改進的車輪模具水冷盤的制作方法

本實用新型涉及一種鑄造模具，具體的說是一種鋁合金車輪低壓鑄造模具的分體水冷盤。

背景技術：

輪心法蘭盤是將車輪連接安裝到汽車輪軸上的關鍵部位，各主機廠對輪心的質量精度都有著嚴格的要求，以保證汽車行駛過程的安全性。然而，在鋁合金車輪低壓鑄造工藝中，由于輪心厚大的造型特點，使其形成了明顯的鑄造熱節，成為了生產中最易出現缺陷的部位。目前，傳統的風冷仍是鋁合金車輪生產廠家最常用的冷卻方式，如圖1所示。這種技術缺點是熱容很小，導熱系數低，使得輪心區域集中的熱量不能快速導出，造成鋁液凝固緩慢，使鑄件內部會出現縮松、縮孔等缺陷。同時由于過冷度低，也會造成輪心內部晶粒粗大，組織不致密，導致力學性能低下。另外，過高的溫度還會使鑄件內部形成較大的結構應力，造成鑄件變形而報廢。所有這些問題都嚴重的制約著車輪的順利生產，影響著成品率。

技術實現要素：

本實用新型目的是提供一種有效的解決低壓鑄造車輪輪心法蘭區域縮松、縮孔、晶粒粗大、鑄件變形等問題的水冷盤。

本實用新型的技術方案是：改進的車輪模具水冷盤，包括中心水冷盤、進水管、石墨墊片、定位銷、安裝螺栓、出水管。環狀結構水冷盤布置在輪心法蘭區域，水冷盤與頂模螺栓連接、圓柱銷定位。水冷盤內部設置環形水道，環形水道截面為矩形，環形水道用擋板密封，保證水流流通不漏水；環形水道上焊接進水管、出水管，進水管、出水管呈180°分布，以最大程度的保證水冷冷卻的均勻性。

水冷盤與頂模之間斜面配合，配合面長20mm-30mm，斜面與中心線呈20-40°銳角；在水盤與頂模配合面上設置石墨墊片，借助其較高的導熱能力，保證頂模中心的熱量高效、快速的導出。

所述環形水道截面長為10mm，寬為10mm，所述石墨墊片厚度為2mm。

本實用新型結構簡單，通過將加工有環狀水道的冷卻水盤安裝在頂模中心區域，借助冷卻水強大的蓄熱能力，以及石墨墊片優異的導熱能力，可以高效的將厚大法蘭區域的熱量導出，從而實現了車輪鑄件的快速冷卻凝固，消除了中心縮松、縮孔等缺陷；通過加大過冷度，使內部晶粒得到了明顯的細化，顯著提高了輪心的力學性能；實現了對輪心溫度的有效控制，降低了內部的結構應力，減少了鑄件變形，提高了車輪的尺寸精度。

附圖說明

圖1是現有技術中低壓鑄造車輪模具裝配圖。

圖2是本實用新型改進的車輪模具水冷盤裝配圖。

圖3是本實用新型中水冷盤結構示意圖。

圖4是本實用新型中水冷盤3D結構示意圖。

圖中：1-頂模；2-邊模；3-底模；4-水冷盤；4-1-環形水道；4-2-螺栓安裝過孔；4-3-定位銷安裝過孔；4-4-配合斜面；5-進水管；6-石墨墊片；7-圓柱銷；8-安裝螺栓；9-出水管。

具體實施方式

如圖2-4所示，水冷盤4安裝在頂模1的中心位置，用以冷卻厚大的輪心區域，頂模1與水冷盤4通過M12安裝螺栓8、圓柱銷7定位連接。

水冷盤4內部設置環形水道4-1，截面為矩形，尺寸為10x10mm；環形水道4-1用擋板焊接密封，保證水流流通不漏水；環形水道4-1上焊接進水管5和出水管9，進水管5和出水管9呈180°分布，最大程度的保證水冷冷卻的均勻性；水冷盤4與頂模1之間為斜面配合，接觸面長20-30mm，斜面與中心線呈20-40°銳角，這樣就可以使冷卻盡可能的集中在輪心區域，而降低對輪輻位置溫度分布的影響；在水盤與頂模配合面上設置石墨墊片6，借助石墨優異的導熱能力，保證頂模中心熱量高效導出，從而實現厚大輪心的快速冷卻。

通過上述設計，依靠冷卻水在水冷盤內的循環流通，借助配合面上的石墨墊片，便可以將厚大輪心區域的熱量高效的導出，從而實現鑄件的快速冷卻，可消除車輪中心縮松、縮孔等缺陷；該結構加大了過冷度，使鑄件內部晶粒得到了明顯的細化，組織更加致密，大幅提高了輪心的力學性能；同時，實現了對輪心溫度的有效控制，降低了內部的結構應力，減少了鑄件變形，提高了車輪的尺寸精度。