CN207723471U - 一种铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，包括上模、下模和边模，其特征在于，所述上模、下模和边模均为空腔结构，空腔内均设有多组水雾冷却水管，各组水雾冷却水管上设有喷头和冷却水入口。冷却水可按组同时加入或依次加入，以实现同时冷却或顺序冷却。本实用新型的有益效果是：采用水雾冷却代替风冷，冷却强度可控可调，避免了传统风冷所引起的局部疏松造成气密检验漏气、散热效果差等问题，生产过程重复性和再现性好，节省了压缩空气的高成本，减少噪音，冷却效果好，成品率高，散热效果好，速度快，明显改善缩孔与缩松效果，降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具

技术领域

本实用新型涉及铝合金车轮铸造领域，特别是涉及一种铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具。

背景技术

低压铸造是生产铝合金车轮的最基本方法，低压铸造是将铸造型腔放在一个密闭的容器上面，容器内盛有液态铝，型腔的下面用升液管和容器内的铝液连通。如果在容器内的铝液面上加入带压力的空气，铝液会从升液管中流入型腔，待铝液凝固以后，将容器中的压缩空气释放，未凝固的铝液从升液管中流回到容器中。控制流入容器空气的压力、速度就可以控制铝液流入型腔中的速度和压力，并能让铝液在压力下结晶凝固。这种工艺特点是铸件在压力下结晶，组织致密，机械性能好；另一个特点不用冒口，浇口也很小。所以金属的利用率高。

车轮的正面为装饰面，一般要求较高，要求精加工、车亮面、抛光、电镀，而低压铸造正好可以把车轮的正面放在下模，浇口的附近，光洁度比较好。

汽车铝合金车轮，轮缘是均匀壁厚，面积比较大，轮辐比较厚，轮辐和轮缘交接处热节比较大。压铸件在凝固过程中会发生三种收缩：一是液态体积收缩，铝液由浇注温度降至合金的液相线温度时所发生的体积缩减；二是凝固时期的体积收缩，即液固并存时期发生的体积缩减；三是固态体积收缩，温度降至常温时所发生的体积缩减。

铝轮毂的浇注***只有一个小浇口，没有冒口，轮辐多半作为横浇道，铝液经浇口流向轮辐和其他部位，为保证铝液充型和顺序凝固，在轮辐的根部会产生热节；其次，轮心和轮幅部位由于铸件壁较厚，铝液温度较高，过冷度较低，压铸件在凝固过程中收缩未能得到液体的及时补充，从而造成组织中形状不规则的孔洞；再者，压铸铝合金车轮轮毂最后凝固，顺序凝固过程中很容易在最后凝固的部位由于补缩不足而出现缩孔、缩松，造成组织不致密。经研究发现，此种缺陷一般会出现在轮毂的轮辐、轮心及轮辋部位，

现有的铝合金车轮低压铸造模具基本上采用风冷和水冷技术，现有的冷却风管由于是直接在模具内部吹，吹的过程由于存在反弹风，容易造成对相邻轮辐和轮辋部位的影响，即引起相邻区域轮辐补缩通道提前凝固或轮辋局部疏松造成气密检验漏气；采用风管冷却的方法冷却慢，效率低；压缩空气成本高；另外风冷为开放式排放，噪音大。水冷技术是在模具内加工出许多水道，冷却强度大，难以调整，很难实现顺序冷却和梯度冷却，即不同部位具有不同冷却强度。因此，需工一种可以替代风冷、水冷，冷却速度快冷却强度可调的铝合金车轮低压铸造的模具。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种采用水雾冷却代替风冷的铝合金车轮低压铸造的模具。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：提供一种铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，包括上模、下模和边模，其特征在于，所述上模、下模和边模均为空腔结构，空腔内均设有水雾冷却水管，水雾冷却水管上设有喷头。

所述上模水雾冷却水管为多组同心圆环结构， 自上而下依次为轮缘第一冷却管、轮缘第二冷却管、轮辋冷却管、轮辐第一冷却管、轮辐第二冷却管、轮毂冷却管、中心冷却管，这些圆环冷却管上设有喷头和上模冷却水入口。

所述下模水雾冷却水管为多组同心设置的圆环结构，自外向内依次为下模轮边冷却管、下模轮辐第一冷却管、下模轮辐第二冷却管、下模轮辐第三冷却管、下模轮毂冷却管、下模中心冷却管，圆环冷却管上设有喷头和下模冷却水入口。

所述边模水雾冷却水管设置在边模的下部轮幅与轮辋的交接处，分别为边模第一轮辐冷却管，边模第二轮辐冷却管，边模第三轮辐冷却管，边模第四轮辐冷却管，边模第五轮辐冷却管，水雾冷却水管的一端头部设有喷头，另一端设有边模冷却水入口。边模由四个单元体组成，

所述喷头是可调节的，通过调节改变水雾形状和出水量。

所述上模水雾冷却水管为多组同心圆环结构， 自上而下各组同心圆环冷却水入口可同时加水或自上而下依次加水。

所述下模水雾冷却水管为多组同心设置的圆环结构，自外向内各组同心圆环冷却水入口可同时加水或自外向内依次加水。

本实用新型的有益效果是：采用水雾冷却代替风冷，避免了传统风冷管道所引起的局部疏松造成气密检验漏气，散热效果差等问题，本实用新型冷却效果好，不会引起局部疏松，成品率高，散热效果好，速度快，缩孔与缩松改善效果明显，生产过程重复性和再现性好，减少噪音，且节省了压缩空气的高成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为铝合金车轮低压铸造结构示意图；

图2为铝合金车轮上模结构示意图；

图3为铝合金车轮下模结构示意图；

图4为铝合金车轮边模结构示意图；

图5为铝合金车轮结构示意图；

图6为铝合金车轮模具装配示意图；

图7为铝合金车轮水雾冷却模具装配示意图；

图8为铝合金车轮模具水雾冷却水管布置图；

图9为铝合金车轮上模水雾冷却水管布置主视图；

图10为铝合金车轮上模水雾冷却水管布置俯视图；

图11为铝合金车轮下模水雾冷却水管布置主视图；

图12为铝合金车轮下模水雾冷却水管布置俯视图；

图13为铝合金车轮边模水雾冷却水管布置俯视图；

其中：1轮缘第一冷却管，2轮缘第二冷却管，3轮辋冷却管， 4轮辐第一冷却管，5轮辐第二冷却管，6轮毂冷却管，7中心冷却管，8下模轮边冷却管，9下模轮辐第一冷却管，10下模轮辐第二冷却管，11下模轮辐第三冷却管，12下模轮毂冷却管，13下模中心冷却管，14边模第一轮辐冷却管，15边模第二轮辐冷却管，16边模第三轮辐冷却管，17边模第四轮辐冷却管，18边模第五轮辐冷却管，19上模冷却水入口，20下模冷却水入口，21边模冷却水入口，22喷头。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，是低压铸造生产铝合金车轮的最基本方法，将铸造型腔放在一个密闭的容器上面，容器内盛有液态铝，型腔的下面用升液管和容器内的铝液连通。如果在容器内的铝液面上加入带压力的空气，铝液会从升液管中流入型腔，形成产品。

如图2、图3、图4所示，为铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具的上模、下模和边模，图5为铝合金车轮，特点是，上模、下模和边模均为空腔结构，空腔内均设有水雾冷却水管，水雾冷却水管上设有喷头22。然而产品内部壁厚变化，决定了熔铝凝固的快慢和局部组织的好坏。因此凝固的顺序决定着产品质量的好坏。轮缘、轮边虽然壁厚，由于处在模具的边缘，散热条件好；轮辋较薄，容易凝固，冷却强度要求不高，而在轮辋与轮辐交汇处，易形成热节，轮辐、轮毂和轮心，壁厚，散热条件差，需加强冷却强度。因此要按此规律来布置喷头22及其出水量。

图9、图10是上模水雾冷却水管为多组同心圆环结构， 自上而下依次为轮缘第一冷却管1、轮缘第二冷却管2、轮辋冷却管3、轮辐第一冷却管4、轮辐第二冷却管5、轮毂冷却管6、中心冷却管7，这些圆环冷却管上设有喷头22和上模冷却水入口19。

图11、图12介绍了下模水雾冷却水管为多组同心设置的圆环结构，自外向内依次为下模轮边冷却管（8）、下模轮辐第一冷却管9、下模轮辐第二冷却管10、下模轮辐第三冷却管11、下模轮毂冷却管12、下模中心冷却管13，圆环冷却管上设有喷头22和下模冷却水入口20。喷头22按照轮辐排列方向布置，增加轮辐的冷却速度。

图13介绍了边模水雾冷却水管分布情况，边模水雾冷却水管设置在边模的下部轮幅与轮辋的交接处，分别为边模第一轮辐冷却管14、边模第二轮辐冷却管15、边模第三轮辐冷却管16、边模第四轮辐冷却管17、边模第五轮辐冷却管18，水雾冷却水管的头部设有喷头22，尾部设有边模冷却水入口21。边模由四个单元体组成，

所述喷头22是可调节的，通过调节改变水雾形状和出水量。不同的水雾形状和出水量，实现不同的散热性，提升水冷效果。

上模水雾冷却水管为多组同心圆环结构， 自上而下各组同心圆环冷却水入口19可同时加水或自上而下依次加水，结合水雾形状和出水量的调整，实现顺序冷却或梯度冷却。

下模水雾冷却水管为多组同心设置的圆环结构，自外向内各组同心圆环冷却水入口20可同时加水或自外向内依次加水。以实现同步、均匀冷却和顺序、梯度冷却。

采用本实用新型所提供的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，水雾冷却代替风冷，避免了传统风冷所引起的局部疏松、散热效果差等问题，以及水套冷却强度大的问题。本实用新型冷却效果好，不会引起局部疏松，成品率高，散热效果好，速度快，缩孔与缩松改善效果明显，生产过程重复性和再现性好，减少噪音和压缩空气的高成本，提高了生产效率。

Claims (7)

1.一种铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，包括上模、下模和边模，其特征在于，所述上模、下模和边模均为空腔结构，空腔内均设有水雾冷却水管，水雾冷却水管上设有喷头（22）。

2.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，其特征在于，所述上模水雾冷却水管为多组同心圆环结构， 自上而下依次为轮缘第一冷却管（1）、轮缘第二冷却管（2）、轮辋冷却管（3）、轮辐第一冷却管（4）、轮辐第二冷却管（5）、轮毂冷却管（6）、中心冷却管（7），这些圆环冷却管上设有喷头（22）和上模冷却水入口（19）。

3.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，其特征在于，所述下模水雾冷却水管为多组同心设置的圆环结构，自外向内依次为下模轮边冷却管（8）、下模轮辐第一冷却管（9）、下模轮辐第二冷却管（10）、下模轮辐第三冷却管（11）、下模轮毂冷却管（12）、下模中心冷却管（13），圆环冷却管上设有喷头（22）和下模冷却水入口（20）。

4.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，其特征在于，所述边模水雾冷却水管设置在边模的下部轮幅与轮辋的交接处，分别为边模第一轮辐冷却管（14），边模第二轮辐冷却管（15），边模第三轮辐冷却管（16），边模第四轮辐冷却管（17），边模第五轮辐冷却管（18），水雾冷却水管的头部设有喷头（22）尾部设有边模冷却水入口（21），边模由四个单元体组成。

5.根据权利要求1所述的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，其特征在于，所述喷头（22）是可调节的，通过调节改变水雾形状和出水量。

6.根据权利要求2所述的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，其特征在于，所述上模水雾冷却水管为多组同心圆环结构， 自上而下各组同心圆环冷却水入口（19）可同时加水或自上而下依次加水。

7.根据权利要求3所述的铝合金车轮低压铸造水雾冷却模具，其特征在于，所述下模水雾冷却水管为多组同心设置的圆环结构，自外向内各组同心圆环冷却水入口（20）可同时加水或自外向内依次加水。