專利名稱：輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造方法及設(shè)備，特別是一種輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法及設(shè)備。
習(xí)用的輕合金輪圈鑄造成形采用的方法，或?yàn)橹亓﹁T造法，或?yàn)榈蛪鸿T造法，或?yàn)橐獯罄捎玫睦脗鹘y(tǒng)壓鑄機(jī)的高壓鑄造法。
重力鑄造法系以冒口處合金熔液本身的重力來補(bǔ)充合金凝固時(shí)所產(chǎn)生的體積收縮。
低壓鑄造法則以類似氣壓式熱水瓶原理補(bǔ)償體積收縮。
這兩種鑄造方法在鑄造時(shí)，只能使用壓縮空氣或水霧冷卻的方式來加速鑄件凝固的時(shí)間，不僅致使鑄件成形周期長，不適用于大量生產(chǎn)，而且造成鑄件結(jié)晶顆粒粗大，機(jī)械強(qiáng)度差；特別是因鑄造精度差，須預(yù)留較多加工量及須設(shè)置較大冒口，導(dǎo)致加工成本增加。
意大利采用的利用傳統(tǒng)壓鑄機(jī)的單段澆口速度充填的高壓鑄造法為自三片式模具的中央澆口充填的高壓鑄造法。
如圖6、圖7、圖8、圖9、

圖10、圖11、圖12、圖13、圖14所示，為使用單段澆口速度自中央澆口充填的高壓鑄造法進(jìn)行輪圈壓鑄作業(yè)的過程。這種高壓鑄造法，為使模具便于制造及適當(dāng)?shù)暮辖鹑垡毫飨蛟O(shè)計(jì)，采用三片式模具中央澆口充填為主，其模具由固定模、中間模、可動(dòng)模及側(cè)滑模組成，并置于單速壓鑄機(jī)的模板之間，固定模及可動(dòng)模分別安裝在單速壓鑄機(jī)的固定模板及可動(dòng)模板上；固定模與中間模相鄰的端面上設(shè)有一端位于中心、另一端與料管貫通的徑向澆道；中間模與可動(dòng)模相鄰端面構(gòu)成鑄件端面模穴，中間模中心設(shè)有大、小端分別與鑄件端面模穴及徑向澆道貫通的錐形澆道；側(cè)滑模置于中間模及可動(dòng)模之間，其內(nèi)周與可動(dòng)模之間構(gòu)成與鑄件端面模穴貫通的圓周鑄件模穴，并令鑄件端面模穴及鑄件圓周模穴構(gòu)成與鑄件形狀相對(duì)應(yīng)的鑄件模穴。
這種鑄造方法及鑄造設(shè)備，不僅因設(shè)置中間模，使模具復(fù)雜，增加設(shè)備成本，而且在生產(chǎn)使用過程中，其徑向澆道的料頭會(huì)落在壓鑄機(jī)內(nèi)，必須定時(shí)停機(jī)清理，不適用于自動(dòng)化生產(chǎn)；特別是因脫模時(shí)鑄件與澆道連接處須截?cái)?，故此澆道截面不能設(shè)計(jì)太大，然而為達(dá)到穩(wěn)定的流量，則必須提高澆口處合金熔液的流速，使合金熔液在澆口處呈噴入狀充填模穴，使之因模穴內(nèi)空氣無法排出而卷入合金熔液中，導(dǎo)致鑄件中產(chǎn)生氣孔。為此，須設(shè)備模內(nèi)真空抽氣設(shè)備，以保證鑄件的質(zhì)量，增加設(shè)備成本。
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低、設(shè)備簡單、產(chǎn)品質(zhì)量高，并能適用于自動(dòng)化生產(chǎn)的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法及設(shè)備。
本發(fā)明的方法為由柱塞壓縮料管內(nèi)合金熔液，使料管內(nèi)合金熔液經(jīng)徑向澆道以層流方式沿徑向充填鑄件模穴。
本發(fā)明的設(shè)備由壓鑄機(jī)和模具構(gòu)成，壓鑄機(jī)上間隔設(shè)有相互平行的固定模板、可動(dòng)模板及分流結(jié)構(gòu)，固定模板上設(shè)有容置柱塞的料管，并令料管與分流結(jié)構(gòu)的一端貫通。
模具由分別安裝在固定模板、可動(dòng)模板上的固定模、可動(dòng)模及側(cè)滑模構(gòu)成，固定模與可動(dòng)模相鄰端面構(gòu)成鑄件端面模穴，在固定模的與可動(dòng)模相鄰的端面的下方設(shè)有一端與鑄件端面模穴周邊貫通的徑向澆道，徑向澆道的另一端與分流結(jié)構(gòu)的另一端貫通；側(cè)滑模置于固定模及可動(dòng)模之間，其內(nèi)周與可動(dòng)模之間構(gòu)成與鑄件端面模穴貫通的圓周鑄件模穴，并令鑄件端面模穴及鑄件圓周模穴構(gòu)成與鑄件形狀相對(duì)應(yīng)的鑄件模穴。
由于本發(fā)明的方法為由柱塞壓縮料管內(nèi)合金熔液，使其經(jīng)徑向澆道以層流方式沿徑向充填鑄件模穴。本發(fā)明的設(shè)備由壓鑄機(jī)和模具構(gòu)成，模具由分別安裝在固定模板、可動(dòng)模板上的固定模、可動(dòng)模及側(cè)滑模構(gòu)成，可動(dòng)模與固定模及側(cè)滑模之間構(gòu)成鑄件模穴，在固定模端面下方設(shè)有一端與鑄件模穴周邊貫通的徑向澆道，并設(shè)有兩端分別與料管及徑向澆道另一端貫通的分流結(jié)構(gòu)。壓鑄時(shí)，不僅不會(huì)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，杜絕輪圈鑄件中氣孔的產(chǎn)生，無須設(shè)置中間模及模內(nèi)真空抽氣設(shè)備，使設(shè)備簡單、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高，而且減小并避免徑向澆道處的料頭落入壓鑄機(jī)中，能適用于自動(dòng)化生產(chǎn)，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
圖1、為本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖面圖。
圖2、為圖1中A部局部放大示意圖。
圖3、為圖2中B部局部放大示意圖。
圖4、為圖2中C部局部放大示意圖。
圖5、為圖1中D-D剖面圖。
圖6、為習(xí)用的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖面圖。
圖7、為習(xí)用的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖面圖(中間模與固定模分開狀態(tài))。
圖8、為圖7中E向視圖。
圖9、為習(xí)用的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖面圖(可動(dòng)模與中間模分開狀態(tài))。
圖10、為圖9中F向視圖。
圖11、為習(xí)用的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖面圖(側(cè)滑模退出狀態(tài))。
圖12、為圖11中G向視圖。
圖13、為習(xí)用的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖面圖(為取出輪圈鑄件狀態(tài))。
圖14、為圖13中H向視圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
本發(fā)明的方法為由柱塞111壓縮料管112內(nèi)合金熔液3，使料管112內(nèi)的合金熔液3經(jīng)徑向澆道211以可調(diào)控的多段速度及層流方式沿徑向充填鑄件模穴25；并當(dāng)合金熔液3充填鑄件模穴26一段時(shí)間，約20秒內(nèi)，以補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)23對(duì)輪圈鑄件局部加壓。
如圖1所示，本發(fā)明的設(shè)備由壓鑄機(jī)1和模具2構(gòu)成，壓鑄機(jī)1上間隔設(shè)有相互平行的固定模板11、可動(dòng)模板12及分流結(jié)構(gòu)13，固定模板11上設(shè)有容置柱塞111的料管112，并令料管112與分流結(jié)構(gòu)13的一端貫通；分流結(jié)構(gòu)13由與固定模板11上料管112貫通的通道131及與可動(dòng)模板12連動(dòng)的阻扼器132構(gòu)成，通道131內(nèi)周壁上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)沿軸向逐步擴(kuò)大的階層1311，其階層1311的最小直徑略大于料管112的直徑；阻扼器132的一端設(shè)有置于通道131內(nèi)的凸部1321，并令該凸部1321為呈與通道131相對(duì)應(yīng)并與其形成小間隙133的變截面體，凸部1321上設(shè)有與料管112貫通的軸向凹槽1322，凸部1321的端頭設(shè)有傾斜面1323。
模具2由分別安裝在固定模板11、可動(dòng)模板12上的固定模21、可動(dòng)模22、油壓補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)23及側(cè)滑模24構(gòu)成，固定模21與可動(dòng)模22相鄰端面構(gòu)成鑄件端面模穴251，在固定模21的與可動(dòng)模22相鄰的端面的下方設(shè)有一端與鑄件端面模穴251周邊貫通的徑向澆道211及容置油壓補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)23的凹穴212，徑向澆道211的另一端與分流結(jié)構(gòu)13的另一端貫通，如圖5所示，徑向澆道211兩側(cè)設(shè)有與該徑向澆道211貫通的緩沖結(jié)構(gòu)213，緩沖結(jié)構(gòu)213為切向朝外延伸，并設(shè)在徑向澆道211與鑄件模穴25的連接處；兩套油壓補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)23的頂桿231的端頭分別抵在鑄件端面模穴251的兩端面上；側(cè)滑模24置于固定模21及可動(dòng)模22之間，其內(nèi)周與可動(dòng)模22之間構(gòu)成與鑄件端面模穴251貫通的圓周鑄件模穴252，并令鑄件端面模穴251及鑄件圓周模穴252構(gòu)成與鑄件形狀相對(duì)應(yīng)的鑄件模穴25。
壓鑄時(shí)，如圖2所示，置于料管112內(nèi)的柱塞111向內(nèi)移動(dòng)，擠壓料管112內(nèi)的合金熔液3，使其沿分流結(jié)構(gòu)13向上流入徑向澆道211，并以層流方式沿徑向流入鑄件模穴25內(nèi)，不僅不會(huì)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，杜絕輪圈鑄件中氣孔的產(chǎn)生，無須設(shè)置中間模及模內(nèi)真空抽氣設(shè)備。
如圖3、圖4所示，當(dāng)合金熔液3流經(jīng)分流結(jié)構(gòu)13時(shí)，料管112壁上的潤滑劑及凝固的合金熔液4附著于分流結(jié)構(gòu)13的通道131與料管112的連接處及通道131的階層1311處。
如圖5所示，當(dāng)合金熔液3經(jīng)徑向澆道211時(shí)，再次將料管112壁上的潤滑劑及凝固的合金熔液4導(dǎo)入徑向澆道211的緩沖結(jié)構(gòu)213中，提高了鑄件的質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法，它為由柱塞壓縮料管內(nèi)合金熔液使料管內(nèi)合金熔液經(jīng)澆道充填鑄件模穴內(nèi)，其特征在于所述的料管內(nèi)合金熔液經(jīng)徑向澆道以層流方式沿徑向充填鑄件模穴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法，其特征在于合金熔液以可調(diào)控的多段速度充填鑄件模穴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法，其特征在于當(dāng)合金熔液充填鑄件模穴后以補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)對(duì)輪圈鑄件局部加壓。
4.一種輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，它由壓鑄機(jī)和模具構(gòu)成，壓鑄機(jī)上間隔設(shè)相互平行的固定模板及可動(dòng)模板，固定模板上設(shè)有容置柱塞的料管，其特征在于所述壓鑄機(jī)上還設(shè)有一端與料管貫通的分流結(jié)構(gòu)；模具由分別安裝在固定模板、可動(dòng)模板上的固定模、可動(dòng)模及側(cè)滑模構(gòu)成，固定模與可動(dòng)模相鄰端面構(gòu)成鑄件端面模穴，在固定模的與可動(dòng)模相鄰的端面的下方設(shè)有一端與鑄件端面模穴周邊貫通的徑向澆道，徑向澆道的另一端與分流結(jié)構(gòu)的另一端貫通；側(cè)滑模置于固定模及可動(dòng)模之間，其內(nèi)周與可動(dòng)模之間構(gòu)成與鑄件端面模穴貫通的圓周鑄件模穴，并令鑄件端面模穴及鑄件圓周模穴構(gòu)成與鑄件形狀相對(duì)應(yīng)的鑄件模穴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的置于料管內(nèi)的柱塞在料管內(nèi)射出的速度為可調(diào)控的多段射出速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的設(shè)在固定模上的分流結(jié)構(gòu)由與固定模板上料管貫通的通道及與可動(dòng)模板連動(dòng)的阻扼器構(gòu)成，通道內(nèi)周壁上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)沿軸向逐步擴(kuò)大的階層；阻扼器的一端設(shè)有置于通道內(nèi)的凸部，并令該凸部為呈與通道相對(duì)應(yīng)并與其形成小間隙的變截面體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的通道內(nèi)周壁上的階層的最小直徑略大于料管直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的阻扼器的凸部上設(shè)有與料管及徑向澆道貫通的軸向凹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的設(shè)在固定模端面的徑向澆道兩側(cè)設(shè)有與該徑向澆道貫通的緩沖結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的緩沖結(jié)構(gòu)為切向朝外延伸，并設(shè)在徑向澆道與鑄件模穴的連接處。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于在所述的固定模板、可動(dòng)模板上設(shè)有對(duì)輪圈鑄件局部加壓的油壓補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造設(shè)備，其特征在于所述的固定模板端面設(shè)有容置油壓補(bǔ)壓結(jié)構(gòu)的凹穴。
全文摘要
一種輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法及設(shè)備。為提供一種產(chǎn)品質(zhì)量高,并能適用于自動(dòng)化生產(chǎn)的輕合金輪圈鑄件高壓鑄造方法及設(shè)備,提出本發(fā)明,其方法為由柱塞壓縮料管內(nèi)合金熔液經(jīng)徑向澆道以層流方式沿徑向充填鑄件模穴;其設(shè)備由壓鑄機(jī)和模具構(gòu)成,模具由固定模、可動(dòng)模及側(cè)滑模構(gòu)成,可動(dòng)模與固定模及側(cè)滑模之間構(gòu)成鑄件模穴,在固定模端面下方設(shè)有一端與鑄件模穴周邊貫通的徑向澆道,并設(shè)有兩端分別與料管及徑向澆道另一端貫通的分流結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B22D17/22GK1176859SQ96106869
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1996年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者林煜昆 申請(qǐng)人:林煜昆