一种用于铸造铝合金车轮的水冷模具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于铸造铝合金车轮的水冷模具，所述的水冷模具安装有热交换效率高的第一类水冷通道和热交换效率低的第二类水冷通道；所述的第一类水冷通道是冷却水从中流过的凹型槽，并且模具的冷却面与凹型槽的开口面接触；所述的第二类水冷通道是装有不锈钢管的槽，所述的不锈钢管与模具的冷却面相接触；在与型腔的车轮窗口位置对应的模具部分，安装有第二类水冷通道；以及在与型腔的轮辐、法兰、轮辋对应的模具部分，安装有第一类水冷通道。本实用新型专利技术的水冷模具可以在三维空间中准确控制冷却的方向与范围；取消隔热槽的使用，可以使模具加工更简单，并提高模具的使用寿命；冷却效率高，节省资源；整个装置制造简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及铸造领域，具体地涉及一种用于铸造铝合金车轮的水冷模具。
技术介绍
随着各车轮制造企业对水冷模具研究的深入，水冷模具在不远的将来必将会被广泛地应用于生产。然而，现时的水冷模具还存在一些问题。一般车轮的造型如附图1所示，除法兰外，正面由轮辐与窗口组成；而目前，冷却水道的地设计方式如附图2所示，没有对窗口与轮辐进行区分，而是统一冷却。本领域技术人员知道，在车轮的轮辐、法兰、轮辋等部位，其冷却所需要的条件不同，尤其是铸造热节部位。对车轮各部分不加区分地进行冷却，将导致部分位置的冷却不均匀。这有可能导致车轮的部分冷却过度而部分冷却不足，这可能导致缩松等铸造缺陷。由于影响的生产的因素众多，难以就单一因素进行详细的分析。现仅对传统的冷却水道设计方式，分析其不足之处：a、传统冷却水道的冷却面有3个，即冷却范围为270°夹角的空间范围，而有利于冷却铸件的只有与铸件平行的一个面，造成冷却效率低下；b、通过隔热槽的形式控制冷却水道对铸件其它部位的影响，会使模具的局部刚性受损，降低模具寿命；c、没有区分窗口与轮辐，对于不需要冷却的窗口部位，没有进行避让。传统的冷却水道设计方式存在的问题必然会影响水冷模具在生产中的推广，事实上，影响已经凸显。
技术实现思路
为了克服以上的缺陷，本技术的目的在于提供一种可在三维空间有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，以解决目前的问题。在本技术的一个方面，提供了一种用于铸造铝合金车轮的水冷模具，其特征在于：所述的水冷模具安装有热交换效率高的第一类水冷通道和热交换效率低的第二类水冷通道；所述的热交换效率高的第一类水冷通道是凹型槽，所述的凹型槽设置为冷却水从凹型槽中流过，并且模具的冷却面与凹型槽的开口面接触；所述的热交换效率低的第二类水冷通道是装有不锈钢管的槽，所述的不锈钢管与模具的冷却面相接触；在与型腔的车轮窗口位置对应的模具部分，安装有热交换效率低的第二类水冷通道；以及在与型腔的轮辐、法兰、轮辋对应的模具部分，安装有热交换效率高的第一类水冷通道。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率低的第二类水冷通道中，装有不锈钢管的槽选自凹型槽、L型槽和三角形槽。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率高的第一类水冷通道的冷却面的表面粗糙度不小于12.5。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率高的第一类水冷通道的冷却面的表面粗糙度是按照GB/T1031-2009来测量的。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率高的第一类水冷通道的冷却面的表面粗糙度为12.5-50。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率高的第一类水冷通道的凹型槽的槽壁厚度为6-8mm。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率高的第一类水冷通道的凹型槽当安装于模具时，密封焊槽不小于C4。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率高的第一类水冷通道的凹型槽的冷却面和密封焊槽之间的距离为2-4mm。在本技术一个优选的方面，所述的热交换效率低的第二类水冷通道中，所述的不锈钢管和槽以点焊的方式进行固定。在本技术的说明书中还描述了制造前文所述的用于铸造铝合金车轮的水冷模具的方法，其特征在于：将热交换效率高的第一类水冷通道和热交换效率低的第二类水冷通道安装到水冷模具的冷却面；所述的热交换效率高的第一类水冷通道是凹型槽，所述的凹形槽设置为冷却水从凹型槽中流过，并且模具的冷却面与凹型槽的开口面接触；所述的热交换效率低的第二类水冷通道是装有不锈钢管的槽，所述的不锈钢管与模具的冷却面相接触；在与型腔的车轮窗口位置对应的模具部分，安装有热交换效率低的第二类水冷通道；以及在与型腔的轮辐、法兰、轮辋对应的模具部分，安装有热交换效率高的第一类水冷通道。在本技术一个优选的方面，在型腔的车轮每个窗口位置对应的模具部分都设置热交换效率低的第二类水冷通道。在本技术的其他方面，还提供了以下的技术方案：本技术的可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，其特征在于：包括凹型槽1、不锈钢管4、L型槽9、三角形槽10、模具11。前文所述的可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，其特征在于：冷却通道由凹型槽1或L型槽9或三角形槽10与冷却面3、水流通道2组成。前文所述的可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，其特征在于：利用凹型槽1或L型槽9或三角形槽10来控制冷却通道的平面作用范围与方向。前文所述的可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，其特征在于：通过在凹型槽1或L型槽9或三角形槽10内放置不锈钢管4，来控制冷却通道的径向作用范围。前文所述的可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，其特征在于：为更好地控制冷却通道的作用范围与方向，严格控制关键尺寸Ⅰ6、关键尺寸II7的范围分别为6-8mm、2-4mm。本技术的技术方案还包括：可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置，包括凹型槽1、不锈钢管4、L型槽9、三角形槽10、模具11。整个冷却系统由凹型槽1、模具11上的冷却面3及水流通道2组成一个完整冷却通道，冷却系统的冷却面由传统设计方法的3个减为1个，即冷却范围由270°变为90°，提高冷却效率。冷却面3的表面粗糙度不小于12.5。在无法放置凹型槽1的情况下，可采用L型槽9或三角形槽10代替，其它不变。凹型槽1或L型槽9或三角形槽10用以控制冷却通道的平面作用范围与方向。关键尺寸Ⅰ6的范围为6-8mm，关键尺寸II7的范围2-4mm，尽可能增加凹型槽1与模具11之间的接触热阻，以更好地实现对冷却范围的控制；关键尺寸III8不小于C4，以确保密封焊槽5的焊接密封效果。在对应窗口的部位，在凹型槽1内放置不锈钢管4，不锈钢管4的放置数量与产品窗口的数量相等，通过点焊不锈钢管4与凹型槽1的夹缝12固定不锈钢4。冷却水从流经水流通道2对冷却面3施加冷却作用，当流经窗口部位时，冷却水将从不锈钢4中流走，因不锈钢4与模具11上的冷却面3是线接触，接触热阻非常大，因此可以忽略冷却水对窗口部位的冷却作用，亦即消除了冷却系统对窗口的影响。放置不锈钢4是用来控制冷却通道道在径向的冷却作用范围。本技术的优点如下：可以在三维空间中，准确控制冷却的方向与范围；取消隔热槽的使用，可以使模具加工更简单，并提高模具的使用寿命；冷却效率高，节省资源；整个装置制造简单，成本低。附图说明以下，结合附图来详细说明本技术的实施方案，其中：图1为车轮造型示意图图2为传统冷却水道设计图3为本技术的改进设计图中1-凹型槽，2-水流通道，3-冷却面，4-不锈钢管，5-密封焊槽，6-关键尺寸Ⅰ，7-关键尺寸II，8-关键尺寸III，9-L型槽，10-三角形槽，11-模具，12-夹缝。具体实施方式实施例1本技术的可有效控制冷却方向与范围的冷却设计方法与装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铸造铝合金车轮的水冷模具，其特征在于：所述的水冷模具安装有热交换效率高的第一类水冷通道和热交换效率低的第二类水冷通道；所述的热交换效率高的第一类水冷通道是凹型槽，所述的凹型槽设置为冷却水从凹型槽中流过，并且模具的冷却面与凹型槽的开口面接触；所述的热交换效率低的第二类水冷通道是装有不锈钢管的槽，所述的不锈钢管与模具的冷却面相接触；在与型腔的车轮窗口位置对应的模具部分，安装有热交换效率低的第二类水冷通道；以及在与型腔的轮辐、法兰、轮辋对应的模具部分，安装有热交换效率高的第一类水冷通道。

【技术特征摘要】
1.一种用于铸造铝合金车轮的水冷模具，其特征在于：所述的水冷模具安装有热交换效率高的第一类水冷通道和热交换效率低的第二类水冷通道；所述的热交换效率高的第一类水冷通道是凹型槽，所述的凹型槽设置为冷却水从凹型槽中流过，并且模具的冷却面与凹型槽的开口面接触；所述的热交换效率低的第二类水冷通道是装有不锈钢管的槽，所述的不锈钢管与模具的冷却面相接触；在与型腔的车轮窗口位置对应的模具部分，安装有热交换效率低的第二类水冷通道；以及在与型腔的轮辐、法兰、轮辋对应的模具部分，安装有热交换效率高的第一类水冷通道。
2.根据权利要求1所述的水冷模具，其特征在于，所述的热交换效率低的第二类水冷通道中，装有不锈钢管的槽选自凹型槽、L型槽和三角形槽。
3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱霖，李昌海，李鸿标，李勇，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13