一种用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具制造技术

本发明专利技术提供一种用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具，所述的模具包括顶模、边模和底模，所述的顶模设置在上方并且设置为完成车轮的背腔，底模设置在顶模的下方并且设置为完成车轮的正面轮盘造型，边模设置在顶模和底模的侧面，顶模、边模和底模共同围绕出铝合金车轮的铸造型腔；所述的底模的上表面包括用于形成轮辐的凹陷部分和用于形成窗口的凸台部分；所述的用于形成窗口的凸台部分中包括冷却管道。本发明专利技术的模具使车轮铸件的热节缩松缺陷减少了40％，轮缘气孔问题降低了30％，大大的提高了成品率，降低了生产成本，保证了车轮的高质量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具
本专利技术涉及铸造领域，具体的说涉及一种铝合金车轮低压铸造模具结构。
技术介绍
在铝合金车轮低压铸造生产中，缩松及气孔是两种比较常见的铸造缺陷，造成的废品高达总比例的80％以上。当高温铝液充型时，整个模具均处在开放的大气环境中，型腔内的空气若不能被顺利的排除干净，便会在铸件的远端轮缘处聚集，并最终包裹在铝液内部，在凝固时无法逸出而形成气孔缺陷；气孔存在的危害是减小了产品的有效截面积，降低了轮缘的安全性能；轮辐与轮辋交接的根部R角位置是明显的铸造热节，前端的轮辐充当着补缩通道的角色，在凝固过程中要保证有足够的热量能维持通道的畅通，以形成对热节强有力的补缩；轮辐部位要维持在一个相对较高的温度水平，否则R角位置便很容易会出现缩松、缩孔等缺陷；同时，较低的凝固速率会造成铸件内部晶粒粗大，组织不致密，损坏了铸件的力学性能，满足不了客户的严格要求。在实际生产中，上述问题已经严重的影响了车轮铸件的成形质量，降低了成品率，因此有必要采取一定的措施加以优化与改进，以解决铸件气孔、缩松、缩孔、晶粒粗大等问题，从而实现车轮的高质量生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中存在的不足，提出了一种改进的低压铸造铝合金车轮模具结构；通过设计气体排出通道，加大了排气面积，增强了型腔的排气效果，使铸件气孔缺陷大幅减少；提升了底模的温度，保证了轮辐对热节的强力补缩，消除了热节处的缩松、缩孔等铸造缺陷，提高了成品率；同时，铸件的力学性能也有了较大程度的提升。在本专利技术的一个方面，提供了一种用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具，所述的模具包括顶模、边模和底模，所述的顶模设置在上方并且设置为完成车轮的背腔，底模设置在顶模的下方并且设置为完成车轮的正面轮盘造型，边模设置在顶模和底模的侧面，顶模、边模和底模共同围绕出铝合金车轮的铸造型腔；其特征在于，所述的底模的上表面包括用于形成轮辐的凹陷部分和用于形成窗口的凸台部分，所述的顶模的深度使得轮毂型腔比预定的轮毂毛坯更高1-2mm；所述的顶模在和底模上表面的用于形成窗口的凸台部分所配合的部分包括装配槽体，所述的装配槽体在凸台部分基础上外扩2-3mm，并且装配槽体的顶面和凸台部分之间有0.2-0.5mm的间隙；所述的用于形成窗口的的凸台部分中包括冷却管道。在本专利技术优选的方面，所述的底模背面为车削加工成的回转体空腔，并且底模的壁厚为20-25mm。在本专利技术优选的方面，所述的冷却管道为贯穿底模的圆孔。在本专利技术优选的方面，所述的圆孔的直径是3-5mm，并且彼此间隔为3-6mm。在本专利技术优选的方面，所述的圆孔的直径4mm，并且彼此间隔为4mm。在本专利技术优选的方面，所述的圆孔的两端焊接有排气管。在本专利技术优选的方面，所述的用于形成窗口的的凸台部分边缘5mm范围内没有圆孔。本专利技术结构简单，其优点在于：在底模背腔针对窗口凸台的部位加工了随形装配槽体，减弱了厚大冷铁的吸热能力；在槽内塞满保温材料，更进一步的阻止了模具热量的散失，延缓了轮辐部位的降温，保证了对热节顺畅的铝液补缩；在凸台上加工小孔并焊接了排气管道，实现了型腔与外界环境的有效联通，增大了排气面积，为铝液充型凝固创造了一个更加洁净的模具环境。新型模具结构的应用，使车轮铸件的热节缩松缺陷减少了40％，轮缘气孔问题降低了30％，大大的提高了成品率，降低了生产成本，保证了车轮的高质量生产。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1是本专利技术中低压铸造铝车轮模具结构示意图。图2是本专利技术中底模的结构示意图。图中：1—顶模；11—装配槽体；2—边模；3—底模；31—凸台部分；32—冷却腔体；33—随形槽；34—出风孔；4—保温石棉；5—薄铁皮；6—排气管。具体实施方式图1、2公开了本专利技术中一种改进的低压铸造铝合金车轮模具结构，包括顶模(1)、边模(2)、底模(3)、保温石棉(4)、薄铁皮(5)、排气管(6)；其中：顶模(1)设置在上方，用以成形车轮的背腔及内轮辋造型；底模(3)布置在顶模(1)的下侧，保证车轮的正面造型；而边模(2)则在顶模(1)和底模(3)中间，完成外轮辋部位的成形；三者共同构成了车轮铸件的型腔，确保着产品的精密顺利成形。车轮的正面造型分为轮辐及窗口两部分，为了完成窗口部位的成形，在底模(1)上设计出凸台结构(31)，侧面与产品造型保持一致，顶面轮廓线则高出背腔机加线1-2mm；顶模(1)上要相应的加工出装配装配槽体(11)，侧面在凸台(31)的基础上外扩2-3mm，顶面要与凸台留有0.2-0.5mm的配合间隙，不能接触。为了布置冷却管道，将底模(3)背面加工成空腔结构(32)，采用车削工艺加工成回转体即可，以减少制作工时，降低生产成本；腔体(32)底面距正面造型壁厚设计为20-25mm，以保证足够的模具吸热能力。在底模凸台部分(31)的背侧加工随形槽(33)，侧面壁厚依轮辐的宽、窄造型而定，一般取在15-20mm之间；为保证壁厚均匀一致，优先采用铣削工艺制作；随形槽(33)的顶面壁厚设计为3-6mm，减小模具的吸热，保证模具的使用强度；槽内部各连接面之间圆滑过渡，倒角R5-8mm；在随形槽(33)内塞满石棉(4)或者其他保温材料，并用薄铁皮(5)焊接密封，以形成封闭的保温腔体，减弱模具热量的散失；在底模凸台(31)的顶面加工贯穿小圆孔(34)，孔径为间隔4mm均布，具体个数根据顶面的尺寸大小而定；位于最外侧的小孔，要保证距凸台边缘>5mm，以防止高温铝液的流入而堵死；在小孔上焊接排气管(6)，外径与孔径一致，突出顶面的部分要打磨平整，避免影响合模，而底端则要延伸至铁皮外侧，以实现与大气的联通，保证型腔内空气顺利的导出。本专利技术结构简单，其优点在于：在底模背腔针对窗口凸台的部位加工了随形装配槽体，减弱了厚大冷铁的吸热能力；在槽内塞满保温材料，更进一步的阻止了模具热量的散失，延缓了轮辐部位的降温，保证了对热节顺畅的铝液补缩；在凸台上加工小孔并焊接了排气管道，实现了型腔与外界环境的有效联通，增大了排气面积，为铝液充型凝固创造了一个更加洁净的模具环境。新型模具结构的应用，使车轮铸件的热节缩松缺陷减少了40％，轮缘气孔问题降低了30％，大大的提高了成品率，降低了生产成本，保证了车轮的高质量生产。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具，所述的模具包括顶模、边模和底模，所述的顶模设置在上方并且设置为完成车轮的背腔，底模设置在顶模的下方并且设置为完成车轮的正面轮盘造型，边模设置在顶模和底模的侧面，顶模、边模和底模共同围绕出铝合金车轮的铸造型腔；其特征在于，所述的底模的上表面包括用于形成轮辐的凹陷部分和用于形成窗口的凸台部分，所述的顶模的深度使得轮毂型腔比预定的轮毂毛坯更高1‑2mm；所述的顶模在和底模上表面的用于形成窗口的凸台部分所配合的部分包括装配槽体，所述的装配槽体在凸台部分基础上外扩2‑3mm，并且装配槽体的顶面和凸台部分之间有0.2‑0.5mm的间隙；所述的用于形成窗口的的凸台部分中包括冷却管道。

【技术特征摘要】
1.一种用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具，所述的模具包括顶模、边模和底模，所述的顶模设置在上方并且设置为完成车轮的背腔，底模设置在顶模的下方并且设置为完成车轮的正面轮盘造型，边模设置在顶模和底模的侧面，顶模、边模和底模共同围绕出铝合金车轮的铸造型腔；其特征在于，所述的底模的上表面包括用于形成轮辐的凹陷部分和用于形成窗口的凸台部分，所述的顶模的深度使得轮毂型腔比预定的轮毂毛坯更高1-2mm；所述的顶模在和底模上表面的用于形成窗口的凸台部分所配合的部分包括装配槽体，所述的装配槽体在凸台部分基础上外扩2-3mm，并且装配槽体的顶面和凸台部分之间有0.2-0.5mm的间隙；所述的用于形成窗口的的凸台部分中包括冷却管道。2.根据权利要求1所述的用于低压铸造铝合金车轮时减少缺陷的模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯庆，徐献义，李昌海，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13