[发明专利]铸造轻合金轮件的方法和装置

说明书

本申请以分别于1996.1.12、1996.3.8和1996.6.18日提出的日本专利申请平成8-3866、平成8-60495和平成8-157072为基础，故上述专利申请的内容被纳入本专利作为参考。

本专利涉及铸造轻合金轮件、例如铝或铝合金轮件(下称铝轮件)的方法和装置。

轻合金轮件通常采用铸模铸出，因此，铸件在接近轮盘部分的一侧上位于轮缘凸座径向向里处带有一个厚部，因为，如果在这一部位上设置型芯的话，型芯便会阻碍铸件的取出。

然而，从减轻车辆重量的观点看，设置这一厚部是不利的。已提出各种措施来减小铸轮轮缘凸座部分的厚度。

更具体地说，在日本专利No.平成5-278401中公开过一种方法，该方法如图8(整体轮)和图9(两件式轮)所示，其中，在对应于铸轮1的厚部的型腔部位，设置了一个活动型芯2，在熔融金属凝固之后，将型芯从铸件中取出。在两件式轮的结构中，在取出型芯2之后，用摩擦焊接法将轮缘和轮盘焊接起来。

美国专利No.5,427,171公开了另一种方法，该方法如图10所示，其特征是在上模3上安装了一个简单的小型芯4，使其可移动到铸轮的厚部或移离铸轮的厚部。型芯4由带有暴露在型腔6中的滑动部分5的驱动机构移动，并且在熔融金属注入型腔中之前，将它插入型腔的厚部。在熔融金属凝固之后，将型芯4从铸轮的厚部退出，然后从铸型中取出铸件。

但是，上述的常规方法存在下列的问题：

采用日本专利No.平成5-278401的方法时，除了通常的铸造工步外，还需要进行拆除和取出型芯的工步，故增加了工步的数目并使铸造周期延长，从而提高了铸造成本。而且，对于两件式轮件，还需要进行摩擦焊接。

采用美国专利No.5,427,171的铸型时，由于滑动部分5与型腔相接触，熔融金属会进入滑动部分的滑动表面之间并凝固而影响在滑动部分上的可滑动性。如果将滑动表面之间的间隙做得尽可能地小以防止熔融金属进入上述的间隙内，则在型芯发生热膨胀时又会被卡死。

美国专利No.5,427,171中还公开了一种实施例，其中，驱动型芯的机构是一种连杆机构，这种机构位于由上模的上表面所形成的内部空间内，故它不与熔融金属相接触。但是，这种连杆机构必然是一种结构复杂、体积大的机构，由于其体积大，故减小了用于散热的空间，这样，上模对熔融金属的冷却作用就会减小而使铸件出现缺陷。由于这种机构的体积大，故减小了上模的壁厚，从而使上模的强度降低。另外，由于这种机构较复杂，故容易被卡住，尤其在机构受热时更是如此。

此外，由于在日本专利No.平成5-278401和美国专利No.5,427,171所公开的方法中，在浇入熔融金属之前要将型芯安放在、或者说完全插入到铸轮的厚部，故不能通过型芯对熔融金属的推压作用而去除铸轮壁上的气孔缺陷。

本发明的一个目的是提供一种铸造轻合金轮件的方法和装置，这种方法和装置能够(1)铸造出一种在对应于普通铸轮的厚部处厚度减小的轻合金轮件，和(2)防止熔融金属进入滑动机构的间隙中并且保持上模散热良好。

本发明的另一个目的是提供一种铸造轻合金轮件的方法，这种方法还能够：(3)减少铸造时在轮盘侧面的轮缘凸座部分中可能形成的气孔缺陷。

上述的目的可通过下述本发明的方法和装置达到：

(1)本发明的用于铸造轻合金轮件的铸模装置含有一个上模、一个下模、至少两个侧模、多个简单的小型芯、多个夹紧件和一个开口销。

在上述各模块之间形成了一个型腔。上模带有一个形成内部空间的凹形上表面以及多个在其内形成的孔。

每个型芯插入上模中形成的各自的孔内。每个型芯含有第一端部和与其相对的第二端部。该第一端部可在对应于铸轮厚部的伸出位置与对应于上模中形成的各个孔中的某一位置的缩入位置之间移动。上述的第二端部可在由上模的凹形上表面形成的内部空间中移动。

每一个夹紧件夹住型芯的第二端部。开口销位于由上模的凹形上表面形成的内部空间内，并含有一个与熔融的轻合金相隔绝的滑动接合部分，上述开口销在该接合部分与上述的夹紧件滑动接合。上述的开口销可相对于上模而移动并通过夹紧件而移动型芯。

(2)根据本发明第一实施例的铸造轻合金轮件的方法采用上述的铸模装置进行。