一种适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘论文和设计-陈永生

全文摘要

本实用新型涉及车毂铸造技术领域，尤其是一种适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，由多件独立发生作用的水冷分体首尾对接而成。上述水冷分体包括底板和盖板，在底板开设有水冷凹槽，盖板扣合于该底板上后形成完整的水冷通道。底板与盖板采用螺栓进行联接。螺栓的扭矩不小于10N.m。在底板上开设有环形密封槽，围绕水冷凹槽进行设置。在环形密封槽内填充有膨胀石墨。这样一来，当温度发生变化时，螺栓与螺栓孔的间隙能有效地释放温度改变而导致的形变量，从而避免了由于使用过程中的冷热剧变而导致开裂现象的发生，延长了其自身的使用寿命，降低了后期维护成本，确保了车毂生产线的正常运行。

主设计要求

1.一种适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其由多件独立发生作用的水冷分体首尾对接而成；所述水冷分体包括底板和盖板；在所述底板开设有水冷凹槽，所述盖板扣合于所述底板后形成完整的水冷通道；其特征在于，所述底板与所述盖板采用螺栓进行联接；所述螺栓的扭矩不小于10N.m；在所述底板上开设有环形密封槽，围绕所述水冷凹槽进行设置；在所述环形密封槽内填充有膨胀石墨；在所述底板上开设有与所述水冷凹槽相沟通的进水通道和出水通道。

设计方案

2.根据权利要求1所述的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其特征在于，在所述底板上设置有与所述螺栓相适配的螺纹孔，相应地，在所述盖板上设置有与所述螺纹孔位置相对应的螺栓孔；所述螺栓孔大于所述螺栓的外径0.5～1mm。

3.根据权利要求1所述的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其特征在于，在所述底板上还开设有环形胶槽，用来填充耐热胶；所述环形胶槽亦围绕所述水冷凹槽进行设置。

4.根据权利要求3所述的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其特征在于，所述环形密封槽以及所述环形胶槽的数量均设置为多个，且相间布置。

5.根据权利要求1所述的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其特征在于，所述进水通道和所述出水通道均倾斜设置，且倾斜方向相反。

6.根据权利要求5所述的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其特征在于，所述进水通道的倾斜角度20～45°；所述出水通道的倾斜角度-45～-20°。

7.根据权利要求1所述的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其特征在于，在所述水冷凹槽的内壁以及底板的底面设置有耐腐蚀涂层。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及车毂铸造技术领域，尤其是一种适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘。

背景技术

在车毂的铸造过程中，冷却是一项关键技术，强化冷却能够有效地控制铸件的凝固顺序、细化铸件的晶粒尺寸和提高生产效率。当冷却不当时很容易导致生产的毛坯产生缩松等缺陷，严重时甚至导致铸件报废情况出现。水冷盘是实现上述冷却技术的关键部件，其置放于铸造模具体内，且在其自身体内开设有用来供冷却水流通的水冷通道。水冷盘为分体式结构，由相互独立的水冷分体构成，在现有技术中，上述水冷分体包括底板，在其上预先铣出水冷凹槽，而后在水冷凹槽的正上方焊接有盖板以形成密封态水冷通道(如图2、图3中所示)。然而，在实际使用过程中，由温度的急升急降或温度分布不均等引起的焊缝开裂现象时有发生，沿着影响着铸造生产线的正常运行。因而，亟待技术人员解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种结构设计简单、使用寿命较长的适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘。

为了解决上述技术问题，本实用新型涉及了一种适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘，其由多件独立发生作用的水冷分体首尾对接而成。上述水冷分体包括底板和盖板，在底板开设有水冷凹槽，盖板扣合于该底板上后形成完整的水冷通道。底板与盖板采用螺栓进行联接。螺栓的扭矩不小于10N.m。在底板上开设有环形密封槽，围绕水冷凹槽进行设置。在环形密封槽内填充有膨胀石墨。另外，还在底板上开设有与水冷凹槽相沟通的进水通道和出水通道。

进一步的，在底板上设置有与螺栓相适配的螺纹孔，相应地，在盖板上设置有与螺纹孔位置相对应的螺栓孔。螺栓孔大于螺栓的外径0.5～1mm。

进一步的，在底板上还开设有环形胶槽，用来填充耐热胶。上述环形胶槽亦围绕水冷凹槽进行设置。

更进一步的，环形密封槽以及环形胶槽的数量均设置为多个，且相间布置。

进一步的，进水通道和出水通道均倾斜设置，且倾斜方向相反。

更进一步的，进水通道的倾斜角度20～45°。出水通道的倾斜角度-45～-20°。

进一步的，在水冷凹槽的内壁以及底板的底面设置有耐腐蚀涂层。

通过采用上述技术方案进行设置，相较于传统的水冷盘制造工艺，组成实用新型中水冷盘的底板与盖板之间采用螺栓联接形式，当温度发生变化时，螺栓与螺栓孔的间隙能有效地释放温度改变而导致的形变量，从而避免了由于使用过程中的冷热剧变而导致开裂现象的发生，延长了其自身的使用寿命，降低了后期维护成本，确保了车毂生产线的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是水冷盘在车毂铸造模具的位置示意图。

图2是现有技术中水冷盘的立体示意图。

图3是图1的A-A剖视图。

图4是本实用新型适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘的第一种实施方式结构示意图。

图5是图4的I局部放大图。

图6是图4的A向视图。

图7是本实用新型适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘的第二种实施方式结构示意图。

1-水冷分体；11-底板；111-水冷凹槽；1111-缩颈部；12一盖板；13-螺栓；14-膨胀石墨；15-进水通道；16-出水通道；17-耐热胶。

具体实施方式

图1示出了水冷盘在车毂铸造模具的位置示意图，以便于本领域技术人员对其在铸造模具中的作用方式进行理解。

下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明。为了达到本实用新型的目的，图4、图5分别示出了本实用新型适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘的第一种实施方式结构示意图以及局部放大图，其由多件独立发生作用的水冷分体1首尾对接而成。上述水冷分体1包括底板11和盖板12，在底板11开设有水冷凹槽111，盖板12扣合于该底板11上后形成完整的水冷通道。为了避免温度改变而引起底板11与盖板件12的焊缝开裂，将两者设计为螺栓联接形式。另外，在底板11上开设有环形密封槽，围绕水冷凹槽111进行设置。在环形密封槽内填充有膨胀石墨14。膨胀石墨14随着温度的升高而发生膨胀，从而填充盖板12的形变量(如远离螺栓13区域的上拱)，得以形成密封腔，进而防止冷却水外溢现象的发生。另外，为了形成冷却水循环通路，还需要在底板11上开设有与上述水冷凹槽111相沟通的进水通道15和出水通道16。当温度发生变化时，螺栓13与螺栓孔的间隙能有效地释放温度改变而导致的形变量，从而避免了由于使用过程中的冷热剧变而导致开裂现象的发生，延长了其自身的使用寿命，降低了后期维护成本，确保了车毂生产线的正常运行。在此需要说明一点，螺栓13的具体扭矩根据盖板12与底板11的材质、螺栓型号以及强度等级等因素综合确定，一般来说，不宜低于10N.m。

上述水冷凹槽111的截面形状可以具体实际情况选定为圆形或方形。以方形水冷凹槽为例，作为适用于铝合金车毂低压铸造模具的水冷盘的进一步优化，可以在水冷凹槽111的顶部设置有缩颈部1111，从而降低具有一定压力的冷却水施加于盖板12上的作用力，增强水冷盘自身结构的稳定性。

底板11与盖板12的具体联接方式可参照如下方式进行：选择M6以上的螺栓13，且强度等级不高于10.9S，在底板11上设置有与该螺栓13相适配的螺纹孔，相应地，在盖板12上设置有与螺纹孔位置相对应的螺栓孔。螺栓孔大于螺栓13的外径0.5～1mm。

为了进一步提高水冷盘的密封效果，还可以在膨胀石墨14的外围开设用来填充耐热胶17的环形胶槽(如图7中所示)。在此需要说明的是，当温度＞300°时，耐热胶17仍然具有较好的弹性。作为更进一步的优化，环形密封槽以及环形胶槽的数量均设置为多个，且相间布置。

再者，为了提高水冷通道的耐腐蚀性，还可以在水冷凹槽111的内壁以及底板11的底面设置耐腐蚀涂层。耐腐蚀涂层的具体型号以及厚度可根据水冷通道的尺寸、铸造温度等因素进行合理选择。

另外，由图6中可以看出，进水通道15和出水通道16均倾斜设置，且倾斜方向相反。这样设置的目的在于，尽可能地延长了冷却水在水冷通道的流通路径，有效地提高了水冷盘的降温效果。一般来说，进水通道15的倾斜角度20～45°，出水通道16的倾斜角度-45～-20°。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

设计图

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