[发明专利]适用于含异形轮缘结构的轮毂局部挤压铸造模具及工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属铸造成形工艺及模具领域，具体为一种适用于含异形轮缘结构的轮毂局部直接挤压铸造模具及工艺。

背景技术

挤压铸造是一种介于铸造与锻造之间的优质、高效、节能的工艺方法，可分为直接挤压铸造和间接挤压铸造。直接挤压铸造是使熔融态金属或半固态合金，直接注入敞口模具中，随后闭合模具，以产生充填流动，到达制件外部形状，接着施以高压，使已凝固的金属外壳产生塑性变形，未凝固金属承受等静压，最后获得制件或毛坯的工艺方法。间接挤压铸造指将熔融态金属或半固态合金压入铸件型腔，然后冲头通过对浇道内金属液施加压力，使金属液在密闭的模具型腔内结晶凝固成型，最后获得制件或毛坯的工艺方法。挤压铸造生产的铸件内部致密，其力学性能可接近或达到同种合金锻件水平。该工艺在实现批量、高效率生产的同时又可节约能源。目前，挤压铸造已成为汽车、航天航空、机械等工业领域生产有色合金零件的重要手段。

专利201510395442.5公开了一种集成低压充型和挤压凝固的铸造装置及方法，该工艺利用L形浇道及封口刀装置，使液态金属被封闭在模具中挤压，同时升液管内金属液回流，发挥了低压充型和挤压凝固的长处。利用该专利制造含异形轮缘结构的轮毂类铸件时，必须有与之相适应的合模、锁模装置及模具结构。中国专利201210396426.4公布了一种浮动式直接挤压铸造模具及其实施方法。该装置可采用整体边摸，制造不带异形轮缘的轮毂。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于含异形轮缘结构的轮毂局部挤压铸造模具及工艺，本发明采用的工艺是将金属液充入型腔后，对金属液进行局部直接挤压凝固的工艺方式，实现含异形轮缘结构的轮毂局部直接挤压铸造。

为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

一种适用于含异形轮缘结构的轮毂局部挤压铸造模具，包括顶柱3、连接杆6、顶杆上板7、楔紧模8、限位杆9、上模支撑板10、上模11、边模12、导轨13、顶杆下板15、顶杆16、挤压油缸17、反向顶杆18、挤压冲头19、下模20、封口刀21、封口油缸22和边模液压缸25；工作台14上方四周固定着导轨13，导轨13上方安装着四个边模12，边模12在边模液压缸25的作用下能够沿导轨13滑动，工作台14上方、四个边模12的中部固定着下模20；升液管24通过浇道23与下模20底部连通，封口刀21位于浇道23内，封口刀21在封口油缸22的作用下能够在浇道23内左右滑动；

在压机上横梁2上分别固定着主液压缸1和顶柱3，主液压缸1的下端固定着压机的活动横梁4，压机的活动横梁4能够在主液压缸1的作用下上下运动，连接杆6通过固定板5及螺栓固定在压机的活动横梁4上，楔紧模8固定在连接杆6下端，楔紧模8能够在主液压缸1作用下上下移动，限位杆9下端固定在上模支撑板10上，限位杆9与楔紧模8通过滑块连接，当楔紧模8向上移动至恰好碰到限位杆9顶部时，楔紧模8则带动限位杆9向上移动；此外，挤压油缸17及与下模20上下位置对应的上模11也固定在上模支撑板10上，挤压冲头19固定在挤压油缸17的下端并位于上模11中心部位，在挤压油缸17作用下，挤压冲头19能够上下移动；固定在一起的顶杆上板7和顶杆下板15依靠重力悬挂在挤压油缸17顶端，顶杆16穿过楔紧模8顶端固定在顶杆上板7和顶杆下板15之间，顶杆16能够在楔紧模8的孔中上下自由滑动，反向顶杆18穿过楔紧模8顶端固定在顶杆上板7和顶杆下板15之间，反向顶杆18也能够在楔紧模8的孔中上下自由滑动，且反向顶杆18位于边模12的上方。

上述所述适用于含异形轮缘结构的轮毂局部挤压铸造模具的铸造工艺，包括如下步骤：

初始状态：边模12处于合适的打开位置，挤压冲头19位于上模11中心部位的初始位置，在下模20浇口处放置过滤网；

步骤一、合模：合模第一步为边模12合模：四个边模12在边模液压缸25的作用下闭合，合模第二步为上模11合模：上模11和固定在固定板5上的楔紧模8在主液压缸1作用下向下运动，合模过程结束时，上模11和四个边模12闭合，形成封闭的铸件型腔；在合模第二步过程中，随着上模11的下移，固定在上模支撑板10上的挤压冲头19同步向下运动，当上模11到达设定位置后停止运动，合模过程结束；在合模第二步过程中，悬挂在挤压油缸17上的顶杆上板7和顶杆下板15随着挤压油缸17的下移而逐渐下移，当反向顶杆18接触到边模12时，反向顶杆18停止下移，而上模11继续下移至合模过程结束；与此同时，反向顶杆18通过顶杆上板7使顶杆16复位；