镁合金轮毂的挤压铸造成型模具制造技术

本发明专利技术公开镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，包括上模和下模，所述上模包括上凸模、压杆和压套，所述上凸模的侧壁上设置有若干一定高度的立柱，上凸模通过立柱与上固定板固定连接，压套与上凸模可轴向滑动连接，压套的下部工作面设置在上凸模外围，用于成型车轮上轮缘部分。本方案采用挤压铸造工艺成型出轮毂制品，使其性能远高于低压铸造产品，具有设备投入少、生产成本低和成型质量高、加工余量小等特点。特点。特点。

【技术实现步骤摘要】
镁合金轮毂的挤压铸造成型模具


[0001]本专利技术属于汽车轮毂成型
，具体涉及镁合金汽车轮毂的挤压铸造成型技术。

技术介绍

[0002]轻合金轮毂具有密度小，机械性能好的特点，已成为汽车轮毂的主要选择，其市场份额已高达70%以上，在乘用车领域优势尤其明显。目前，镁合金轮毂的低压铸造成型技术已非常成熟，为主要成型方法，但该方法制品机械性能不高，影响其应用，特别是高端市场；镁合金轮毂塑性成型方法已经批量用于生产，能够提高产品的档次，但普遍存在生产工序多、生产效率较低、设备吨位大，模具尺寸大，成本高的缺点。镁合金轮毂由于材料的性能特点，难以进行铸造成型，塑性成型也处于起步阶段，技术还不成熟，存在生产工序多、生产效率较低，设备吨位大，机加工余量大，材料利用率低，产品造价高等缺点，一直仅限于特殊用途轮毂的小批量生产，如在赛车和高档轿车上应用，其制造成本普通轿车还难以承受。
[0003]现有技术中，挤压铸造工艺，通过对模具成型零件的模腔内直接浇入镁合金熔体并施加一定的压力使其成型，但是现有技术中通过挤压铸造工艺制备的轮毂的密度和组织不均匀，力学性能不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务是：针对现有技术存在的不足，对其进一步改进，提供镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，采用挤压铸造工艺成型出轮毂制品，使其性能远高于低压铸造产品，具有设备投入少、生产成本低和成型质量高、加工余量小等特点；同时，本专利技术还提供一种与上述方法配套的成型模具。
[0005]本专利技术的目的之一是提供一种镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，包括上模和下模，所述上模包括上凸模、压杆和压套，所述上凸模的侧壁上设置有若干一定高度的立柱，上凸模通过立柱与上固定板固定连接，压套与上凸模可轴向滑动连接，压套的下部工作面设置在上凸模外围，用于成型轮毂上轮缘部分。
[0006]作为优选方案，所述压套和上固定板之间设置有施压弹簧，当液压机带动上凸模下行对轮辐部分和轮辋体挤压时，通过施压弹簧迫使压套下行，对轮毂的上轮缘部分进行挤压，当变形力大于施压弹簧的设定压力时，施压弹簧产生压缩变形，从而使压套与上凸模的压下量根据设定压力进行协调。
[0007]作为优选方案，还包括连杆，连杆为台阶结构，穿过所述上固定板的台阶孔与液压机活动横梁上的顶出缸连接，压杆上部为台阶结构，其细端由下至上穿过压套上底板的孔，与连杆的下端部螺纹连接，压杆的下端穿过上凸模的底部，其头部为锥台结构，用于成型轮毂的轴孔。
[0008]作为优选方案，所述压杆的台肩结构与连杆之间形成环槽，所述环槽的长度大于与其滑动配合的压套上底板的厚度，使压套具有沿轴线方向移动的间隙。
[0009]作为优选方案，所述下模包括下凸模和型芯，所述下凸模固定在下固定板上，下凸模的上表面与所要成型的轮辐外表面吻合，型芯包括用于成型轮辐风口部分的风口型芯和用于成型轴孔部分的轴孔型芯，各型芯穿过下凸模的配合孔与位于下凸模下面的下底板一体连接，下底板设置在下固定板的凹槽内，下底板与下固定板之间设置有协调弹簧，用于使型芯在受力时能够自动向下退让。
[0010]作为优选方案，还包括组合凹模，所述组合凹模同轴设置在下凸模外部，组合凹模为2～4块镶块组成的组合结构，能够通过侧向合模结构进行侧向开合模运动。
[0011]作为优选方案，所述侧向合模机构包括导滑板、压紧套和斜销，所述导滑板通过导滑槽与下固定板滑动配合连接，组合凹模各镶块和斜销固定在导滑板上，压紧套为锥形套结构，其套装在组合凹模和斜销之间，压紧套通过拉杆与液压机的下顶出缸连接，通过压紧套的上下运动，实现组合凹模的开合模，并为组合凹模提供合模力。
[0012]本专利技术的目的之二是提供一种镁合金轮毂的挤压铸造成型方法，所述成型方法如下：根据轮毂各部分壁厚差大的特点，采用分部位施压的方法，对轮毂各部分施加与其所需的收缩量相匹配的压缩量，使其在结晶凝固时受到的压力均匀，从而保证轮毂的整体性能一致，避免出现铸造缺陷。
[0013]作为优选方案，所述成型方法具体步骤如下：步骤一、采用定量炉将定量的液态合金坯料慢速浇注到成型下模模腔中；步骤二、上模下行，使液态合金坯料产生反向流动，充满模腔；步骤三、上模继续下行，分区域对模腔中的液态坯料持续施压，使坯料在压力下流动、结晶和凝固成型。模具动作为：
①
、上凸模和压杆同步下行，对轮辐部分及轮辋体部分e进行施压，对施压区域提供一定压下量，该压下量与施压区域的坯料的收缩量相符，使其一直在设定的压力下冷却定型；
②
、在上凸模下行时，会先与风口型芯靠近，在其间的坯料会先凝固形成连皮，同样压杆和轴孔型芯间的坯料会先凝固而形成连皮；形成连皮后抗力增加，上凸模和压杆继续下行，推动连皮及型芯下行，克服协调弹簧的弹力，防止对上凸模和压杆的下行产生阻碍；
③
、轮辐部分的熔体压力传给壁厚较小的下轮缘部分g，对其结晶过程提供压力和补缩，使其先冷却定型；
④
、通过施压弹簧带动压套对上轮缘部分f单独施压，其压下量与该处坯料的收缩量相符，使其在设定的压力下冷却定型；凝固后，坯料抗力大于设定压力时，施压弹簧产生压缩变形，压套停止下行；以上施压动作，由于压套的压下量小于上凸模的压下量，通过施压弹簧的作用使两者协调动作，满足各自对压下量的要求；风口部分d和轴孔部分b不产生压缩量，通过协调弹簧使型芯在压力下进行退让，从而与上凸模动作协调；步骤四、压紧套上行，组合凹模侧向分型，上模回程，型芯向上复位，成型制件滞留在上凸模上；压套和压杆下行，将成型制件推出脱模。
[0014]作为优选方案，需对模具进行控温，使模具温度保持在150～280℃温度；模锻压力为30～80MPa。
[0015]有益效果其一、本方案的成型工艺通过模具成型零件直接对浇入模腔内的液态金属施加压力，使液态金属始终在压力下结晶凝固、流动成型，进行强制性的补缩，从而能消除制件内部缩孔疏松等缺陷，提高制件力学性能；还可以使已凝固的金属层发生塑性变形，具有热变形组织，晶粒细小均匀，密度、力学性能接近模锻件而远大于低压铸造产品。具体分析如下：（1）、成型压力使制件外侧紧贴模具表壁，使导热性增加，凝固速度加快，有利于晶粒细化；且制件有较高的表面质量和尺寸精度。（2）、挤压铸造不需要浇口，成型精度更高，其材料利用率高于低压铸造、挤压铸造和塑性成型；后续机加工量减少、加工成本降低。（3）、挤压铸造是由定量炉进行浇注，便于实现机械化、自动化、可大大减轻人的劳动强度，改善车间的生产环境。（4）、材料在液态下充满模腔，再使金属液在一定压力下发生流动、结晶和凝固收缩成型为成型件，其成型力远低于固态流动成型时的变形力。
[0016]其二、本方案还提供一种挤压铸造成型模具，其中，压套与上固定板间设置有施压弹簧，施压弹簧的作用是在压套受压力时能产生一定的轴向移动，对液压机下行所产生的多余压缩量进行吸收；协调弹簧的作用是使型芯在受到上凸模下压力时能够自动向下退让。通过各模具成型零件的协调配合工作，能够使轮毂各部位在均匀的压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，其特征在于：包括上模和下模，所述上模包括上凸模、压杆和压套，所述上凸模的侧壁上设置有若干一定高度的立柱，上凸模通过立柱与上固定板固定连接，压套与上凸模可轴向滑动连接，压套的下部工作面设置在上凸模外围，用于成型轮毂上轮缘部分。2.如权利要求1所述的镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，其特征在于：所述压套和上固定板之间设置有施压弹簧，当液压机带动上凸模下行对轮辐部分和轮辋体挤压时，通过施压弹簧迫使压套下行，对轮毂的上轮缘部分进行挤压，当变形力大于施压弹簧的设定压力时，施压弹簧产生压缩变形，从而使压套与上凸模的压下量根据设定压力进行协调。3.如权利要求1所述的镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，其特征在于：还包括连杆，连杆为台阶结构，穿过所述上固定板的台阶孔与液压机活动横梁上的顶出缸连接，压杆上部为台阶结构，其细端由下至上穿过压套上底板的孔，与连杆的下端部螺纹连接，压杆的下端穿过上凸模的底部，其头部为锥台结构，用于成型轮毂的轴孔。4.如权利要求3所述的镁合金轮毂的挤压铸造模锻成型模具，其特征在于：所述压杆的台肩结构与连杆之间形成环槽，所述环槽的长度大于与其滑动配合的压套上底板的厚度，使压套具有沿轴线方向移动的间隙。5.如权利要求2所述的镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，其特征在于：所述下模包括下凸模和型芯，所述下凸模固定在下固定板上，下凸模的上表面与所要成型的轮辐外表面吻合，型芯包括用于成型轮辐风口部分的风口型芯和用于成型轴孔部分的轴孔型芯，各型芯穿过下凸模的配合孔与位于下凸模下面的下底板一体连接，下底板设置在下固定板的凹槽内，下底板与下固定板之间设置有协调弹簧，用于使型芯在受力时能够自动向下退让。6.如权利要求5所述的镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，其特征在于：还包括组合凹模，所述组合凹模同轴设置在下凸模外部，组合凹模为2～4块镶块组成的组合结构，能够通过侧向合模结构进行侧向开合模运动。7.如权利要求6所述的镁合金轮毂的挤压铸造成型模具，其特征在于：所述侧向合模机构包括导滑板、压紧套和斜销，所述导滑板通过导滑槽与下固定板滑动配合连接，组合凹模各镶块和斜销固定在导滑板上，压紧套为锥形套结构，其套装在组合凹模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨茜，杨永顺，李贺军，虞跨海，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：