鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋁合金輪轂水冷模具密封結(jié)構(gòu)，屬于鋁合金輪轂制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋁合金輪轂市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，產(chǎn)品性能的要求也不斷提升。水冷工藝較傳統(tǒng)的風(fēng)冷在鑄造性能提高方面有著顯著優(yōu)勢(shì)，近年來被越來越廣泛地應(yīng)用于該類產(chǎn)品的制造。
[0003]在長(zhǎng)期生產(chǎn)過程中，鋁合金輪轂?zāi)＞叩乃浣Y(jié)構(gòu)一般在高熱、驟冷交替循環(huán)狀態(tài)下工作，密封材料的熱穩(wěn)定性需求較高。目前，模具水冷結(jié)構(gòu)大多采用接觸式密封，如橡膠墊密封、焊接密封等。但橡膠或焊接材料在長(zhǎng)期工作中熱疲勞現(xiàn)象較嚴(yán)重，極易出現(xiàn)老化、開裂，導(dǎo)致密封失效。既耐高溫又具備良好穩(wěn)定性的密封材料通常價(jià)格不菲，使用和維護(hù)成本偏高。當(dāng)前，提供一種廉價(jià)、有效的密封結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為鋁合金輪轂水冷模具的顯著需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)，解決水冷密封穩(wěn)定性差的問題，其密封面為互相配合的兩組環(huán)形“鋸齒”結(jié)構(gòu)，斷面上的“鋸齒”間隔形成作用于流體的膨脹室和阻流道。利用膨脹室里產(chǎn)生的渦流和阻流道的摩擦阻滯作用使水道泄露量逐級(jí)減少，最終達(dá)到密封效果。由于采用了非接觸式密封，從根本上解決了目前密封材料穩(wěn)定性差的問題。該密封環(huán)為機(jī)械加工成型，制造、維護(hù)成本低，使用方便。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)，由模體齒、托盤齒和水道組成，模體齒和托盤齒均為環(huán)形，斷面呈斜鋸齒狀且位置交錯(cuò)互補(bǔ)，兩齒面咬合后對(duì)稱分布于環(huán)形水道左右兩側(cè)。模體齒上具有頂齒斜面，托盤齒上具有底齒斜面，兩斜面的傾角均為20°且水平距離為2mm。模體齒和托盤齒齒形交錯(cuò)互補(bǔ)，模體齒上具有頂齒豎面，托盤齒上具有底齒豎面，兩面平行且距離為0.05 mm。齒根部以Rl圓角過渡，齒頂部為尖角。
【附圖說明】
[0006]圖1為鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)整體示意圖；
[0007]圖2為鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)斷面結(jié)構(gòu)局部示意圖；
[0008]圖3為鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)齒形結(jié)構(gòu)局部示意圖；
[0009]圖中:1、模體齒，2、托盤齒，3、水道，4、頂齒斜面，5、底齒斜面，6、頂齒豎面，7、底齒豎面，8、底模。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)裝配于底模8的背面。在水冷工作狀態(tài)下，其內(nèi)腔不斷通過由汽、液混合的低溫流體，以達(dá)到快速冷卻的效果，這就要求該結(jié)構(gòu)對(duì)流體有著良好的密封作用。
[0011]如圖2所示，鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)的結(jié)構(gòu)為:由模體齒1、托盤齒2和水道3組成，模體齒I和托盤齒2均為環(huán)形，斷面呈斜鋸齒狀且位置交錯(cuò)互補(bǔ)，兩齒面咬合后對(duì)稱分布于環(huán)形水道3左右兩側(cè)。
[0012]如圖3所示，該結(jié)構(gòu)的齒形特點(diǎn)為:模體齒I上具有頂齒斜面4，托盤齒2上具有底齒斜面5，兩斜面的傾角均為20°且水平距離為2mm，形成膨脹室。模體齒I和托盤齒2齒形交錯(cuò)互補(bǔ)，模體齒I上具有頂齒豎面6，托盤齒2上具有底齒豎面7，兩面平行且距離為0.05 mm，構(gòu)成阻流道。齒根部以Rl圓角過渡，齒頂部為尖角。
[0013]當(dāng)水道內(nèi)的壓力增加時(shí)，流體首先進(jìn)入阻流道，在沿程摩擦和形狀阻礙的作用下形成磨阻效應(yīng)，壓差顯著損失。由于慣性，流體通過0.05mm的間隙時(shí)，流束截面積會(huì)收縮。根據(jù)流量關(guān)系Q=vXA (V -速度、A-流束截面積、Q-流量)，在初始流量Q作用下，速度V大幅增加。如圖2所示，加速后的流束進(jìn)入膨脹室，截面突然擴(kuò)大，在空腔內(nèi)產(chǎn)生劇烈漩渦。渦流摩擦效果消耗了流束大部分動(dòng)能，余下小部分動(dòng)能進(jìn)入下個(gè)阻流道，被逐漸消耗殆盡。阻流道內(nèi)的壓差沿程降低為零，進(jìn)而形成密封。
[0014]該結(jié)構(gòu)為金屬材料制造，受溫度變化因素影響小，加工制造成本低。頂、底齒為間隙配合，安裝使用方便。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)，由模體齒、托盤齒和水道組成，其特征是:模體齒和托盤齒均為環(huán)形，斷面呈斜鋸齒狀且位置交錯(cuò)互補(bǔ)，兩齒面咬合后對(duì)稱分布于環(huán)形水道左右兩側(cè)。
2.按照權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)，其特征是:所述的模體齒上具有頂齒斜面，托盤齒上具有底齒斜面，兩斜面的傾角均為20°且水平距離為2mm。
3.按照權(quán)利要求1所述的鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)，其特征是:所述的模體齒上具有頂齒豎面，托盤齒上具有底齒豎面，兩面平行且距離為0.05 mm。
【專利摘要】一種鋁合金輪轂水冷模具密封環(huán)，由模體齒、托盤齒和水道組成，模體齒和托盤齒均為環(huán)形，斷面呈斜鋸齒狀且位置交錯(cuò)互補(bǔ)，兩齒面咬合后對(duì)稱分布于環(huán)形水道左右兩側(cè)。密封面為互相配合的兩組環(huán)形“鋸齒”結(jié)構(gòu)，斷面上“鋸齒”間隔形成作用于流體的膨脹室和阻流道。利用膨脹室里產(chǎn)生的渦流和阻流道的摩擦阻滯作用使水道泄露量逐級(jí)減少，最終達(dá)到密封效果。由于采用了非接觸式密封，從根本上解決了目前密封材料穩(wěn)定性差的問題。
【IPC分類】F16J15-14
【公開號(hào)】CN204459151
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520088500
【發(fā)明人】周廣利, 劉建芳, 曲挺
【申請(qǐng)人】秦皇島興龍輪轂有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年2月9日