改進的鑄造車輪模具頂模的制作方法

本實用新型涉及一種鑄造模具，具體的說涉及一種意在減少鋁車輪內輪緣成形缺陷，提升其力學性能的低壓鑄造模具。

背景技術：

現階段，隨著顧客對車輛安全性的要求越來越高，鋁車輪的結構設計也變得日益復雜，如圖1中11所示，厚大的內輪緣造型已經成為了一種發展趨勢，這也給諸多的車輪生產廠家提出了更加嚴峻的挑戰。

現階段，在車輪低壓鑄造生產中，內輪緣本身就是一個顯著的結構熱節，缺陷發生的概率很大，較為常見的有輪緣縮松、縮孔、晶粒粗大等等。這主要是因為：內輪緣位于造型的最遠端，鋁液最后才能填充該部位，而其前端為薄壁的輪輞，若是冷卻分配的不當，就很容易造成輪輞的過早凝固，進而將鋁液補縮通道堵塞，形成輪緣縮松等缺陷。此外，內輪緣結構比較厚大，造成了熱量的集中，一旦在模具上沒有合理的降溫手段，便會使該部位鋁液凝固緩慢，過冷度較低，出現鑄件內部疏松，晶粒粗大，力學性能低下等嚴重問題。上述這些都嚴重的影響了車輪的內輪緣質量，已經不能滿足各汽車廠商日益嚴格的安全性要求。

綜合上述分析，針對目前生產中存在的問題，有必要從模具角度進行相應的優化改進，以解決鋁車輪內輪緣部位的縮松、縮孔以及晶粒粗大等缺陷，從而大幅提升其性能，滿足廠家的使用要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種改進的鑄造車輪模具頂模，可有效的改善車輪內輪緣部位容易出現縮松、縮孔以及晶粒粗大等問題，從而顯著的提升內輪緣性能指標，滿足客戶的高質量要求。

本實用新型的技術方案是：改進的鑄造車輪模具頂模，包括水道蓋板、水管接頭。

頂模背腔內輪緣位置設置圓周型凸耳，凸耳外部三側均為平面造型，內側與頂模背腔輪廓線倒圓角光滑過渡。凸耳設置截面為階梯型的環狀水道，環狀水道用擋板焊接密封；擋板上設置水孔，水孔分別焊接進水管、出水管，并連接外部儲水設備，形成了封閉的冷卻水流通通路。環形水道的內側設置隔熱槽a；隔熱槽a分布在邊模貼合面處，以減弱對配合面位置的冷卻。凸耳下端背腔的內壁上設置隔熱槽b，將冷卻與薄壁輪輞位置隔離開來，從而減弱對其的不良影響，保證順暢的鋁液補縮。

所述隔熱槽a為直徑6mm通孔，數量為3-6個，在底模均勻分布。

所述隔熱槽b為環形，槽底部距離型腔面8mm-15mm。

環形水道截面中線距離頂模型腔面30mm-40mm。

凸耳內側上部與頂模背腔輪廓線的圓角為R10-20，凸耳內側下部與頂模背腔輪廓線的圓角為R3-5。

當壓鑄的一個循環開始后，從第1s就打開內輪緣位置的冷卻，冷卻水在水道內快速流通帶走內輪緣處的熱量，從而實現其迅速凝固成形且不影響模具其他位置的溫度分布；當整個輪輞都完成凝固后，即可將冷卻水關閉，在一個周期內冷卻開啟時間為40-100s，流量控制在100-200L/h,按此工藝參數循環往復，實現了內輪緣位置無缺陷的穩定連續生產。

本發明實現厚大內輪緣位置的快速冷卻降溫，提高了鋁液凝固速度，保證了有效的補縮，解決了車輪內輪緣容易出現的縮松、縮孔及晶粒粗大等鑄造缺陷，提升了內輪緣的力學性能及綜合成品率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是現有技術中低壓鑄造車輪模具裝配示意圖。

圖2是本發明中改進的鑄造車輪模具頂模裝配示意圖。

圖3是本發明鑄造車輪模具頂模頂模的隔熱槽布置示意圖。

圖中：11－內輪緣造型，1－底模，2－邊模，21－邊模配合面，3－頂模，31－凸耳，32－環形水道，33－隔熱槽a，34－隔熱槽b，4－水道蓋板，5－水管接頭。

具體實施方式

圖1是現有技術中低壓鑄造車輪模具裝配示意圖。

如圖2、圖3所示，改進的鑄造車輪模具頂模，包括水道蓋板4、水管接頭5；其中頂模3、底模1、邊模3共同構成了模具的型腔，保證了車輪鑄件的順利成形。

頂模3的背腔對應內輪緣11位置設置圓周分布的凸耳31；凸耳31外部三側均為平面造型，而內側與頂模背腔輪廓線圓角光滑過渡。上部圓角在R10-20，保證對內輪緣的有效冷卻，而下部圓角為R3-5，目的是減弱對輪輞位置的冷卻影響。凸耳31設置階梯型截面的環形水道32，環形水道32距型腔面36mm，并用水道蓋板4焊接密封。

水道蓋板4設置水孔，水孔分別焊接進水管、出水管，并連接外部儲水設備，從而形成封閉的冷卻水流通通路；水管接頭5的個數依據輪型尺寸而定，可以設計為單進單出形式，也可選擇為雙進雙出形式。

環形水道32的內側設置4個隔熱槽a33，隔熱槽a33為直徑為6mm的通孔，分布在邊模貼合面21位置，目的是減弱對邊模配合面處的冷卻。

在凸耳31下端背腔的內壁上設置隔熱槽b34，槽底部距離型腔面10mm，使冷卻與薄壁輪輞區域隔開，降低對輪輞處溫度的不良影響，以保證順暢的鋁液補縮。

當壓鑄的一個循環開始后，從第1s就打開內輪緣位置的冷卻，冷卻水在水道內快速流通帶走內輪緣處的熱量，從而實現其迅速凝固成形且不影響模具其他位置的溫度分布；當整個輪輞都完成凝固后，即可將冷卻水關閉，在一個周期內冷卻開啟時間為40-100s，流量控制在100-200L/h,按此工藝參數循環往復，實現了內輪緣位置無缺陷的穩定連續生產。