浇筑管5上靠近第一阀门61处连通一排气管52，排气管52上设置有第四阀门64。

另外，为了实现轮毂的合理冷却，底模2内设置有水冷通道21，侧模3的底部设置有导轨，每个侧模3与一滑动缸连接，侧模3内开设有一贯通的喷气通道31，侧模3的外部设置有一与喷气通道31连接的喷气系统，侧模3内位于靠近型腔41处转动设置有一用于封堵喷气通道31的球头71，球头71上延伸有一连接杆72，连接杆72的外端形成有一作用板73，在侧模3内形成有在球头71转动过程中用于连接杆72扫过的扇形腔32以及用于作用板73扫过的弧形腔体33，球头71上开设有与喷气通道31相通的贯通孔711，侧模3上设置有作用于作用板73之上推动球头71转动的推动组件。在轮毂铸造过程中，推动组件将作用板73压紧于弧形腔体33的一侧壁之上，球头71上的外壁将喷气通道31封堵；在轮毂铸造完成后，需要对轮毂进行冷却时，先利用水冷对轮毂铸件底部下端较厚部位进行先冷却，再在滑动缸的作用下，打开侧模3，同时，推动组件将作用板73压紧于弧形腔体33相对的另一侧壁之上，球头71上的贯通孔711和侧模3上的喷气通道31连通，喷气系统将制冷后的惰性气体通入喷气通道31内，较冷的惰性气体经球头71的贯通孔711喷向轮毂上端较薄部位进行冷却，同时，底模2上的冷却水道21内也通入冷却水，实现对轮毂底部较厚区域进行冷却，这样，使得轮毂铸件原先最上端最后冷却凝固的部位也同时得到冷却，因此，避免轮毂的上端边缘处产生气泡和缩松等铸造缺陷，并且，在轮毂铸件最上端得到充分冷却凝固的情况下，该处的轮圈在脱模后就不易出现椭圆形的现象。

此外，本发明的推动组件可以有多种形式。

第一种，本发明的推动组件包括设置于弧形腔体33一侧壁处第一电磁铁以及设置于弧形腔体33相对的另一侧壁处的第二电磁铁，第一电磁铁与作用板73的一侧相对，第二电磁铁与作用板73的另一侧相对，作用板具有磁性。当需要利用球头71对喷气通道31进行封堵时，第一电磁铁得电，第二电磁铁失电，作用板73向第一电磁铁方向靠拢，通过连接杆72的作用，作用板73带动球头71转动，使得球头71上的贯通孔711和侧模3上的喷气通道31相互错开，实现喷气通道31的封堵，球头71的外壁局部形成用于成型轮毂外壁的型腔壁；当需要对轮毂上部较薄部位同时进行冷却时，第二电磁铁得电，第一电磁铁失电，作用板73沿着弧形腔体33反向运动，球头71转动，球头71上的贯通孔711和喷气通道31连通时，较冷的惰性气体经球头的贯通孔喷向轮毂上端较薄部位进行冷却，使得轮毂铸件原先最上端最后冷却凝固的部位跟随冷却水道也同时得到冷却。

第二种，本发明的推动组件包括第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，喷气通道31和弧形腔体33的一侧壁连通形成连通通道81，喷气通道31和弧形腔体33相对的另一侧壁连通形成关闭通道，第一电磁阀设置于喷气通道31上，第二电磁阀设置于连通通道81上，第三电磁阀设置于关闭通道上。当需要打开喷气通道31时，首先第二电磁阀打开，喷气通道31内进入惰性气体，惰性气体通过连通通道81作用于作用板73的一侧壁之上，从而推动了球头71转动，当球头71上的贯通孔711和喷气通道31连通时，第一电磁阀也打开，冷却后的惰性气体同时通过贯通孔711喷向轮毂上部较薄的区域，使得轮毂尽可能得到均匀冷却，提高了轮毂强度；而当需要关闭喷气通道31时，则关闭第一电磁阀和第二电磁阀，同时，打开第三电磁阀，喷气系统产生的高压气体通过关闭通道作用于作用板73的另一侧壁之上，使得球头71反向转动，从而实现了球头71的外壁对喷气通道31进行封堵。

综上，本发明为了防止在浇筑过程中铝液和空气接触，同时，实现恒压铸造，保证铝液的密度，本发明在铸造过程中，首先打开第一阀门61、第二阀门62、第三阀门63和第四阀门64，气体输入泵511将惰性气体缓慢连续输入至型腔41内，型腔41内原有的空气被惰性气体排出，型腔41内充满惰性气体，从而隔绝了铝液在进入型腔41内时和空气接触，之后，关闭第一阀门61和第三阀门63，打开第四阀门64，铝液浇筑泵将铝液注入第一阀门61和第二阀门62之间的浇筑管5内，接着，打开第一阀门61和第三阀门63，关闭第四阀门64，惰性气体在气体输入泵511的作用下，将浇筑管5内的铝液压入型腔41内，于此同时，型腔41内的惰性气体随着铝液的进入排出，气体输入泵511在型腔41内产生一个恒定的压力，型腔41内的铝液受到一个恒压的作用，使得型腔41内轮毂铝液各部分铝液均匀分布，铝合金内部分子孔隙变小，强度提高，保证了轮毂受力均匀。