一種用于車輪低壓鑄造的一體式模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑄造領域，具體地說涉及一種用于車輪鑄造的風冷一體式邊模。
【背景技術】
[0002]鋁合金車輪的制造中，低壓鑄造是較為成熟的工藝。在實際的生產中，需要在鑄造過程中，對低壓鑄造的模具(如邊模)進行冷卻。低壓鑄造車輪模具普遍采用一體式邊模，在實際應用中效果較好。在工業生產中，一體式的邊模得到廣泛應用。這是由于其組裝簡便，生產成本和維修成本都較低。
[0003]但是，在鑄造過程中，鋁液會將大量的熱量傳遞給一體式邊模，產生嚴重的熱變形，使邊模產生規律性的扭曲變形，變形嚴重影響了邊模和邊模、邊模和下模以及邊模與上模的配合精密，造成配合面飛邊和粘鋁等問題，由于低壓鑄造鋁車輪的熱脹冷縮的因素難以明確地計算和估計，很難通過設計中提供余量來克服由于模具的形變導致的鑄造尺寸誤差，也為后續的機加工序帶來了較大的困難。
[0004]同時，模具不規則的熱變形會導致模具局部容易磨損，降低了模具的使用壽命。在鑄造領域，模具的成本是鑄造成本中很重要的部分。從生產實踐來看，一體式邊模首先損壞的位置往往是邊模45度配合面，邊模和上、下模配合面。
[0005]本領域一直希望能夠通過設計新型的模具來克服這一問題，延長模具的壽命，降低生產中的模具成本，盡可能地提高鑄造階段的車輪尺寸精度，并且克服飛邊和粘鋁等問題。如果能夠克服這一問題，就能夠延長模具使用壽命，在機械加工中節約工時和耗材，降低車輪的制造成本，提高金屬利用率，并且提高企業的盈利能力。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的是設計一種新型的一體式風冷邊模，從而克服上文所述的飛邊、粘鋁和模具擠壓形變損壞問題。
[0007]為了實現以上的發明目的，本發明提供了以下的技術方案:
[0008]在本發明的一個方面，提供了一種用于車輪低壓鑄造的一體式模具，所述的模具包括上模、一體式邊模和下模，其特征在于:
[0009]在一體式邊模上下1/4圓弧配合面上，即與上模、下模側壁配合的圓弧面上，加工出端點為B、D點和G、I點，且分別通過K、L點的熱變形圓弧補償面，該兩處熱變形圓弧補償面上:K點與原始圓弧C點距離為0.2mm-0.5mm，L點與原始圓弧H點距離為0.2mm-0.5mm，所述的B、D點位于原始圓弧上，G、I點位于原始圓弧上，且距離45度配合面各60?80mm ；
[0010]在相鄰的一體式邊模45度配合面重點部位加工出補償面，邊模45度面即四塊邊模的配合面，如圖3所示的AO面、EP面，冷態下，使得相鄰一體邊模45度面配合時，在邊模的45度配合面上有V字形的缺口，邊模的內側圓周上缺口間隙為0.2mm?0.4mm。
[0011]在本發明一個優選的方面，K點與C點的距離為0.3mm，L點與H點的距離為0.2mm。
[0012]在本發明一個優選的方面，一體式邊模45度配合面配合狀態下，在邊模內側圓周上的缺口間隙為0.3mm。
[0013]在本發明一個優選的方面，一體式邊模45度配合面V型缺口范圍設置在如圖3所示的M、N點之間，所述的M點為邊模與下模配合的15度面尖點，所述的N點為輪轂內輪緣9度斜面與圓弧切點。
[0014]在本發明的另一個方面，還提供了前文所述的模具在低壓鑄造鋁合金車輪中的應用。
[0015]按照本發明的低壓鑄造車輪模具熱變形補償技術方案，在不能影響鑄造工藝的前提下，遵循模具熱變形規律，通過合理設置一體式邊模45度配合面重點范圍內的熱變形補償量，一體式邊模上下1/4圓弧配合面上加工出熱變形圓弧補償面，使其在熱態下實現精密配合。
[0016]本發明的技術方案帶來了以下的有益技術效果:
[0017](I)通過在四塊一體式邊模的上下1/4圓弧配合面上設置熱變形補償，使得一體式邊模與下模圓弧配合更加貼合、精密；
[0018](2)通過在一體式邊模45度配合面上重點部位設置缺口，減少了邊模的膨脹導致的應力，延長了模具的壽命，使邊模45度配合面更加貼合，減少飛邊；
[0019](3)該邊模可以有效的解決因一體式邊模熱變形造成的配合面配合不嚴密、配合面飛邊、粘鋁等問題。
【附圖說明】
[0020]以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施方案，其中:
[0021]圖1:現有技術中低壓鑄造車輪模具邊模配合形式，圖一中:1 一上模，2 —邊模，3 一下模；
[0022]圖2:現有技術中的邊模配合示意圖；
[0023]圖3:本發明一體式邊模上下1\4圓弧配合面部位的熱變形補償面示意圖以及一體式邊模45度配合面熱補償；
[0024]圖4:一體式邊模45度配合面的熱變形配合示意圖；
【具體實施方式】
[0025]實施例1:模具的制造
[0026]在不影響鑄造工藝的前提下，遵循模具熱變形規律，通過合理設置邊模間、邊模與下模圓弧側面配合面的熱變形補償量:
[0027]—、如圖3所示，A、B、C、D、E五點共圓(改進前圓弧線)，B、K、D三點共圓，為熱變形補償部位，K、C兩點距離最大，為0.3MM，向B、C兩點靠近，兩圓弧距離逐漸靠近，直至相交，A、B、E、C、D為改進后圓弧線，并且B、D點位于原始圓弧上，G、I點位于原始圓弧上，且距離45度配合面各60mm ；
[0028]二、如圖3所示，F、G、H、1、J五點共圓(改進前圓弧線)，G、L、I三點共圓，為熱變形補償部位，L、H兩點距離最大，為0.2MM，向G、I兩點靠近，兩圓弧距離逐漸靠近，直至相交，F、G、L、1、J為改進后圓弧線；
[0029]三、一體式邊模45度配合面重點范圍內采用0.3MM熱變形補償量，使其在熱態下實現精密配合；
[0030]四、一體式邊模1/4圓弧上的B、K、D熱補償圓弧面和G、L、I熱補償圓弧面采用編程銑削加工，一體式邊模45度配合面熱補償缺口部位，根據補償量，計算好45度面旋轉角度，進行45度面重點部位M、N范圍內的漸變銑削加工。
[0031]以上的模具記為試驗組1，除此之外，還在以下參數下加工得到了模具:
[0032]試驗組2:⑷點與(C)點的距離為0.2mm ; (L)點與⑶點的距離為0.5mm，邊模內側圓周上的缺口間隙為0.2mm ;B、D點位于原始圓弧上，G、I點位于原始圓弧上，且距離45度配合面各60mm。
[0033]試驗組3: (K)點與(C)點的距離為0.5mm，(L)點與(H)點的距離為0.2臟，邊模內側圓周上的缺口間隙為0.4mm ;B、D點位于原始圓弧上，G、I點位于原始圓弧上，且距離45度配合面各80mm。
[0034]試驗組4: (K)點與(C)點的距離為0.3mm，(L)點與(H)點的距離為0.2臟，邊模內側圓周上的缺口間隙為0.2mm ;B、D點位于原始圓弧上，G、I點位于原始圓弧上，且距離45度配合面各70mm。
[0035]對照組:常規的鋁車輪一體式邊模的鑄造模具，與試驗組I的區別在于不包括所述的熱變形補償部分。
[0036]實施例2:中試試駘
[0037]使用實施例1的試驗組I的模具，在模具正常工作條件(鋁液700°C，模具溫度保持正常的溫度場)下進行A356鋁合金輪轂鑄造試驗。結果顯示，在0.5萬件的鑄造試驗中，與對照組相比，鑄件的配合面飛邊比例從100%下降到2%，粘鋁比例從65%下降到0.3%。同時按照同樣的方法對模具進行了壽命試驗。試驗證實，模具的壽命從3萬件提高到4萬件，考慮到飛邊損失，模具壽命的提高，現場生產節拍的穩定性等綜合每萬件鑄造輪轂節約成本2.47萬元。
[0038]同樣對試驗組2-4進行了試驗，結果表明鑄件的配合面飛邊比例均下降到5%以下，粘鋁比例均下降到0.7%以下，模具的壽命均提高到3.8萬件以上。以上的各試驗組模具極大地降低了輪轂的生產成本，帶來了良好的經濟和社會效益。
【主權項】
1.一種用于車輪低壓鑄造的一體式模具，所述的模具包括上模、一體式風冷邊模和下模，其特征在于: 在所述的一體式邊模上下1/4圓弧配合面上，即與上模、下模側壁配合的圓弧面上，加工出端點為(B)、⑶點和(G)、⑴點，且分別通過(K)、(L)點的熱變形圓弧補償面； 該兩點處于熱變形圓弧補償面上:κ點與原始圓弧C點距離為0.2mm-0.5mm，L點與原始圓弧H點距離為0.2mm-0.5mm ； 所述的B、D點位于原始圓弧上，G、I點位于原始圓弧上，且距離45度配合面各60?80mm ； 在相鄰的一體式邊模45度配合面加工出補償面，從而在冷態下使得相鄰一體邊模45度面配合時，在邊模的45度配合面上有V字形的缺口，邊模的內側圓周上缺口間隙為0.2mm?0.4mm，邊模45度面即四塊邊模的配合面。
2.權利要求1所述的模具，其特征在于，⑷點與(C)點的距離為0.3mm，(L)點與⑶點的距離為0.2mm。
3.權利要求1所述的模具，其特征在于，一體式邊模45度配合面配合狀態下，在邊模內側圓周上的缺口間隙為0.3mm。
4.權利要求1所述的模具，其特征在于，一體式邊模45度配合面V型缺口范圍設置在如圖3所示的(M)、(N)點之間，所述的(M)點為邊模與下模配合的15度面尖點，所述的(N)點為輪轂內輪緣9度斜面與圓弧切點。
5.權利要求1-4中任一項所述的模具在低壓鑄造鋁合金車輪中的應用。
【專利摘要】本發明提供一種用于車輪鑄造的一體式模具，所述的模具包括上模、一體式邊模和下模，一體式邊模按車輪模具的圓周方向分為四件。在每件一體式邊模上下1/4圓弧部位加工出熱變形圓弧補償面，在相鄰的一體式邊模45度配合面重點部位加工出補償面。該邊模可以有效的解決因一體式邊模熱變形而造成的配合面配合不嚴密、配合面飛邊、粘鋁等問題。
【IPC分類】B22D18-04
【公開號】CN104858396
【申請號】CN201510330654
【發明人】周鵬, 王永寧, 朱志華, 李昌海, 李鴻標, 薛喜偉, 李勇, 王貴, 康龍濤, 張東輝
【申請人】中信戴卡股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月16日