一種銑邊車輪用軟水循環水冷模具裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及汽車鋁合金車輪鑄造領域，具體地說，涉及一種銑邊車輪用軟水循環 水冷模具裝置。
【背景技術】
[0002] 近幾年，隨著歐美消費者對汽車車輪個性化、時尚化要求的不斷提高，作為汽車驅 動系統關鍵部件之一的鋁合金車輪，消費者不僅要求其有可靠的安全性和舒適性，而且對 外觀要求越來越高，有些地區甚至將鋁車輪外觀上升到藝術品的角度來要求。為迎合消費 者的這種需求，市場上出現了多種外觀時尚的鋁車輪，例如:精車亮面、亮邊噴彩色、銑邊車 輪等，這些新品種的出現使車輪越來越成為汽車重要的裝飾件，特別是銑邊車輪因在車輪 表面處理后再用特制的刀具銑出光彩奪目的輪輻側面，從而和輪輻正面形成強烈的對比， 具有特別明顯的美學效果，因此近幾年始終是國際市場熱捧的新品，產品附加值是普通鋁 車輪的2-3倍。
[0003] 目前，我國鋁合金汽車車輪的生產量占全球市場的55%~60%，有近200家專業生產 汽車鋁合金車輪的企業，但是中國汽車鋁車輪的制造技術特別是鑄造技術在國際上尚處于 中等水平。目前行業存在的突出問題是鑄造周期長、生產效率低、產品針孔、渣孔、氣孔等缺 陷多。原來產品在表面處理后即為成品，表面處理時噴粉、噴漆可起到掩蓋針孔、渣孔等鑄 造缺陷的作用，現在因銑邊車輪在表面處理后還需對輪輻側面進行車銑，因此就會將原來 的鑄造缺陷特別是針孔缺陷全部顯露出來，因此銑邊鋁車輪的廢品率非常高。而之所以產 品存在針孔，一方面是因為鑄造過程中鋁液含有氣體與夾渣物，另一方面是鑄造周期長、結 晶凝固過程過冷度較低等原因造成的。因此在投料過程中要嚴防水汽及各種含氣臟物混入 鋁液中，通過除渣、精煉清除氧化夾雜和氣體，特別是實現快速凝固、增大凝固時的結晶過 冷度對防止針孔尤為重要。前二者行業內做得較好，而實現快速凝固、增大凝固時的結晶過 冷度目前基本采取在模具上設計風冷和水冷方式解決，但以上方式對針孔的改善效果不 佳。風冷不僅要使用大功率的空壓機造成能源消耗巨大，而且鑄造周期長、冷卻效果不佳； 水冷雖然冷卻效果較風冷好，但現有方式存在著冷卻不均勻、水直接噴在模具上造成模具 腐蝕嚴重、使用過程由于容易形成水垢造成冷卻水管堵塞導致生產不順暢等問題，因此如 何研發一種能夠實現快速凝固、均勻冷卻并防止模具腐蝕、水管堵塞的模具裝置來解決銑 邊車輪的制造瓶頸十分必要。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是針對現有風冷和水冷技術的不足，針對銑邊車輪針孔缺陷嚴重、 報廢率高的現狀，開發一種軟水循環水冷模具裝置。
[0005] 實現以上目的技術方案是：一種銑邊車輪用軟水循環水冷模具裝置，該裝置由水 霧生成器、環形水霧冷卻管、冷卻水處理箱、冷卻水儲水箱、軟化水儲水箱組成;其中水霧生 成器由水霧出口接頭、錐面水霧噴頭、水汽混合室、壓縮空氣接頭、水管接頭、進水量調節閥 組成;環形水霧冷卻管由外層管、內層管、水霧分流器組成。水霧導入管一端連接水霧生成 器，另一端連接水霧分流器，水霧生成器數量為6-12個，水霧生成器水霧出口接頭與錐面水 霧噴頭相連接，錐面水霧噴頭表面均勻分布著1.0-1.5mm的圓孔，該圓孔在壓縮空氣的作用 下促使水汽混合物均勻生成水霧，錐形水霧噴頭與水汽混合室相連接，壓縮空氣接頭一端 與水汽混合室相連接，另一端與壓縮空氣導入管相連接，壓縮空氣導入管另一端與低壓機 控制系統相連接，工作過程的壓力、延時與開啟時間由低壓機控制系統控制。水管接頭一端 與水汽混合室相連接，另一端通過導管與軟化水儲水箱相連接，在水管接頭上安裝進水量 調節閥，該調節閥可控制軟化水的進入量。環形水霧冷卻管外層管材質為紫銅，該材料具有 良好的導熱性能，外層管在環狀"U"形槽內緊貼靠模具，一端封閉一端開通；內層管材質為 不銹鋼，具有良好的耐腐蝕性；內層管中間均勻分布分布著直徑1.5~2.0mm的水霧噴出孔， 水霧噴出孔數量為30-50個;環形水霧冷卻管中心設計水霧分流器，水霧分流器的中部與壓 縮空氣導入管相連接，水霧分流器每間隔1200有一連接管穿過外層管與內層管相連接，水 霧通過水霧導入管進入水霧分流器再均勻通入內層管，通過水霧噴出孔噴向外層管的內 壁。該結構內層管在外層管內，水霧直接噴在外層管的內壁上，將模具傳遞給外層管的熱量 吸收，可避免水霧直接噴到模具上，避免模具腐蝕;可促使水霧在每一部位均勻噴出，保證 冷卻強度更大、冷卻更均勻;水霧吸收模具散發的熱量后變成水蒸氣，水蒸氣通過外層管進 入水蒸氣導出管。散熱器安裝在冷卻水處理箱內，水蒸氣導出管通過散熱器與冷凝水導出 管相連接，冷凝水導出管通入軟化水儲水箱內；冷卻水處理箱左側上部安裝有進水管，右側 面上部與出水管相連接，出水管的另一端與冷卻水儲水箱相連接;進水管、冷卻水處理箱、 出水管與冷卻儲水箱之間形成水循環冷卻，對水蒸氣導出管導出的水蒸氣進行冷凝處理； 壓縮空氣導入管、水霧生成器、水霧導入管、環形水霧冷卻管、水蒸氣導出管、散熱器、冷凝 水導出管、軟化水儲水箱之間形成軟化水、水霧、水蒸氣、冷凝水循環。
[0006] 依據車輪造型特征在頂模、底模鑄件壁厚較大部位銑深度為15.0~17.0mm、寬度 為12.0~15.0mm的環狀"U"形槽;將環形水霧冷卻管鑲嵌入槽內，環形水霧冷卻管在頂模與 底模可分別設置2~4個。在壓縮空氣的作用下軟化水通過水管接頭進入水汽混合室，水汽 混合物通過錐形水霧噴頭進一步霧化進入水霧出口接頭，水霧出口接頭通過連接管進入水 霧分流器，通過水霧分流器再均勻進入環形水霧冷卻管的內層管循環;環形水霧冷卻管吸 收模具散發的熱量使水霧轉化成水蒸氣，水蒸氣攜帶著熱量進入水蒸氣導出管并最終進入 軟化水儲水箱。
[0007] 該循環所使用的軟化水可有效避免水垢在模具上產生，并避免水垢對冷卻效果的 影響;該裝置設計可避免水霧直接噴到模具上，從而避免模具腐蝕;可促使水霧在每一部位 均勻噴出，保證冷卻均勻、冷卻強度更大;環形水霧冷卻管的延時時間、開啟時間、壓縮空氣 壓力以及軟化水進入量，由低壓鑄造機控制系統控制，因此該裝置具有可有效縮短鑄造周 期、增大凝固時的結晶過冷度、避免模具腐蝕、減少針孔并實現水循環利用的優點，是一種 制作簡單、使用方便、生產過程穩定、生產效率高的銑邊車輪用軟水循環水冷模具裝置。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發明結構示意圖。
[0009] 圖2為本發明環狀水霧冷卻管結構示意圖。
[0010] 圖3為本發明水霧生成器結構示意圖。
[0011] 圖4為本發明和模具的裝配圖。
[0012] 具體的實施方式 以638-2410銑邊車輪用軟水循環水冷模具裝置為例： 如圖1所示本發明結構示意圖，該裝置由水霧生成器3、環形水霧冷卻管1、冷卻水處理 箱5、冷卻水儲水箱12、軟化水儲水箱11組成。
[0013] 如圖2所示為本發明環狀水霧冷卻管結構示意圖，由外層管13、內層管14、水霧分 流器16組成。
[0014] 如圖3所示為本發明水霧生成器結構示意圖，由水霧出口接頭17、錐面水霧噴頭 18、水汽混合室19、壓縮空氣接頭20、水管接頭21、進水量調節閥22組成。
[0015] 如圖4所示為本發明和模具的裝配圖，環形水霧冷卻管1安裝在頂模23與底模24相 對應的鑄件壁厚較厚的區域。
[0016] 該裝置