铝合金车轮气体压力铸造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供铝合金车轮气体压力铸造（ＡＷＧＰ）装置，包括机座、顶模油缸、侧模油缸、封堵油缸，四个侧模油缸水平对称设置在机座上，各个侧模油缸分别与侧模连接，四个侧模之间的机座上相应设有下模，侧模、下模的上侧相应设置有上模；封堵油缸、顶模油缸分别设置在机座的上、下方，顶模油缸与上模的上模板连接，且封堵油缸位于上模板的上方，封堵油缸与上模板之间还设置有接件托盘；上模设置有加压室，加压室外接有气体加压系统；侧模、上模、下模分别与冷却系统连接。本实用新型专利技术生产的汽车铝合金车轮铸件致密度、尺寸精度、光洁度高，机械性能好，设备工艺简单实用，投资少成本低，具有较好的生产应用价值和市场推广前景。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车铝轮铸造技术，具体是指铝合金车轮气体压力铸造(Aluminium Wheel Gas-Pressure Casting Process,简称AWGP)装置。
技术介绍
目前，汽车铝合金车轮的需求越来越大，产量越来越高，生产技术日趋完 善，车轮制造成形方法有板材成形、锻造和铸造成形，其中铸造成形方法用得 最多，占95%,其成本低，适用范围广，最具有竞争力。铸造材料普遍使用A356铝合金。目前，生产汽车铝合金车轮的主要工艺方法有金属型重力铸造，低压铸造， 差压铸造和挤压铸造等方法。金属型重力浇注时，铝液依靠重力流动充填铸型，所以称为重力铸造，铝 液充满铸型结晶凝固时为了获得比较致密铸件，往往要采用冒口来补縮。纵然 这样， 一般金属型铸件的致密度不如低压铸造，缺陷多属显微疏松。金属型重 力铸造的金属收得率只有(40%),金属的利用率比较低，力学性能一般。目前 普遍的认为金属型的铸型费用只有低压铸型费用的1/3。金属型工艺，成品率 高(90 94%)，成本低。金属型重力铸造有两种浇注方式中心浇注和边浇方式。 对于中心浇注，铝液充型时冲击较大，容易二次氧化夹杂；浇口开在车轮的安 装盘位置，造成安装盘凝固慢，结晶晶粒粗大，材料的力学性能低。而对于边 浇，浇注系统消耗的铝液多；模具温度场分布不均，不符合顺序凝固条件； 浇口部位容易出现疏松废品；车轮轮辋容易出现漏气缺陷。低压铸造的工艺特点是在压力下结晶,组织致密，力学性能比重力铸造的 好；不用冒口，浇口也很小，所以金属的利用率高，但低压铸造必须严格的掌 握加压规范，控制好顺序凝固的温度场，对操作手素质要求极高，并且综合影 响因素多，工艺难点多，不易控制和操作，因此产品废品率较高。差压铸造又称"反压铸造"，是液体金属在压差的作用下填充到预先有一 定压力的铸型中，进行结晶，凝固而获得铸件的一种工艺方法。但对生产汽车车轮来说设备的操作维修比较复杂，每次操作都必须保证上下筒体的密封， 消耗大量的压縮空气；工艺比较复杂，很难准确的执行，浇注以前看不见模具 的组合情况，浇注时跑火，操作手常常不知道，因压力比较高，跑火止不住， 后果很严重。筒体里的铸型冷却时，漏风漏水，操作手也不知道；差压的充型 过程，像低压铸造一样，是在上下筒体进入高压的情况下产生一条充型的压力 曲线，要实现稳定性和再现性，难度比较大，操作手的素质要求比较高。虽然 差压铸造工艺生产的铝车轮质量比较好，可是很难攀握差压铸造工艺，因此许 多工厂都不采用此铸造方法。挤压铸造，也称"液态模锻"，是对进入挤压铸型型腔内的液态金属施加 较高的机械压力，使其成形和凝固，从而获得铸件的一种工艺方法。但目前使 用挤压铸造工艺无法生产出复杂的铸件。综上所述，金属型铸造工艺比较简单，成本较低，而强度性能略逊一筹。 而其它各种工艺方法制造的车轮，在强度性能上都有所提高，但都存在一定的 局限性。但有共同的地方，就是在过程中采用压力，让金属在压力下结晶，这 是当前提高车轮质量最实用的途径。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点和不足之处，本技术提供铝合金车轮 气体压力铸造(AWGP)装置，其设备工艺简单实用，投资少成本低，其铸件 致密度高、尺寸精度高、光洁度比较好，机械性能好。本技术的目的通过下述技术方案实现本铝合金车轮气体压力铸造 (AWGP)装置，包括机座、顶模油缸、侧模油缸、封堵油缸，四个所述侧模油 缸水平对称设置在机座上，各个侧模油缸分别与侧模连接，四个侧模之间的 机座上相应设有下模，侧模、下模的上侧相应设置有上模；所述封堵油缸、 顶模油缸分别设置在机座的上、下方，所述顶模油缸与上模的上模板连接， 且封堵油缸位于上模板的上方，封堵油缸与上模板之间还设置有接件托盘、 机械手；所述上模设置有加压室，加压室外接有气体加压系统；所述侧模、 上模、下模分别连接有冷却系统。所述加压室加压压力为0 20kg/cm2，所述气体加压系统的气源为压缩空 气，也可以采用瓶装的高压氩气、氮气，但不如压縮空气方便、稳定。所述冷却系统的冷却介质包括水、风、气，所述冷却系统的设置为上轮 缘及轮辋位置设置有水气环形冷却管；轮辋与轮辐热节位置设置有喷水环形冷 却管；轮盘和冒口位置设置有分水锥。本技术相对于现有技术，具有如下优点及效果(1) 在压力下结晶凝固，金属液增加了对气体的溶解度，也抑制了气体 的析出，铸件组织致密，縮松和针孔少，加工后的光洁度好，尺寸精度高；(2) 有利于热传导(金属型温度25(TC 35(rC)使金属产生细晶粒的结 构；合金的机械性能得到改善，和一般金属型铸件比较，机械性能提高20 30%，有些合金能接近锻件的标准，可以减轻车轮重量，节约金属；(3) 无论是氩气、空气在加压时，都不会进入铸件中，加压的方法简单 有效，范围较宽，根据车轮的要求，加压范围可为1 20kg/cm2，模具的结构 要相对的加强；(4) 和低压铸造比，它的工艺敏感度差。低压铸造的加压规范非常敏感 的影响着铸件质量，本技术的加压规范，几乎是固定不变，谁都能操作。 不用专用的保温炉，生产用设备可以采用高水平的机械化自动化，所用挤铸机 新颖，实用，和金属型浇铸机相似，但结构要加强。(5) 设备工艺简单实用，投资少成本低，工艺准备和工艺过程和金属型 工艺相同，只是多一个封堵加压工序，整个工艺过程简单，容易操作。附图说明图1是本技术铝合金车轮气体压力铸造装置的结构示意图； 图2是本技术铝合金车轮气体压力铸造装置的气体加压系统线路示 意图；图3是本技术铝合金车轮气体压力铸造装置的冷却系统结构示意图； 图4是本技术铝合金车轮气体压力铸造装置的工艺流程框图； 图5是本技术铝合金车轮气体压力铸造装置的加压曲线图。具体实施方式下面结合实施例子及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本实用 新型的实施方式不限于此。 实施例一如图1所示，本铝合金车轮气体压力铸造装置，包括机座1、顶模油缸2、 侧模油缸3、封堵油缸4,四个所述側模油缸3水平对称设置在机座1上，各个侧模油缸3分别与侧模5连接，四个侧模5之间的机座1上相应设有下模 6，侧模5、下模6的上侧相应设置有上模7;所述封堵油缸4、顶模油缸2 分别设置在机座1的上、下方，所述顶模油缸2与上模7的上模板7-1连接， 且封堵油缸4位于上模板7-1的上方，封堵油缸4与上模板7-1之间还设置 有接件托盘8、机械手21;所述上模7设置有加压室，加压室外接有气体加 压系统；所述侧模5、上模7、下模6分别连接有冷却系统。 如图1所示，本装置的主要技术参数如下(1) 轮廓尺寸-长X宽X高-2341X 1176X4815咖 四立柱间距-1431X586咖 侧缸行程Max-780ran， Min=480ram 上模板主缸行程llOOmm(2) 各油缸的主要参数-1、 封堵油缸推力125600 N侧模油缸推力321700N 顶模油缸推力341946N 缸在下部受拉力350600N2、 顶模开合高度 上下模板间距H-1680咖 顶模油缸行程1100 mm3、 侧模油缸行程-侧模背板至中心最小尺寸最大尺寸所述气体加压系统线路如图2所示， 12、 13、 14，时间继电器15、 16， 二位三通高本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝合金车轮气体压力铸造装置，其特征在于：包括机座、顶模油缸、侧模油缸、封堵油缸，四个所述侧模油缸水平对称设置在机座上，各个侧模油缸分别与侧模连接，四个侧模之间的机座上相应设有下模，侧模、下模的上侧相应设置有上模；所述封堵油缸、顶模油缸分别设置在机座的上、下方，所述顶模油缸与上模的上模板连接，且封堵油缸位于上模板的上方，封堵油缸与上模板之间还设置有接件托盘、机械手；所述上模设置有加压室，加压室外接有气体加压系统；所述侧模、上模、下模分别连接有冷却系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新颖，刘炽亮，
申请(专利权)人：华泰铝轮毂泰安有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]