一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构的制作方法

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本发明涉及车轮铸造技术领域，具体地说是一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构。


背景技术：

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铝合金汽车轮毂兼具美观、轻量化、节能、环保等优点，在世界范围内广泛应用。铝合金轮毂的制造在上世纪80年代开始大规模产业化。在欧洲、日本、亚洲等地区相继建成了年产能百万件以上规模的制造企业。在此庞大的生产数量及其基础积累数据的支撑及广大技术人员的研发和创新下，制造技术不断进步，时至今日，轮毂制造产业已日趋先进，不断朝向自动化、数字化、智能化、云互联等方向进步。
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低圧鋳造是目前oem轮毂产品采用的最普遍的轮毂铸件产品成型制造技术。与形变成型工艺（例如锻造、旋压）以及堆砌成型工艺（例如3d打印、注射）等对比，低压铸造工艺技术具有明显的效率、质量、成本等综合优势。更在金属得料率、加工量、铸件尺寸精度、材料性能等实际使用性能方面对比重力铸造明显较高。
[0004]
目前低圧鋳造技术的主流核心技术是高效水冷模具内核技术。自本世纪10年代开始，随着直接水冷冷却通道制作难点的攻克，水冷模具低压铸造技术已在世界范围内成规模使用，使得各大铸件供应商的在生产效率提高、成本降低、质量稳定性等方面进步巨大。但是目前的水冷模具的冷却通道多数都是圆环形或者圆弧形形式的面直接接触式全部冷却通道，冷却介质与模具界面为连续面接触换热。而铸件类产品、尤其是铝合金轮毂产品在三维尺度上为非对称、非平均的不连续几何体，其凝固方向在工艺控制上遵循顺序凝固或同时凝固的基本原则。对于没有铝合金金属存在的空白区域是不需要也不必要进行冷却的。因此目前的模具冷却技术在成品率到达一定程度例如95%-98%后就很难进一步提高，同时现有的冷却通道对于铸件fea易失效位置的冷却强化作用也并不明显，这一点也可以从冷却后铸件显微组织中硅相所能达到的二次枝晶间距（sdas）数值上体现出来。


技术实现要素：

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有鉴于此，本发明旨在提出一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构，能够实现特定区域的定点冷却，从而改善铸件的生产效率、成品率和机械性能等。
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为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构，包括设置在模具内的第一冷却环和第二冷却环，第二冷却环上连接有第二冷却分支管，第一冷却环上连接有第一冷却分支管，第一冷却分支管顺序穿过第二冷却环和第二冷却分支管到达模具上需要局部冷却的冷却孔，第一冷却环与第二冷却环通过第一冷却分支管和第二冷却分支管进行连通。
[0007]
在一些实施例中，第一冷却环连通进风管，第二冷却环连通出风管。
[0008]
在一些实施例中，第二冷却环的直径大于第一冷却环的直径。
[0009]
在一些实施例中，冷却介质通过进风管首先进入第一冷却环，通过第一冷却分支
管进入冷却孔，然后通过第二冷却分支管进入第二冷却环，最后通过出风管排出。
[0010]
在一些实施例中，冷却介质包括压缩空气、冷却水、水雾中的一种或多种。
[0011]
在一些实施例中，第一冷却分支管和第二冷却分支管可以根据需要局部冷却的冷却孔的数量设置一个或多个。
[0012]
在一些实施例中，第一冷却分支管焊接在第一冷却环上，第二冷却分支管焊接在第二冷却环上。
[0013]
相对于现有技术，本发明所述的低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构具有以下优势：一、结构简单可靠且易于制作。
[0014]
二、符合铸件的铸造工艺性，在需要冷却的区域如轮辐和浇道位置，因定点冷却结构冷却得以增强；空白无金属的位置则不会被冷却到。
[0015]
三、适用性广，本发明封闭点冷结构的冷却介质可以使用压缩空气、冷却水、水雾或者压缩空气与水交替。
附图说明
[0016]
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
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图1为本发明低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构示意图。
[0018]
图2为本发明低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构的在模具上的安装示意图。
[0019]
附图标记说明：1-第一冷却环，2-第一冷却分支管，3-第二冷却环，4-第二冷却分支管，5-冷却孔，6-焊接点，7-进风管，8-出风管。
具体实施方式
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需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]
下面将参考附图并结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
下面参考图1至图2并结合实施例描述本发明实施例的低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构。
[0023]
本发明公开了一种低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构，包括设置在模具内的第一冷却环1和第二冷却环3，第一冷却环1连通进风管7，第二冷却环3连通出风管8。第二冷却环3的直径大于第一冷却环1的直径。第二冷却环3上连接有第二冷却分支管4，第一冷却环1上连接有第一冷却分支管2，第一冷却分支管2顺序穿过第二冷却环3和第二冷却分支管4到达模具上需要局部冷却的冷却孔5，第一冷却环1与第二冷却环3通过第一冷却分支管2和第二冷却分支管4进行连通。冷却介质通过进风管7首先进入第一冷却环1，通过第一冷
却分支管2进入冷却孔5，然后通过第二冷却分支管4进入第二冷却环3，最后通过出风管8排出。冷却介质包括压缩空气、冷却水、水雾中的一种或多种。
[0024]
第一冷却分支管2和第二冷却分支管4可以根据需要局部冷却的冷却孔5的数量设置一个或多个。第一冷却分支管2焊接在第一冷却环1上，第二冷却分支管4焊接在第二冷却环3上。
[0025]
在一些实施例中，如图1所示，采用结构简单的水冷双环结构，直径12-16mm的第一冷却环1上设置有一定长度的直径6-10mm的第一冷却分支管2，第一冷却分支管2穿过直径16-20mm的第二冷却环3和设置于第二冷却环3上的直径10mm-14mm的第二冷却分支管4，到达模具的冷却孔5；进风管7连接在第一冷却环1上，出风管8连接在第二冷却环3上。
[0026]
冷却介质流动路线：冷却介质（可以使用压缩空气、冷却水、水雾或者压缩空气与水交替）经由进风管7进入第一冷却环1内，经由第一冷却分支管2到达模具的冷却孔5内，然后由第二冷却分支管4返回到第二冷却环3内，经由出风管8排出。
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模具上冷却孔5、第二冷却分支管4、第一冷却分支管2的数量由需要冷却的位置数量而决定，一般为模具上冷却孔5、第二冷却分支管4、第一冷却分支管2的数量相等。焊接点6所示为位置的焊接应按水冷模具焊接工艺要求执行。
[0028]
图1所示的封闭点冷却结构普遍使用与低压铸造轮毂模具的几乎所有冷却位置，封闭点冷环结构在低压铸造模具中的布置示意图如图2所示。其中的低压铸造顶模的冷却位置t1、t2、t3、t5、t6，底模的冷却位置b1、b2、b3、b4、b5，边模的冷却位置s1，均可以使用本发明所阐述的封闭点冷却结构。
[0029]
相对于现有技术，本发明的低压铸造铝合金车轮模具封闭点冷却结构具有以下优势：一、结构简单可靠且易于制作。
[0030]
二、符合铸件的铸造工艺性，在需要冷却的区域如轮辐和浇道位置，因定点冷却结构冷却得以增强；空白无金属的位置则不会被冷却到。
[0031]
三、适用性广，本发明封闭点冷结构的冷却介质可以使用压缩空气、冷却水、水雾或者压缩空气与水交替。
[0032]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
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此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0034]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，
可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。