一种具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具及使用方法与流程

[0001]
本发明涉及锻造铝合金轮毂模具制造的技术领域，特别是涉及一种具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具及使用方法。


背景技术：

[0002]
伴随着近年汽车行业的快速发展，锻造车轮也迎来了高速发展。原来锻造车轮由于成本原因只能在高端车型上使用，但是现在随着行业内从事的企业越来越多，竞争日趋激烈，在激烈的竞争中技术和成本控制也是进步明显，各企业一方面在努力地实现复杂造型的制作，另一方面，在成本控制上也是不断开发新的方法。具有内凹型轮井部结构的锻造车轮，众所周知由于锻造是上下运动的，模具必须要有拔模角才能保证锻造完成的毛坯可以顺利的取出。
[0003]
现有模具为了保证锻造后的车轮可以顺利取出，无法将内凹型轮井处的造型锻造出来，造成该部位铝浪费，影响金属得料率。


技术实现要素：

[0004]
为解决上述技术问题，本发明提供一种结构设计合理、操作简单、自动化程度较高的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具及使用方法，将圆筒形上模座沿径向分成若干分体，内侧设置有与内凹型轮井部相配合的凸缘，开模时，上模座能够垂直向下及沿其中心线方向横向运动，实现车轮毛坯自动脱落，为具有内凹型轮井部结构的铝合金车轮锻造模具提供解决方案。
[0005]
为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
[0006]
本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具，下模座安装在下底板上；下模芯安装在下模座上端内侧；上模芯安装在上底板的下端；上模座为圆筒形，上模座安装在上底板的下端且包围在上模芯的外侧，上顶料器放置在上模芯的中心孔中，上顶料器与动力机构连接，上模座沿径向分成若干分体，上模座的内侧设置有与内凹型轮井部相配合的凸缘，上模座的内侧壁、下模芯的上端面和上模芯的下端面形成的空间构成毛坯的形状，上底板的顶端对应上模座的位置设置有台阶槽，所述台阶槽内放置有连接块，连接块为阶梯状且其上部的最大宽度大于下部的最大宽度，连接块贯穿台阶槽并与上模座的上端固定连接，上模座能够沿其中心线方向运动；所述上顶料器的顶部和底部均为外径与所述中心孔内径相同的圆柱体，所述顶部和底部之间为圆锥体，所述上模芯上对应所述上模座的横向截面的对称轴方向设置有通孔，所述通孔内安装有顶出杆，所述顶出杆的一端与所述圆锥体的锥面相接触，另一端与所述上模座相接触。
[0007]
一种可能的技术方案中，所述中心孔内位于上顶料器的下侧放置有纵向的第一弹簧。
[0008]
一种可能的技术方案中，所述上模座沿径向平均分成四个分体，所述上底板的顶端对应上模座的位置对称设置有两个台阶槽。
[0009]
一种可能的技术方案中，所述上底板的下端位于所述上模座的外侧安装有固定座，所述上模座的外侧固定连接有横向的伸缩杆，所述伸缩杆的另一端与所述固定座固定连接，所述伸缩杆能够推动所述上模座向模具中心聚拢运动。
[0010]
一种可能的技术方案中，所述固定座上对应所述上模座的外侧对称设置有横向通孔，所述伸缩杆包括一端与上模座的外侧固定连接的活动杆，所述活动杆的另一端为套筒结构，所述套筒结构内部套接有导向杆，所述导向杆贯穿所述固定座上的横向通孔并通过锁母与所述固定座固定连接，所述固定座上的横向通孔的内径大于所述活动杆的外径，所述导向杆上位于所述锁母和所述活动杆之间套设有横向的第二弹簧。
[0011]
与现有技术相比本发明的有益效果为：将圆筒形上模座沿径向分成若干分体，内侧设置有与内凹型轮井部相配合的凸缘，开模时，锻造压力机带动上底板向上运动，模具上部分及毛坯随着上底板一同向上运动，上模座在自身重力作用下，同时向下运动，直到连接块台阶与上底板中台阶槽的底面贴死，当模具运动到可以取出车轮毛坯时停止运动，动力机构顶住上顶料器向下运动，上顶料器的圆锥面压动顶出杆沿着模具径向方向移动，将上模座沿其中心线向外侧分散顶出，当形成到达车轮毛坯自动掉落时即可，本发明结构设计合理、操作简单、自动化程度较高，将内凹型轮井处的造型锻造出来并实现自动脱模，为具有内凹型轮井部结构的铝合金车轮锻造模具提供解决方案。
附图说明
[0012]
图1是本发明实施例的径向截面结构示意图；
[0013]
图2是本发明实施例的上部分结构仰视结构示意图；
[0014]
图3是本发明实施例的上部分结构俯视结构示意图；
[0015]
图4是现有模具径向截面结构示意图；
[0016]
图5是本发明实施例锻造完成后开模状态径向截面结构示意图；
[0017]
图6是本发明实施例开始锻造状态径向截面结构示意图。
[0018]
附图标记：1、下底板；2、下模座；3、下模芯；4、上模芯；5、第一弹簧；6、上顶料器；7、上底板；8、顶出杆；9、上模座；10、连接块；11、固定座；12、锁母；13、活动杆；14、第二弹簧；15、下顶料器；16、毛坯；17、棒料。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0020]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0021]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0022]
如图4所示，现有技术的铝合金车轮的锻造模具，下模座2安装在下底板1上；下模芯3安装在下模座2上端内侧；上模芯4安装在上底板7的下端；上模座9为圆筒形，上模座9安装在上底板7的下端且包围在上模芯4的外侧，上顶料器6放置在上模芯4的中心孔中，上顶料器6与动力机构连接，下顶料器15安装在下模芯3的中心孔中，上模座9的内侧壁、下模芯3的上端面、下顶料器15的上端面、上顶料器6的下端面和上模芯4的下端面形成的空间构成毛坯16的模型腔体，开模时，锻造压力机带动上底板向上运动，模具上部分及毛坯随着上底板一同向上运动，在上顶料器6的推动力作用下实现毛坯16脱落，上模座9为一体成型且和上底板7固定连接，对于具有内凹型轮井部的铝合金车轮，如果上模座9的内侧设置与内凹型轮井部相配合的凸缘，采用现有的锻造模具，开模时在上顶料器6的推动力作用下将不能实现毛坯16脱落。
[0023]
本发明提供的一种具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具，如图1所示，下模座2安装在下底板1上；下模芯3安装在下模座2上端内侧；上模芯4安装在上底板7的下端；上模座9安装在上底板7的下端且包围在上模芯4的外侧，上顶料器6放置在上模芯4的中心孔中，上顶料器6与动力机构连接，上模座9沿径向分成若干分体，分体数量至少为两个，上模座设置为至少为2个的分体均可实现本发明，具体数量可在具体应用时根据实际需要进行具体选择，分体数量不做具体限定；上模座9的内侧设置有与内凹型轮井部相配合的凸缘，上模座9的内侧壁、下模芯3的上端面和上模芯4的下端面形成的空间构成毛坯16的形状，上底板7的顶端对应上模座9的位置设置有台阶槽，台阶槽内放置有连接块10，连接块10为阶梯状且其上部的最大宽度大于下部的最大宽度，连接块10贯穿台阶槽并与上模座9的上端固定连接，上模座9能够沿其中心线方向运动；模具处于锻造状态时，即锻造完成开模状态之前时，如图1所示，上模座9的下端靠近下模座2，上模座9的凸缘与毛坯16的轮井部相扣合，连接块10的阶梯面脱离上底板7的台阶槽的底面并位于台阶槽的底面的上方；上顶料器6的顶部和底部均为外径与中心孔内径相同的圆柱体，顶部和底部之间为圆锥体，上模芯4上对应上模座9的横向截面的对称轴方向设置有通孔，通孔内安装有顶出杆8，顶出杆8的一端与圆锥体的锥面相接触，另一端与上模座9相接触。
[0024]
本发明将现有技术中的圆筒形上模座沿径向分成若干分体，内侧设置有与内凹型轮井部相配合的凸缘，锻造完成开模状态之前时，上顶料器的圆锥体的底端顶出杆与相接触，开模时，锻造压力机带动上底板向上运动，模具上部分及毛坯随着上底板一同向上运动，上模座在自身重力作用下，同时向下运动，直到连接块台阶与上底板中台阶槽的底面贴死，毛坯在上模座的带动下向下运动从而脱离上模芯，然后动力机构顶住上顶料器向下运动，上顶料器的圆锥面压动顶出杆沿着模具径向方向向外移动，将上模座各个分体沿其中心线分别向外侧分散顶出，当形成到达车轮毛坯自动掉落时即可，本发明结构设计合理、操作简单、自动化程度较高，将内凹型轮井处的造型锻造出来并实现自动脱模，为具有内凹型轮井部结构的铝合金车轮锻造模具提供解决方案。
[0025]
作为本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具的一种具体实施方式，如图2-图3所示，上底板7为矩形，上模座9沿径向平均分成四个分体，四个分体的中心线分别与上底板7的横向中心线或纵向中心线重合，上底板7的顶端对应每个上模座9的位置分别对称设置有两个台阶槽；台阶槽为长条形，连接块10为t形阶梯状，其上部分为矩形块，连接块10匹配安装在台阶槽内，每个台阶槽或连接块10的横向中心线或纵向中心线与上底板
7的横向中心线或纵向中心线呈平行或垂直关系；连接块10跟随上模座9沿中心线方向运动，台阶槽内对应连接块10的运动方向开有导向槽。
[0026]
作为本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具的一种具体实施方式，中心孔内位于上顶料器6的下侧放置有纵向的第一弹簧5，当动力机构不再顶住顶料器6时，顶料器6在第一弹簧5的作用下向上运动；应当说明的是，动力机构与上顶料器连接的作用是动力机构为上顶料器向下运动提供压力，但是动力机构不妨碍上顶料器向上运动，可选的，动力机构为压力机中心油缸。
[0027]
作为本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具的一种具体实施方式，如图2示出，上底板7的下端位于每个上模座9分体的外侧安装有固定座11，固定座11为长条形，固定座11的长度方向与所靠近的上底板7的边缘平行，上模座9的外侧端面与横向的伸缩杆的一端相接触，伸缩杆的另一端与固定座11固定连接，上模座9在顶出杆8的横向推力作用下沿其中心线分别向外侧分散移动，伸缩杆收缩运动，当顶出杆8的横向推力消失时，伸缩杆能够推动上模座9向模具中心聚拢运动。
[0028]
作为本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具的一种具体实施方式，固定座11上对应上模座9的外侧对称设置有两条横向通孔，伸缩杆包括一端与上模座9的外侧接触的活动杆13；优选地，上模座9的外侧对应伸缩杆的位置设置有竖条形凹槽，伸缩杆的端部深入竖条形凹槽内侧并与凹槽接触；竖条形凹槽为上模座9的上下位移留出空间；活动杆13的另一端为套筒结构，套筒结构内部套接有导向杆，导向杆贯穿固定座11上的横向通孔并通过锁母12与固定座11固定连接，固定座11上的横向通孔的内径大于活动杆13的外径，导向杆上位于锁母12和活动杆13之间套设有横向的第二弹簧14；上模座9在顶出杆8的横向推力作用下沿其中心线分别向外侧分散移动时，活动杆13沿导向杆向外侧移动，第二弹簧14被压缩，当顶出杆8的横向推力消失时，第二弹簧14推动活动杆13沿导向杆反向运动从而推动上模座9向模具中心聚拢运动。
[0029]
作为本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具的一种具体实施方式，顶出杆8与圆锥体的锥面相接触的一端连接有滑动球，有利于减小锥面与顶出杆之间的阻力。
[0030]
如图5所示，本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具，在锻造完成后开模时，锻造压力机带动上底板7向上运动，模具上部分及毛坯随着上底板7一同向上运动，上模座9在自身重力作用下，同时向下运动，直到连接块10台阶与上底板7中台阶槽的底面贴死，毛坯16在上模座9的带动下向下运动从而脱离上模芯4，然后动力机构顶住上顶料器6向下运动，上顶料器6的圆锥面压动顶出杆8沿着模具径向方向向外移动，将上模座9各个分体沿其中心线分别向外侧分散顶出，当形成到达车轮毛坯自动掉落时即可。
[0031]
如图6所示，本发明的具有内凹型轮井部的铝合金车轮的锻造模具，将毛坯轮取走后，当动力机构不再顶住上顶料器6时，上顶料器6在第一弹簧5的作用下向上运动，顶出杆8与顶料器6之间出现空间，活动杆13在第二弹簧14的作用下推动上模座9向模具中心运动，直到与上模芯4贴死，这时将棒料19放在下模芯3上，压力机带动模具上部分向下运动，直到上模座9和下模座2贴死，开始新的锻造过程。
[0032]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型
也应视为本发明的保护范围。

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