專利名稱：鎂合金輪轂離心鑄造方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于澆鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鎂合金輪轂離心鑄造方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，鋁合金輪轂是通過重力中心澆注實現(xiàn)的。重力澆注是指將熔化的金 屬熔液澆入模具的型腔中通過結(jié)晶凝固形成鑄件的方法，該方法靠重力作用使 金屬熔液充滿模具型腔后結(jié)晶凝固；中心澆注是在預澆鑄的鑄件的中心部位(對 輪轂產(chǎn)品來說， 一般是在對應(yīng)輪轂軸線部位)實施澆注；而重力中心澆注是結(jié) 合重力澆注和中心澆注的特點在預澆鑄的鑄件的中心部位實施重力澆注，這種 鑄造方法的設(shè)備成本低，模具制造周期短，所得構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和金屬性能沿其中 心的分布均勻，在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛的使用。
就鋁合金輪轂來講，其鑄造裝置是由鑄造機和模具連接構(gòu)成，模具的下模 固定在鑄造機模板上，模具的側(cè)模和上模分別與側(cè)油缸和上油缸連接，通過油 缸的水平和上下運動實現(xiàn)模具的開模、合模。鑄造時，整套裝置相對固定，合 金熔液通過本身自重或輔以較低的壓力充滿型腔。
21世紀人們追求的是降低能源消耗與環(huán)保問題。鎂是地球上儲量最豐富的 輕金屬之一，常溫下鎂的密度為1.74g/cm3，約為鋁的2/3，鋼的1/4。在金屬 鎂中添加其他元素可以形成各種鎂合金。鎂合金是現(xiàn)在大量使用的工程結(jié)構(gòu)材 料中最輕的輕金屬材料，鎂合金還具有良好的減振性，在相同載荷下，減振性 是鋁的100倍、鈦合金的300-500倍。用鎂合金制造汽車發(fā)動機、車輪、減速 器、座椅骨架及減振系統(tǒng)等部件，不僅能減輕整車重量、提高整車加速和制動 性能，還能降低行駛振動、排污量、噪聲及油耗，提高架乘舒適度。所以，鎂 合金被譽為"二十一世紀的綠色工程材料"。出于上述原因，鎂合金對汽車輕 量化的要求就越來越強烈，汽車輕量化能降低對能源的消耗與減少汽車尾氣排 放，降低汽車尾氣對環(huán)境的污染。鎂合金汽車輪轂是鎂合金應(yīng)用在汽車上能實 現(xiàn)減重節(jié)能環(huán)保的典型代表。
但是，由于鎂合金的物理、冶金特性所限，鎂合金的鑄造性能相對于鋁合金相比還是要差；如果鎂合金輪轂直接采用重力與低壓鑄造方法鑄造，很容易 出現(xiàn)充型不完整、縮孔、冷隔、熱裂與縮裂等鑄造缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有重力與低壓鑄造方 法鑄造鎂合金輪轂存在的容易出現(xiàn)充型不完整、縮孔、冷隔、熱裂以及縮裂等 鑄造缺陷，提供一種鎂合金輪轂離心鑄造方法和裝置，為此，本發(fā)明采用以下 技術(shù)方案
鎂合金輪轂離心鑄造方法，其特征是將模具的上模、側(cè)模與下模合模后維 系成整體，之后進行重力中心澆注，在澆注的鎂合金熔液凝固前令模具繞其軸 心轉(zhuǎn)動設(shè)定時間后停止，澆注方式可以根據(jù)具體產(chǎn)品工藝要求分為模具旋轉(zhuǎn)前 澆注與模具旋轉(zhuǎn)后澆注，轉(zhuǎn)動過程中適時向模具內(nèi)補充鎂合金熔液，待鎂合金
熔液凝固后開模取出鑄件。之所以要求模具繞其軸心轉(zhuǎn)動，主要是保證模具內(nèi) 各個徑向部位的離心力大致相當，從而形成性能一致的鑄件。
作為上述方法的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征 先啟動模具至其轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，之后在模具轉(zhuǎn)動的同時向其內(nèi)澆注鎂合金熔液。
模具轉(zhuǎn)動的速度為80-120r/min。
鎂合金輪轂離心鑄造裝置，包括一旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機、 一上模、 一下模和至 少兩個側(cè)模，其特征是所述的旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機上設(shè)置有借動力機驅(qū)動在旋轉(zhuǎn) 離心澆鑄機上繞縱向軸線轉(zhuǎn)動的底板以及與側(cè)模對應(yīng)的側(cè)動輸送裝置，所述的 下模固定在該底板上且令下模的軸線與所述縱向軸線一致，所述的上模與下模 對應(yīng)并轉(zhuǎn)動連接在所述旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機的升降機構(gòu)上，所述的側(cè)模置于對應(yīng)的 側(cè)動輸送裝置與所述的下模之間，側(cè)模上設(shè)置有維系結(jié)構(gòu)。
作為上述裝置的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征
所述的旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機上設(shè)置有固定底座，所述的底板通過軸承安裝在該 底座上并通過機械傳動機構(gòu)與所述的動力機之間保持驅(qū)動。
所述的維系結(jié)構(gòu)為設(shè)置在相鄰側(cè)模上的對應(yīng)銷孔?；蛘邽樵O(shè)置在相鄰側(cè)模 上的互鎖組件。
所述的側(cè)模上設(shè)置有側(cè)模連接銷，所述的側(cè)動輸送裝置包括一個與所述側(cè) 模連接銷配合的銷接氣缸。所述的升降機構(gòu)包括一個連接在伸縮桿上的升降塊，所述的上模通過軸承 結(jié)構(gòu)連接在該升降塊上。
本發(fā)明的有益效果是
模具合模后，通過維系結(jié)構(gòu)將模具側(cè)模鎖住，側(cè)動輸送裝置釋放開側(cè)模， 令動力機驅(qū)動下模進而帶動整個模具旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)簡單，便于對現(xiàn)有設(shè)備進行 改造。
通過模具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使模具中的(包括澆注漏斗中的)鎂合金熔液 在離心力的作用下快速往周邊部位補縮，使鑄造的產(chǎn)品完整致密。
本發(fā)明解決了一般鑄造方法鑄造鎂合金輪轂中容易產(chǎn)生的充型不完整、縮 孔、冷隔、熱裂與縮裂等鑄造缺陷，具有生產(chǎn)廢品率低、鑄件組織致密，提高 工件的質(zhì)量等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的裝置在開模狀態(tài)下的示意圖。
圖2為本發(fā)明的裝置在合模狀態(tài)下的示意圖。 圖3為圖1中的A部放大圖。 圖4為圖1中的B部放大圖。
圖中1-旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機，2-上模，3-下模，4-側(cè)模，5-底板，6-側(cè)動輸 送裝置，7-升降液壓缸，8-固定底座，9-軸承，10-測向液壓缸，11-側(cè)模連接 銷，12-伸縮桿，13-升降塊，14-軸承結(jié)構(gòu)，15-漏斗，16-皮帶輪，17-減速機， 18-立柱，19-銷接氣缸，n-n-縱向軸線。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
如圖l、 2所示的鎂合金輪轂離心鑄造裝置，主要由一旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機l、 一上模2、 一下模3和兩個側(cè)模4構(gòu)成
旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機1具有由立柱18連接在一起的架體，架體的上部設(shè)置有由 升降液壓缸7驅(qū)動的導向在架體上的伸縮桿12，伸縮桿12的下端固定有一個升 降塊13，上模2通過軸承結(jié)構(gòu)14連接在該升降塊13上令其軸線與下文述及的 縱向軸線n-n—致(參見圖3)，因此上模2能夠相對升降塊13轉(zhuǎn)動；
旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機架體的下部具有一個固定底座8，固定底座8上通過軸承9安裝一個底板5，因此底板5可以相對底座8轉(zhuǎn)動(參見圖4)，并由底板5確 定了一個縱向軸線n-n,該縱向軸線n-n即為底板5的轉(zhuǎn)動軸線，下模3固定在 底板5上且令下模3的軸線與縱向軸線一致n-n;
旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機架體下部的一側(cè)設(shè)置有動力機如電機(圖中未示出)，通 過機械傳動機構(gòu)實現(xiàn)動力機與底板5之間的動力傳遞，該機械傳動機構(gòu)包括由 電機驅(qū)動的減速機17、連接在減速機和底板上的皮帶輪16以及連接在兩個皮帶 輪之間的皮帶，顯然的，為了實現(xiàn)動力機對底板5的驅(qū)動，該機械傳動機構(gòu)還 可以是其它的結(jié)構(gòu)形式，在此僅舉例說明本發(fā)明的構(gòu)設(shè)計思路；
旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機架體的下部兩側(cè)各設(shè)置有一個側(cè)向液壓缸10，每個側(cè)向液 壓缸驅(qū)動一個側(cè)動輸送裝置6，由該側(cè)動輸送裝置6實現(xiàn)側(cè)模4向下模3靠攏或 者離開，為了使側(cè)動輸送裝置便于與側(cè)模分離，特意在側(cè)模上設(shè)置有側(cè)模連接 銷11，側(cè)動輸送裝置6包括一個與所述側(cè)模連接銷11配合的銷接氣缸19，因 此通過銷接氣缸19的開合控制與側(cè)模連接銷11的解銷和銷接即可實現(xiàn)側(cè)動輸 送裝置對側(cè)模的吸合和分離，因此通過電流的接通和斷開即可實現(xiàn)側(cè)動輸送裝 置對側(cè)模的吸附攜帶和分離，顯然的，為了實現(xiàn)攜帶和分離，還可以采用其他 機械的或者電器的裝置來實現(xiàn)，在此僅舉例說明本發(fā)明的構(gòu)設(shè)計思路；
兩個側(cè)模4置于對應(yīng)的側(cè)動輸送裝置6與下模3之間，側(cè)模4上設(shè)置有維 系結(jié)構(gòu)以便合模后將兩個側(cè)模維系在一起并與上模、下模形成一個整體，作為 一種實現(xiàn)方式，維系結(jié)構(gòu)為設(shè)置在相鄰側(cè)模上的銷孔，因此當合模后通過鎖緊 銷插入銷孔即可將兩個側(cè)模連接在一起，同樣的，這里只是舉例說明本發(fā)明的 構(gòu)設(shè)計思路，顯然的，為了實現(xiàn)兩個側(cè)模的連接，還可以采用其他結(jié)構(gòu)(如在 相鄰側(cè)模上設(shè)置互鎖組件)來實現(xiàn)。
使用上述裝置鑄造時，按照下述方式操作
自圖1所示狀態(tài)由升降液壓缸將上模向下模合攏一由側(cè)向液壓缸將側(cè)模向
下模合攏一鎖緊模具側(cè)模一與側(cè)模連接的側(cè)動輸送裝置釋放側(cè)模并退位遠離模
具一啟動電機驅(qū)動模具旋轉(zhuǎn)并將鎂合金熔液澆鑄入模具(參見圖2)—模具旋轉(zhuǎn) 停止一模具復位到旋轉(zhuǎn)前的狀態(tài)位置一側(cè)動輸送裝置與側(cè)模接上一解除側(cè)模的
連接(拔出模具鎖緊銷)一打開模具側(cè)模一打開模具上模一取出鑄件。
上述操作過程中，轉(zhuǎn)動的時機和轉(zhuǎn)動的時間可以根據(jù)實際情形選擇，就目 前常用的汽車輪轂來說，模具轉(zhuǎn)動的速度以80-120r/min為佳。
權(quán)利要求
1、鎂合金輪轂離心鑄造方法，其特征是將模具的上模、側(cè)模與下模合模后維系成整體，之后進行重力中心澆注，在澆注的鎂合金熔液凝固前令模具繞其軸心轉(zhuǎn)動設(shè)定時間后停止，待鎂合金熔液凝固后開模取出鑄件。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鎂合金輪轂離心鑄造方法，其特征是先啟動模具 至其轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，之后在模具轉(zhuǎn)動的同時向其內(nèi)澆注鎂合金熔液。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎂合金輪轂離心鑄造方法，其特征是模具轉(zhuǎn) 動的速度為80-120r/min。
4、 鎂合金輪轂離心鑄造裝置，包括一旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機(l)、 一上模(2)、 一 下模(3)和至少兩個側(cè)模(4)，其特征是所述的旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機(l)上設(shè)置有借 動力機驅(qū)動在旋轉(zhuǎn)離心澆鑄機上繞縱向軸線(n-n)轉(zhuǎn)動的底板(5)以及與側(cè)模(4) 對應(yīng)的側(cè)動輸送裝置(6)，所述的下模(3)固定在該底板(5)上且令下模的軸線與 所述縱向軸線(n-n) —致，所述的上模(2)與下模(3)對應(yīng)并轉(zhuǎn)動連接在所述旋轉(zhuǎn) 離心澆鑄機的升降機構(gòu)上，所述的側(cè)模(4)置于對應(yīng)的側(cè)動輸送裝置(6)與所述 的下模(3)之間，側(cè)模(4)上設(shè)置有維系結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金輪轂離心鑄造裝置，其特征是所述的旋轉(zhuǎn) 離心澆鑄機(1)上設(shè)置有固定底座(8)，所述的底板(5)通過軸承安裝在該底座(8) 上并通過機械傳動機構(gòu)與所述的動力機之間保持驅(qū)動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金輪轂離心鑄造裝置，其特征是所述的維系結(jié)構(gòu)為設(shè)置在相鄰側(cè)模上的對應(yīng)銷孔。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金輪轂離心鑄造裝置，其特征是所述的維系結(jié)構(gòu)為設(shè)置在相鄰側(cè)模上的互鎖組件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4或6或7所述的鎂合金輪轂離心鑄造裝置，其特征是所 述的側(cè)模上設(shè)置有側(cè)模連接銷(11)，所述的側(cè)動輸送裝置(6)包括一個與所述 側(cè)模連接銷(11)配合的銷接氣缸(19)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金輪轂離心鑄造裝置，其特征是所述的升降 機構(gòu)包括一個連接在伸縮桿(12)上的升降塊(13)，所述的上模(2)通過軸承結(jié)構(gòu) (14)連接在該升降塊(13)上。
全文摘要
鎂合金輪轂離心鑄造方法，屬于澆鑄技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)有重力與低壓鑄造方法鑄造鎂合金輪轂存在的容易出現(xiàn)充型不完整、縮孔、冷隔、熱裂以及縮裂等鑄造缺陷，本發(fā)明是將模具的上模、側(cè)模與下模合模后維系成整體，之后進行重力中心澆注，在澆注的鎂合金熔液凝固前令模具繞其軸心轉(zhuǎn)動設(shè)定時間后停止，澆注方式可以根據(jù)具體產(chǎn)品工藝要求分為模具旋轉(zhuǎn)前澆注與模具旋轉(zhuǎn)后澆注，待鎂合金熔液凝固后開模取出鑄件。本方法通過模具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使模具中的鎂合金熔液在離心力的作用下快速往周邊部位補縮，使鑄造的產(chǎn)品完整致密，具有生產(chǎn)廢品率低、鑄件組織致密，提高工件的質(zhì)量等優(yōu)點。
文檔編號B22D13/10GK101579728SQ200810062240
公開日2009年11月18日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者王愛民, 盛曉方 申請人:萬豐奧特控股集團有限公司;威海萬豐鎂業(yè)科技發(fā)展有限公司