专利名称：铝合金车轮的挤压铸造设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立式挤压铸造设备。
铝合金车轮(以下简称铝轮)是摩托车、汽车上的主要零部件，现在以挤压铸造方法铸造高质量的铝轮正在迅速发展之中，国外大多采用价格昂贵的具有复杂液压系统的专用挤压铸造设备，正因为如此，考虑我国国情，在我们的在先申请“铝合金车轮的挤压铸造方法与设备”中提出了一种利用普通液压机配合一次水平分型三分模，并用挤压铸造方法铸造高质量铝轮的技术方案，它的一大特点是浇道直径与储液槽直径一样大，但这样的模具结构容易将储液槽壁上的涂料及氧化夹杂带入型腔中，影响铝轮铸件质量，并且对于小浇道(如直径小于φ80mm)铝轮铸件，如果用这种模具结构，储液槽深度将过长，铝液容易在中途凝固而难以完成挤压铸过程。
本实用新型的目的就在于为克服上述现有技术的不足而提供一种更适合于挤压铸造小浇道铝轮的二次分型挤压铸造设备。
本实用新型的方案包括二次水平分型的四分模和略经改装的普通立式液压机；所述的模具为二次水平分型的四分模，自下至上包括底模、下模、中模、上模及上板，底模与下模之间由至少二个支撑定位机构连接支撑形成一次水平分型面，下模、中模、上模由多个斜拉杆机构完成锁模、开模动作，形成另一次水平分型面；在所述模具的上板与所述液压机的活动横梁之间有将铸件从模具型腔中顶出的推料机构；在所述的模具与液压机的底座之间有将熔融铝液从储液槽挤入模具型腔的充型机构。
所述的立式液压机的横梁上向下竖直固连有多根推料杆，活动横梁则在相对应处开有能使推料杆贯通的通孔，液压机的如此改装是为了能迅速快捷地完成铸件的推料。
所述的底模固定于液压机底座的工作台面上，下模通过弹簧支撑支撑在底模之上，弹簧套在弹簧导柱外，弹簧导柱呈工字形，且上端为一卡销，底模中心为浇道，中模为在360°圆范围内呈角等分的多块水平布置的滑块，它们通过榫槽结构与上模为可径向滑动连接，上模与上板固连一体并通过推料机构与液压机的活动横梁相固定。
所述的斜拉杆机构包括斜向插入并固定在下模上的斜拉杆、斜向贯通每一滑块的斜通孔和分布在上模下侧面上的凹坑，当滑块通过斜孔沿斜拉杆上下滑动时，滑块也通过榫槽结构相对上模作离心、向心滑动，当完成合模时，斜拉杆穿过所述的斜通孔，并且其上端头插入所述的凹坑，三位一体成一直线。
所述的推料机构包括顶板、隔离块、推板及与之固连的推杆压板和多根竖直推杆、反推杆，顶板与液压机活动横梁的下端面固连一体，隔离块连接固定顶板与上板，并且给位于两者之间的推板留下可上下活动的空间，顶板与上板之间有若干根竖直导向柱并贯穿推板，推板可以在顶板与上板形成的空间内沿导向柱上下滑动，推板上固定的推杆、反推杆则贯穿上板和上模。
所述的充型机构包括贯通底模中心的缸筒和下挤压头，所述缸筒的上部为储液槽，所述下挤压头的杆部固连液压机的下挤压油缸的柱塞。
与现有技术相比，本实用新型采用略经改装的普通立式液压机而不需要价格昂贵的专用挤压铸造设备，成本低廉，适合中国国情，独有的推料机构使操作迅速便捷，而采用二次水平分型四分模则能使储液槽壁上的涂料及氧化夹杂基本上不进入型腔而最后凝固在余料饼上，故能更好地铸造出高质量的小浇道铝轮。
图1为挤压铸造模具结构示意图。
图2为略经改装的普通立式液压机结构示意图。
图3为浇注液态金属后合模前的模具状态示意图。
图4为铸成件被顶推机构顶出模具型腔时的模具状态示意图。
图5为底模中心缸筒的俯视图。
图6为图5的B－B向剖视图。
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型的挤压铸造设备包括模具和略经改装的通用立式液压机。
模具采用二次水平分型的四分模，如图1所示，自下至上包括底模(5)、下模(8)、中模(19)、上模(9)及上板(11)和推料机构。
如图1－4所示底模(5)固定于液压机底座(21)的工作台面上，其中心位置是一缸筒(4)，缸筒(4)的上部为储液槽(33)，缸筒(4)内有下挤压头(3)，在工作时用来将储盛在缸筒内的铝液挤压到模具的型腔里去，下挤压头(3)的动作受下挤压油缸(22)控制，下挤压油缸(22)中的油缸柱塞(23)与下挤压头(3)的杆部固定一体；如图5、图6所示，缸筒(4)上端开有大螺旋槽(36)，它的作用在于当浇注完毕开模时与下挤压头(3)配合产生扭力而扭断余料饼(32)；下模(8)通过支撑定位机构支撑在底模(5)上面，支撑定位机构包括弹簧(7)和弹簧导柱(6)，弹簧导柱(6)呈工字形，且上端为一卡销(10)，在合模状态，它贯穿底模(5)、下模(8)和上模(9)，其中下模(8)的通孔直径略小于上模(9)的通孔直径，弹簧(7)套在弹簧导柱(6)外，并位于底模(5)和下模(8)之间，当开模时，下模(8)在弹簧(7)弹力作用下从底模(5)升起，直至碰到弹簧导柱上端的卡销(10)定位。底模(5)中心为倒圆台形浇道，其直径小于底模(5)中心储液槽(33)的直径，两者接口处为一小窄口；底模(5)与下模(8)之间形成一次水平分型面，下模(8)上固定有多根斜拉杆(1)，在本实施例中其数目为8根，其作用是在开模或合模时带动滑块(19)作径向离心或向心运动；中模由多块水平布置的滑块(19)组成，这些滑块(19)在360°圆范围内呈角等分，每一块滑块(19)的上平面上有榫(未显示)且被安装在上模(9)的水平燕尾槽(未显示)中，因此，滑块(19)可以沿燕尾槽作相对于模具中心的向心和离心滑动，滑块(19)数目至少为二块，在本实施例中为四块，每块滑块(19)中间至少开有一个斜通孔(29)，当滑块(19)通过斜通孔(29)沿固定在下模上的多个对应的斜拉杆(1)上下滑动时，滑块(19)也相对上模(9)沿榫槽径向作离心、向心滑动，从而实现中模(19)、上模(9)的合模和开模动作；如图3所示，滑块(19)下部有一凸起(30)，而下模(8)在对应的位置有凹槽(31)，当合模后，凸起(30)正好落入凹槽(31)内吻合，实现对滑块(19)的锁闭，如图1、图3所示；如图1、图2所示，上模(9)与上板(11)固连一体，上板(11)则与固定在液压机活动横梁(26)上的推料机构固连，上模(9)及上板(11)的中间有若干个通孔，以供推料机构的推杆(17)和反推杆(16)通过，上模(9)在与下模的斜拉杆(1)相对应的位置开有凹坑(35)，在合模后，斜拉杆(1)的上端正好插入凹坑(35)中，从而实现上模(9)、中模(19)和下模(8)的锁闭，如图1所示；下模(8)与上模(9)形成另一次水平分型面。
所述的推料机构包括顶板(15)、隔离块(20)、推板(13)及与之固定的推杆压板(12)和多个推杆(17)、反推杆(16)，顶板(15)与液压机活动横梁(26)的下端面固连一体，上板(11)通过隔离块(20)(剖视图1中未能显示)与顶板(15)相固定，并且给位于两者之间的推板(13)留下可上下活动的空间，上述四分模的上模(9)即与上板(11)固连一体，顶板(15)与上板(11)之间固定有若干根导向柱(18)并贯穿推杆压板(12)及推板(13)，推板(13)可以在顶板(15)与上板(11)形成的空间内沿导向柱(18)上下滑动，推板(13)上通过推杆压板(12)与之固定的推杆(17)、反推杆(16)则贯穿上板(11)和上模(9)；推杆(17)用来在开模后将铸件(2)从上模(9)中推出，而反推杆(16)则用来在合模时将推杆(17)回复到上位，使之不致伸入型腔中。
如图2所示，略经改装的液压机的上横梁(27)上向下竖直固连有多根推料杆(14)，在本实施例中为二根，活动横梁(26)则在与推料杆(14)相对应处开有通孔，其下端面与所述推料机构的顶板(15)固连一体，液压机的如此改装是为了能迅速快捷地完成铸件的推料。
本实用新型的动态使用过程如下在开模状态，铝合金液浇入底模(5)的盛液缸筒的储液槽(33)中，启动液压机，使活动横梁(26)下行，当滑块(19)中的斜通孔(29)触到斜拉杆(1)以后，随着活动横梁(26)的不断下降，斜拉杆(1)拉动四个滑块(19)沿水平半径方向向心靠拢，最终滑块(19)下部的凸起(30)落入下模(8)的凹槽(31)内，同时斜拉杆(1)的上端插入上模(9)对应的凹坑(35)内，从而实现对上模(9)、中模(19)、下模(8)的锁闭；活动横梁(26)继续下降，弹簧(7)压缩，下模(8)与底模(5)闭合，此时反推杆(16)将上推板(13)推向上位，直至所有推杆(17)回复到上位，如图1所示。当液压机上挤压缸柱塞(28)压力达到所需值时，则启动下挤压缸(22)使连接在油缸柱塞(23)上的下挤压头(3)上行，将储液槽(33)中的铝合金液挤入模具的型腔中，这样，储液槽(33)内的铝合金液在高压下凝固及产生少量塑性变形，然后，如图4所示，令液压机活动横梁(26)上行开模，余料饼(32)在拉力和缸筒螺旋槽(36)产生的扭力作用下从小窄口(34)处断开，此时铸件留在上模(9)上并随之继续上行，由于斜拉杆(1)的作用，使中间模的滑块(19)在不断上升的同时作离心运动并与铝轮铸件(2)轮缘外侧凹形部位脱开，渐渐远离铸成件(2)，同时下模(8)因弹簧的弹力作用从底模(5)上升起，直至碰到卡销(10)定位；此时，铸成件(2)仍留在上模(9)上，当液压机活动横梁(26)上升到使固定在液压机上横梁(26)上的推料杆(14)与推板(13)相碰时，则随着液压机活动横梁(26)不断上升，推料杆(14)推动推板(13)沿导柱(18)向下做相对运动，从而推动数十个推杆(17)将铸件(2)从上模(9)推出。
然后，启动下挤压缸(22)，使连接在油缸柱塞(23)上的下挤压头(3)上行，顶出留在缸筒(4)内的余料饼(32)。
本实用新型的突出优点是能减少储液槽的涂料、氧化夹杂带入铝轮铸件内，并且对于小浇道铝轮(直径小于φ80mm)在不需要价格昂贵的具有复杂液压系统的专用设备情况下，仅采用通用的液压机和本实用新型特有的二次水平分型四分模模具具结构，就可生产优质铝合金车轮。
权利要求1.一种铝合金车轮的挤压铸造设备，包括模具和略经改装的普通立式液压机，其特征在于a.所述的模具为二次水平分型的四分模，自下至上包括底模(5)、下模(8)、中模(19)、上模(9)及上板(11)，下模(8)通过至少二个支撑定位机构支撑连接在底模(5)之上并形成一次水平分型面，下模(8)、中模(19)、上模(9)通过由斜向固定在下模(8)上的斜拉杆(1)、与斜拉杆(1)对应并贯通中模(19)的斜通孔(29)及分布在上模(9)下侧面上的凹坑(35)构成的多个斜拉杆机构完成锁模、开模动作，形成另一次水平分型面；b.在所述模具的上板(11)与所述液压机的活动横梁(26)之间有将铸件从模具型腔中顶出的推料机构；c.所述的底模(5)与液压机的底座(21)固连一体，其中心有将熔融铝液挤入模具型腔的充型机构。
2.如权利要求1所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述的立式液压机的活动横梁(26)上向下竖直固连有多根推料杆(14)，活动横梁(26)则在相对应处开有能使推料杆(14)贯通的通孔。
3.如权利要求1所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于下模(8)中心为浇道，中模(19)为在360°圆范围内呈角等分的多块水平布置的滑块，它们通过榫槽结构与上模(9)为可径向滑动连接，上模(9)与上板(11)固连一体并通过推料机构与液压机的活动横梁(26)相固定。
4.如权利要求1所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述的斜拉杆机构包括斜向插入并固定在下模上的斜拉杆(1)、斜向贯通每一滑块的斜通孔(29)和分布在上模下侧面上的凹坑(35)，当滑块通过斜通孔(29)沿斜拉杆(1)上下滑动时，滑块(19)也通过榫槽结构相对上模(9)作径向离心、向心滑动，在完全合模状态，斜拉杆(1)穿过所述的斜通孔(29)，并且其上端头插入所述的凹坑(35)，三位一体成一直线。
5.如权利要求1所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述的推料机构包括顶板(15)、隔离块(20)、推板(13)及与之固连的推杆压板(12)和多根竖直推杆(17)、反推杆(16)，顶板(15)与液压机活动横梁(26)的下端面固连一体，隔离块(20)连接固定顶板(15)与上板(11)，并且给位于两者之间的推板(13)留下可上下活动的空间，顶板(15)与上板(11)之间有若干根竖直导向柱(18)并贯穿推板(13)，推板(13)可以在顶板(15)与上板(11)形成的空间内沿导向柱(18)上下滑动，推板(13)上固定的推杆(17)、反推杆(16)则贯穿上板(11)和上模(9)。
6.如权利要求1所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述的充型机构包括贯通底模(5)中心的缸筒(4)和下挤压头(3)，所述缸筒(4)的上部为储液槽(33)，所述下挤压头(3)的杆部固连液压机的下挤压油缸(22)的柱塞(23)。
7.如权利要求1或3所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述的支撑定位机构包括弹簧(7)和弹簧导柱(6)，弹簧导柱(6)呈工字形，且上端为一卡销(10)，在合模状态，它贯穿底模(5)、下模(8)和上模(9)，下模(8)的通孔直径略小于上模(9)的通孔直径，弹簧(7)套在弹簧导柱(6)外，并位于底模(5)和下模(8)之间，在开模状态，下模(8)在弹簧(7)弹力作用下从底模(5)升起，并由弹簧导柱(6)上端的卡销(10)定位。
8.如权利要求3所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述下模(8)中心的浇道为倒圆台形，储液槽(33)的直径大于浇道直径，两者接口处为一小窄口(34)。
9.如权利要求3或4所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于中模的滑块(19)下端有凸起(30)，下模(8)在对应处有凹槽(31)，在完成合模时，所述的凸起(30)正好落入所述的凹槽(31)中吻合，配合所述的斜拉杆机构实现上模(9)、中模(19)和下模(8)的锁闭。
10.如权利要求6所述的铝合金车轮挤压铸造设备，其特征在于所述缸筒(4)的上端周壁开有多个大螺旋槽(36)。
专利摘要本实用新型涉及一种立式挤压铸造设备，包括二次水平分型的四分模和略经改装的普通立式液压机；模具通过多个斜拉杆机构来完成锁模、开模动作，并由推料机构自动完成铸成件的顶推动作。本实用新型仅采用普通立式液压机，成本低廉，适合中国国情，独有的推料机构使操作迅速便捷，而采用二次水平分型四分模则能使储液槽壁上的涂料及氧化夹杂基本上不进入型腔而最后凝固在余料饼上，故能更好地铸造出高质量的小浇道铝轮。
文档编号B22D17/22GK2158314SQ9320324
公开日1994年3月9日 申请日期1993年2月19日 优先权日1993年2月19日
发明者吴岳壹, 齐丕骧, 戴刚, 林宏权, 顾金桂 申请人:中国兵器工业第五二研究所宁波分所