專利名稱：可調(diào)式多點均勻冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于金屬型重力鑄造和壓力鑄造輪轂?zāi)＞呱系目烧{(diào)式多點 均勻冷卻裝置，尤其適合冷卻模具型腔的大熱節(jié)和鑄件多點獨(dú)立對稱的轉(zhuǎn)角及交接位熱 節(jié)。當(dāng)合金溶液充型完成后在凝固過程中，通過該冷卻裝置對模具多點指定部位冷卻， 加速鑄件凝固。
背景技術(shù)：
目前，金屬型重力鑄造和壓力鑄造輪轂?zāi)＞叱尚图夹g(shù)，為了防止凝固過程中鑄 件熱節(jié)位產(chǎn)生縮松缺陷，要在模具對鑄件熱節(jié)位設(shè)置冷卻裝置。由于輪轂結(jié)構(gòu)的特殊 性，輪轂上有多條輪輻，每條輪輻與輪輞交接部位和輪輻與輪盤交接部位均會形成獨(dú)立 對稱的熱節(jié)，這些獨(dú)立對稱的熱節(jié)在凝固過程中，要求近似同時凝固才能保證輪轂鑄件 的凝固質(zhì)量，這就要求模具對鑄件各獨(dú)立對稱熱節(jié)部位冷卻速度、強(qiáng)度相近。目前公知 冷卻裝置是在模具對鑄件各熱節(jié)位設(shè)置冷卻孔，在冷卻孔中設(shè)置對應(yīng)冷卻風(fēng)管對鑄件熱 節(jié)冷卻，但因各冷卻風(fēng)管距離進(jìn)風(fēng)口遠(yuǎn)近不同、管內(nèi)徑的差異等影響，使得各個冷卻風(fēng) 管出風(fēng)量不同，所以在實際生產(chǎn)過程中各個冷卻風(fēng)管的冷卻速度不同，而鑄件冷卻速度 過慢的地方容易產(chǎn)生縮松，鑄件冷卻速度過快的地方容易產(chǎn)生裂紋，最終導(dǎo)致鑄件成品 率低，生產(chǎn)成本較高。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有金屬型重力鑄造和壓力鑄造輪轂?zāi)＞呃鋮s裝置的不足，本實用新 型提供一種可調(diào)式多點均勻冷卻裝置。該裝置不僅能對鑄件獨(dú)立對稱的多個熱節(jié)實現(xiàn)同 時、同強(qiáng)度的均勻冷卻，減少獨(dú)立對稱熱節(jié)在凝固過程中，因凝固不同步而造成對輪轂 鑄件凝固質(zhì)量的影響。而且該裝置可以使用壓縮空氣、水和水氣混合介質(zhì)等對模具進(jìn)行 冷卻，從而大大加強(qiáng)該裝置的冷卻效率。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在模具背面對鑄件各輪輻與 輪輞交接熱節(jié)部位設(shè)置冷卻槽，各輪輻與輪盤交接熱節(jié)部位和輪盤大熱節(jié)部位設(shè)置冷卻 孔，在各冷卻槽和冷卻孔內(nèi)設(shè)置分支冷卻管；分支冷卻管的一端設(shè)置流量調(diào)節(jié)噴嘴，另 一端固定在主冷卻管上，主冷卻管通過輔進(jìn)管、主進(jìn)管與鑄造機(jī)冷卻介質(zhì)源接通。在合 金溶液充型完成后凝固過程中，冷卻介質(zhì)通過可調(diào)式多點均勻冷卻裝置對模具指定獨(dú)立 對稱的多個熱節(jié)部位同時、同強(qiáng)度均勻強(qiáng)制冷卻，從而使這些獨(dú)立對稱的多個熱節(jié)在凝 固過程中近似同時凝固，達(dá)到提高輪轂鑄件整體凝固質(zhì)量的目的。所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置的主冷卻管設(shè)置在模具背面冷卻槽或冷卻孔位 置的附近，與模具背對的一面設(shè)置兩個對稱等分的進(jìn)口，來引入冷卻介質(zhì)到主冷卻管 內(nèi)；與模具正對的一面根據(jù)模具背面冷卻槽或冷卻孔的位置在主冷卻管上設(shè)置對應(yīng)分支 冷卻管，分支冷卻管的一端伸入模具背面相應(yīng)的冷卻槽或冷卻孔內(nèi)。在合金溶液充型完 成后凝固過程中，主冷卻管通過各個分支冷卻管噴出的冷卻介質(zhì)對模具指定的多個位置點冷卻，從而達(dá)到冷卻鑄件獨(dú)立對稱多個熱節(jié)的目的。所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置的輔進(jìn)管中間設(shè)置一主進(jìn)孔與主進(jìn)管的一端連 通，主進(jìn)管的另一端伸出模具與鑄造機(jī)冷卻介質(zhì)源接通；輔進(jìn)管的兩端與主冷卻管的兩 個對稱等分的進(jìn)口連通，使進(jìn)入可調(diào)式多點均勻冷卻裝置的冷卻介質(zhì)，經(jīng)主進(jìn)管和輔進(jìn) 管后分成均勻兩股進(jìn)入主冷卻管，從而使主冷卻管內(nèi)各點的冷卻介質(zhì)壓力比較均勻。所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置流量調(diào)節(jié)噴嘴由噴嘴芯、調(diào)節(jié)帽和鎖緊螺母組 成，流量調(diào)節(jié)噴嘴安裝在分支冷卻管前端與主冷卻管連通。噴嘴芯是用不銹鋼做成圓柱 形，外圓柱面設(shè)置外螺紋牙，前端加工出一外徑小于螺紋牙底徑的圓柱臺階，噴嘴芯中 間設(shè)置一盲孔從底部伸入前端小圓柱臺階內(nèi)，圓柱臺階的外圓柱面加工一徑向孔貫穿圓 柱臺階與中間設(shè)置的盲孔連通，噴嘴芯的底端通過螺紋固定連接在分支管的前端與主冷 卻管連通，噴嘴芯的前端通過螺紋安裝調(diào)節(jié)帽和鎖緊螺母。所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置調(diào)節(jié)帽是圓柱形，在外圓柱面加工鋸齒形的直 槽；調(diào)節(jié)帽的一端設(shè)置內(nèi)螺紋與噴嘴芯配合，另一端中心設(shè)置噴射孔。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)帽 旋入噴嘴芯的深度來調(diào)整調(diào)節(jié)帽與噴嘴芯頂面的間隙‘a(chǎn)’，從而達(dá)到調(diào)節(jié)分支冷卻管 的冷卻介質(zhì)噴出流量大小，以次使主冷卻管上設(shè)置的各個分支冷卻管冷卻介質(zhì)噴出流量 相同，使主冷卻管上設(shè)置的各分支冷卻管對鑄件各獨(dú)立對稱熱節(jié)實現(xiàn)同時、同強(qiáng)度的均 勻冷卻，減少獨(dú)立對稱熱節(jié)在凝固過程中，因凝固不同步造成對輪轂鑄件凝固質(zhì)量的影 響，提高輪轂鑄件凝固質(zhì)量。所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置噴嘴芯前端圓柱臺階的頂面設(shè)置‘凹’形圓柱 位，深0.2 0.3毫米，在‘凹，形圓柱位對稱的位置設(shè)置兩個切向的斜槽，斜槽寬0.5 1.2毫米。當(dāng)冷卻介質(zhì)采用水或水氣混合物時，從噴嘴芯圓柱臺階徑向孔噴出的冷卻介質(zhì) 經(jīng)兩個切向的斜槽后，形成兩股切向旋轉(zhuǎn)的噴射介質(zhì)流互相衍射，從而使噴出的冷卻介 質(zhì)形成細(xì)小均勻的霧化顆粒，大大提高對模具的冷卻效率，實現(xiàn)快速冷卻，提高模具的 生產(chǎn)效率。所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置鎖緊螺母是圓柱形，在外圓柱面加工鋸齒形的 直槽，中心設(shè)置內(nèi)螺紋與噴嘴芯配合；主冷卻管上設(shè)置的各分支冷卻管冷卻介質(zhì)噴出流 量調(diào)節(jié)均勻后，通過鎖緊螺母將調(diào)節(jié)帽鎖定在當(dāng)前狀態(tài)，從而使主冷卻管上各分支冷卻 管，冷卻介質(zhì)噴出流量調(diào)節(jié)均勻后，在使用過程始終保持一致。本實用新型的有益效果是可調(diào)式多點均勻冷卻裝置事先通過調(diào)節(jié)分支冷卻管 上的流量調(diào)節(jié)噴嘴，使同一主冷卻管上設(shè)置的各分支冷卻管噴出冷卻介質(zhì)流量相同，即 各個分支冷卻管的冷卻速度均相同。在合金溶液充型完成后凝固過程中通過安裝在模具 上的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置上設(shè)置的各分支冷卻管對鑄件上獨(dú)立對稱熱節(jié)實現(xiàn)同時、 同強(qiáng)度的均勻冷卻，使得鑄件各獨(dú)立對稱熱節(jié)的冷卻速度均在預(yù)設(shè)的冷卻速度上，減少 獨(dú)立對稱熱節(jié)在凝固過程中，因凝固不同步造成對輪轂鑄件凝固質(zhì)量的影響，大大提高 輪轂鑄件的凝固質(zhì)量，提高鑄件的成品率，降低生產(chǎn)成本。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型在模具上的安裝位置結(jié)構(gòu)圖。[0014]圖2是本實用新型的等軸視圖。圖3是本實用新型的等軸半剖切視圖。圖4是圖3中A的放大圖。圖5是圖3中B的放大圖。圖6是噴嘴芯的主視圖。圖7是噴嘴芯的俯視圖。圖8是調(diào)節(jié)帽的主視圖。圖9是調(diào)節(jié)帽的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實用新型可調(diào)式多點均勻冷卻裝置主要包括主進(jìn)管、輔進(jìn)管、主冷卻管、分 支冷卻管和流量調(diào)節(jié)噴嘴。如
圖1、圖2所示可調(diào)式多點均勻冷卻裝置⑴的主冷卻管⑷設(shè)置在模具 (10)背面冷卻槽或冷卻孔位置的附近，與模具(10)背對的一面設(shè)置兩個對稱等分的進(jìn) 口，來引入冷卻介質(zhì)到主冷卻管(4)內(nèi)；與模具(10)正對的一面根據(jù)模具(10)背面冷 卻槽或冷卻孔的位置在主冷卻管(4)上設(shè)置對應(yīng)圓孔固定各分支冷卻管(5)，使各分支冷 卻管(5)的一端與主冷卻管(4)連通，另一端伸入模具(10)背面相應(yīng)的冷卻槽或冷卻孔 內(nèi)。在合金溶液充型完成后凝固過程中，主冷卻管(4)通過各個分支冷卻管(5)噴出的 冷卻介質(zhì)對模具(10)指定的多個位置點冷卻，從而達(dá)到冷卻鑄件獨(dú)立對稱多個熱節(jié)的目 的。如
圖1、圖2、圖3所示可調(diào)式多點均勻冷卻裝置⑴的輔進(jìn)管(3)中間設(shè)置 一主進(jìn)孔與的主進(jìn)管(2) —端連通，主進(jìn)管(2)的另一端伸出模具與鑄造機(jī)冷卻介質(zhì)源 接通；輔進(jìn)管(3)的兩端與主冷卻管(4)的兩個對稱等分的進(jìn)口連通，使進(jìn)入可調(diào)式多 點均勻冷卻裝置(1)的冷卻介質(zhì)經(jīng)主進(jìn)管(2)和輔進(jìn)管(3)后分成均勻兩股進(jìn)入主冷卻管 (4)，從而使主冷卻管⑷內(nèi)各點的冷卻介質(zhì)壓力比較均勻，有益于各分支冷卻管(5)對 鑄件獨(dú)立對稱多個熱節(jié)的均勻冷卻。如圖3、圖4、圖5、圖6所示流量調(diào)節(jié)噴嘴(6)由噴嘴芯(7)、調(diào)節(jié)帽(9)和 鎖緊螺母(8)組成；噴嘴芯(7)是圓柱形，外圓柱面設(shè)置外螺紋牙，前端加工出一外徑小 于螺紋牙底徑的圓柱臺階；噴嘴芯(7)中間設(shè)置一盲孔從底部伸入前端小圓柱臺階內(nèi)， 圓柱臺階的外圓柱面加工一徑向孔，貫穿圓柱臺階與中間設(shè)置的盲孔連通；噴嘴芯(7) 的底端通過螺紋固定連接在分支冷卻管(5)的前端與主冷卻管(4)連通，使流量調(diào)節(jié)噴嘴 (6)安裝在分支冷卻管(5)的前端，調(diào)節(jié)分支冷卻管(5)冷卻介質(zhì)的噴出流量大小。如圖4、圖5、圖8、圖9所示調(diào)節(jié)帽(9)是圓柱形，在外圓柱面加工鋸齒形 的直槽，增加調(diào)節(jié)帽(9)的表面夾持摩擦力；調(diào)節(jié)帽(9)的一端設(shè)置內(nèi)螺紋與噴嘴芯(7) 配合，另一端中心設(shè)置噴射孔。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)帽(9)旋入噴嘴芯(7)的深度來調(diào)整調(diào)節(jié) 帽(9)與噴嘴芯(7)頂面的間隙‘a(chǎn)’，從而達(dá)到調(diào)節(jié)分支冷卻管(5)的冷卻介質(zhì)噴出流 量大小，以次使主冷卻管(4)上設(shè)置的各個分支冷卻管(5)冷卻介質(zhì)噴出流量相同，使主 冷卻管(4)上設(shè)置的各分支冷卻管(5)對鑄件各獨(dú)立對稱熱節(jié)實現(xiàn)同時、同強(qiáng)度的均勻冷卻，減少獨(dú)立對稱熱節(jié)在凝固過程中，因凝固不同步造成對輪轂鑄件凝固質(zhì)量的影響， 大大提高輪轂鑄件的凝固質(zhì)量，提高鑄件的成品率，降低生產(chǎn)成本。如圖4、圖5、圖6、圖7所示噴嘴芯(7)前端圓柱臺階的頂面設(shè)置‘凹，形 圓柱位，深0.2 0.3毫米；在‘凹’形圓柱位對稱的位置設(shè)置兩個切向的斜槽，斜槽寬 0.5 1.2毫米。當(dāng)冷卻介質(zhì)采用水或水氣混合物時，從噴嘴芯圓柱臺階徑向孔噴出的冷 卻介質(zhì)經(jīng)兩個切向的斜槽后，形成兩股切向旋轉(zhuǎn)的噴射介質(zhì)流相互衍射，從而使噴出的 冷卻介質(zhì)形成細(xì)小均勻的霧化顆粒，大大提高對模具的冷卻效率，實現(xiàn)快速冷卻，提高 模具的生產(chǎn)效率，使合金溶液凝固結(jié)晶更致密，鑄件的力學(xué)性能提高。如圖4、圖5所示鎖緊螺母(8)是圓柱形，在外圓柱面加工鋸齒形的直槽，增 加鎖緊螺母(8)的表面夾持摩擦力，中心設(shè)置內(nèi)螺紋與噴嘴芯(7)配合；主冷卻管(4)上 設(shè)置的各分支冷卻管(5)冷卻介質(zhì)噴出流量調(diào)節(jié)均勻后，通過鎖緊螺母(8)將調(diào)節(jié)帽(9) 的位置鎖定在當(dāng)前狀態(tài)，從而使主冷卻管(4)上各分支冷卻管(5)，冷卻介質(zhì)噴出流量調(diào) 節(jié)均勻后在使用過程始終保持一致，再次使用時無需再調(diào)節(jié)，節(jié)省了維護(hù)成本，生產(chǎn)成 本較低。本實用新型的突出優(yōu)點是通過在輪轂鑄件各輪輻與輪輞交接部位和輪輻與輪 盤交接部位等獨(dú)立對稱熱節(jié)對應(yīng)的模具背面設(shè)置可調(diào)式多點均勻冷卻裝置(1)，在合金溶 液充型完成后凝固過程中可調(diào)式多點均勻冷卻裝置(1)上設(shè)置的各分支冷卻管(5)對鑄件 上獨(dú)立對稱熱節(jié)實現(xiàn)同時、同強(qiáng)度的均勻冷卻，使得鑄件各獨(dú)立對稱熱節(jié)的冷卻速度均 在預(yù)設(shè)的冷卻速度上，減少獨(dú)立對稱熱節(jié)在凝固過程中，因凝固不同步造成對輪轂鑄件 凝固質(zhì)量的影響，提高鑄件的成品率，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)冷卻介質(zhì)采用水或水氣混合物 時，可調(diào)式多點均勻冷卻裝置(1)能使噴出的冷卻介質(zhì)形成細(xì)小均勻的霧化顆粒，大大 提高對模具的冷卻效率，實現(xiàn)快速冷卻，提高模具的生產(chǎn)效率，使合金溶液凝固結(jié)晶更 致密，鑄件的力學(xué)性能提高。以上僅就對本實用新型實施例的最佳使用方案作了說明，但不能理解為是對權(quán) 利要求的限制。本實用新型不僅局限于以上實施例，其具體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍允許有多種 變化主冷卻管的外形是根據(jù)模具背面設(shè)置冷卻槽或冷卻孔的分布位置情況，可以是兩 端封閉的半圓環(huán)形或兩端封閉的直條形；分支冷卻爪的設(shè)置數(shù)量是根據(jù)鑄件獨(dú)立對稱熱 節(jié)的多少和大小決定，通常設(shè)有8支、10支、12支、14支等，該冷卻裝置還可廣泛用于 其他類型金屬型模具。只要在本權(quán)利要求書內(nèi)的變化都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種金屬型重力鑄造和壓力鑄造輪轂?zāi)＞呱系目烧{(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征 在于在模具(10)背面輪輻與輪輞交接部位和輪輻與輪盤交接部位冷卻槽或冷卻孔內(nèi) 設(shè)置分支冷卻管(5)；分支冷卻管(5)固定在主冷卻管(4)上，前端安裝流量調(diào)節(jié)噴嘴 (6)；流量調(diào)節(jié)噴嘴(6)由噴嘴芯(7)、調(diào)節(jié)帽(9)和鎖緊螺母(8)組成；冷卻介質(zhì)通過 主進(jìn)管(2)、輔進(jìn)管(3)進(jìn)入主冷卻管(4)內(nèi)，再經(jīng)分支冷卻管(5)、噴嘴芯(7)、調(diào)節(jié)帽(9)噴出到模具(10)指定位置，按預(yù)先設(shè)置要求定時、定量強(qiáng)制冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征在于可調(diào)式多點均勻 冷卻裝置(1)的主冷卻管(4)設(shè)置在模具(10)背面冷卻槽或冷卻孔位置的附近，與模具(10)背對的一面設(shè)置兩個對稱等分的進(jìn)口；與模具(10)正對的一面根據(jù)模具(10)背面 冷卻槽或冷卻孔的位置在主冷卻管(4)上設(shè)置對應(yīng)圓孔固定各分支冷卻管(5)，使各分支 冷卻管(5)的一端與主冷卻管(4)連通，另一端伸入模具(10)背面相應(yīng)的冷卻槽或冷卻 孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征在于可調(diào)式多點均勻 冷卻裝置(1)的輔進(jìn)管(3)中間設(shè)置一主進(jìn)孔與主進(jìn)管(2)的一端連通，主進(jìn)管(2)的另 一端伸出模具與鑄造機(jī)冷卻介質(zhì)源接通；輔進(jìn)管(3)的兩端與主冷卻管(4)的兩個對稱等 分進(jìn)口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征在于流量調(diào)節(jié)噴嘴(6) 由噴嘴芯(7)、調(diào)節(jié)帽(9)和鎖緊螺母(8)組成；噴嘴芯(7)是圓柱形，外圓柱面設(shè)置外 螺紋牙，前端加工出一外徑小于螺紋牙底徑的圓柱臺階；噴嘴芯(7)中間設(shè)置一盲孔從 底部伸入前端小圓柱臺階內(nèi)，圓柱臺階的外圓柱面加工一徑向孔，貫穿圓柱臺階與中間 設(shè)置的盲孔連通；噴嘴芯(7)的底端通過螺紋固定連接在分支冷卻管(5)的前端與主冷卻 管(4)連通，使流量調(diào)節(jié)噴嘴(6)安裝在分支冷卻管(5)的前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征在于調(diào)節(jié)帽(9)是圓柱 形，在外圓柱面加工鋸齒形的直槽；調(diào)節(jié)帽(9)的一端設(shè)置內(nèi)螺紋與噴嘴芯(7)配合，另 一端中心設(shè)置噴射孔；通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)帽(9)旋入噴嘴芯(7)的深度來調(diào)整調(diào)節(jié)帽(9)與噴 嘴芯(7)頂面的間隙‘a(chǎn)’，從而達(dá)到調(diào)節(jié)分支冷卻管(5)的冷卻介質(zhì)噴出流量大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征在于噴嘴芯(7)前端圓 柱臺階的頂面設(shè)置‘凹’形圓柱位，深0.2 0.3毫米；在‘凹’形圓柱位對稱的位置 設(shè)置兩個切向的斜槽，斜槽寬0.5 1.2毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式多點均勻冷卻裝置，其特征在于鎖緊螺母(8)是圓 柱形，在外圓柱面加工鋸齒形的直槽，中心設(shè)置內(nèi)螺紋與噴嘴芯(7)配合；主冷卻管(4) 上設(shè)置的各分支冷卻管(5)冷卻介質(zhì)噴出流量調(diào)節(jié)均勻后，通過鎖緊螺母(8)將調(diào)節(jié)帽 (9)的位置鎖定在當(dāng)前狀態(tài)。
專利摘要一種用于金屬型重力鑄造和壓力鑄造輪轂?zāi)＞呱系目烧{(diào)式多點均勻冷卻裝置由主進(jìn)管、輔進(jìn)管、主冷卻管、分支冷卻管和流量調(diào)節(jié)噴嘴組成。該裝置尤其適合冷卻模具型腔的大熱節(jié)和鑄件多點獨(dú)立對稱的轉(zhuǎn)角及交接位獨(dú)立對稱熱節(jié)，當(dāng)合金溶液充型完成后在凝固過程中，通過該冷卻裝置對模具指定獨(dú)立對稱多個熱節(jié)部位同時、同強(qiáng)度均勻強(qiáng)制冷卻，從而使這些獨(dú)立對稱的多個熱節(jié)，在凝固過程中近似同時凝固，達(dá)到減少熱節(jié)對鑄件凝固的影響，提高鑄件質(zhì)量和合格率的目的。該冷卻裝置采用水或水氣混合物作為冷卻介質(zhì)時，流量調(diào)節(jié)噴嘴能使噴出的冷卻介質(zhì)形成細(xì)小均勻的霧化顆粒，大大提高對模具的冷卻效率，實現(xiàn)快速冷卻，提高模具的生產(chǎn)效率，使合金溶液凝固結(jié)晶更致密，鑄件的力學(xué)性能提高。
文檔編號B22C9/28GK201791954SQ201020544619
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者何曉南 申請人:何曉南