[实用新型]一种带散热结构的铝合金轮毂边模

说明书

技术领域

本实用新型属于压铸模具领域，具体涉及一种带散热结构的铝合金轮毂边模。 

背景技术

铝合金轮毂铸造过程中，轮毂的质量取决于轮毂毛坯铸件的质量。低压铸造技术因其自身的优势已被广泛用作制造铝合金轮毂毛坯铸件的方法。铸造模具是轮毂成型的关键工艺设备。铸造模具由上模、下模、边模和模架组成，模具的温度是影响铸件质量的重要因素。 

以前考虑到可加工性，把模具成型系统中的边模的壁厚设计为均匀厚度，厚度误差一般不超过10mm。但是轮毂铸件的壁厚是不均匀的，这样就使得铸造时铸件厚度较薄的部位因为金属保温而具有较佳的流动性，成型较快，但铸件厚度较厚的部位却因为没有散热导致凝固速度慢。金属液充型时铸件各部分冷却速度不同，凝固过程即产生应力，致使各部位体积收缩不同步，形成气孔和缩孔，后续进行表面处理时，孔洞会进水，再进行喷涂和电镀后烘烤时，孔洞内的气体受热膨胀，造成轮毂铸件表面起泡，达不到表面质量要求，并且无法通过漏气和抗疲劳测试。因为轮毂的各部分壁厚不均匀，成型过程中凝固时间呈现出梯度差。因此避免缩孔和气孔的产生需要改善铸造模具的冷却方式。 

目前，压铸模具的冷却通常采用风冷和水冷两种方式。风冷冷却速度慢，生产效率低，适用于散热量小的模具。而采用水冷的模具，冷却量和冷却速度大，难以准确控制冷却部位，且需要在模具上开设冷却水道，因此模具的结构相对比较复杂。上述两种方式都需要外接供给冷却介质的设备，能源消耗大。 

实用新型内容

本实用新型的设计目标是通过模具自然散热使铸件厚处与薄处缩小冷却、凝固的时间差，以降低能耗，简化模具结构，提高生产效 率。如附图1所示的现有技术边模结构1无法消除铸件成型的速度梯度。为达到上述目的，本实用新型提供一种全新的边模设计，利用边模的壁厚变化，可有效控制铸件的凝固过程，实现铸件的顺序凝固。 

本实用新型边模本体上设有散热结构，在边模上对应轮毂铸件较厚的部位增加模具壁厚，如附图2所示的本实用新型边模结构2，利用壁厚所增加的铸铁吸收并传导铸造热量至空气中，提高较厚部位的流动性，加速其冷却，消除因铸件厚薄不均而形成的梯度式冷却模式，使铸件较厚的部位和较薄的部位将冷却、凝固的时间差缩短到3至8秒钟。 

所述一种带散热结构的铝合金轮毂的边模，其特征在于：边模不同区域的壁厚比不同，轮辋与轮辐相交接区域壁厚比为大于5，轮缘区域的壁厚比为4.5，轮毂中心安装面部位的壁厚比为1.6。 

有益效果： 

本实用新型通过生产实践验证，所生产轮毂铸件组织致密，提高了压铸件的内部质量和表面质量，通过测试不仅铸件表面的耐磨性和耐腐蚀性增强，整个铸件的硬度也得以提高。不用另外增加水冷或风冷装置，降低了能源的使用量，降低了生产成本。提高了生产效率，冷却、凝固时间差缩短了3至8秒钟。稳定了压铸件的尺寸精度，提高了模具的使用寿命。 

附图说明

附图1为现有技术的模具结构示意图。 

图2为本实用新型改进后的实施例结构示意图。 

图中：1.现有技术的边模结构，2. 本实用新型的边模结构。 

具体实施方式

本实用新型一种带散热结构的铝合金轮毂边模，在边模上对应于轮毂铸件壁厚最大、铸造时型腔内温度最高、热量最集中的轮缘与轮辐交接区域增加边模壁厚，如附图2所示的本实用新型边模结构2，利用增加的壁厚吸收并传导热量，增强金属液的流动性，加快冷却速度，从而均衡了铸件不同厚度部位的模温，浇注过程实现顺序充型， 使铸件整体冷却速度均匀。 

为达到设计目的，本实用新型通过铸造过程的模拟分析及对铸造热量的计算，以铸件的壁厚为基础设计出边模与铸件的壁厚比，确定出边模各区域的壁厚。其中，轮辋与轮辐相交接区域厚度大，为了增加此处的冷却强度，选取壁厚比大于5；在铸型四周的轮缘区域，铸件较薄，此处铸件应最先凝固，选取了较大的壁厚比，即取4.5；在铸型的中心部位，铸件壁较厚，为了充分发挥中心浇口的补缩作用，有利于铸件顺序凝固，希望此处最后凝固。在设计铸型壁厚时，选取了较小的壁厚比，即铸型壁厚与铸件壁厚之比较小，为1.6；铸型的其它部位的壁厚平滑过度。 

通过边模壁厚的变化，均衡铸件各部位的模温，有利于铸件的顺序凝固。使铸件的冷却、凝固过程通过自然散热，有效地缩短铝合金轮毂铸件各部位的铸造成型时间差。