本发明属于铸造模具，更具体地说，是涉及一种转向节铸造成型模具及成型方法。
背景技术：
1、转向节(steering knuckle)又称"羊角"，是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。
2、在现有技术中，为了满足转向节的强度和轻量化的要求，转向节通常采用一体铝合金铸造成型。由于转向节自身结构比较复杂，存在较大的壁厚差，通常会在成型模具内设置对应的冷却水道，冷却水道的区域对应壁厚较大的区域，冷却水道内通入循环冷却水以提前冷却“热节”区域，加快“热节”区域的冷却速度，尽可能使整个转向节各个区域同步凝固，能够降低转向节壁厚较大区域的内部缺陷。
3、但由于不同区域的壁厚存在较大的差异，壁厚较薄区域完全凝固的速度仍然会快于壁厚较大区域完全凝固的速度。也就是说，壁薄区域会降低金属液的流动速度而优先凝固，可能在壁厚较薄区域出现冷隔的缺陷。当壁薄区域已经完全凝固时，壁厚区域外部的凝固层的厚度基本等同或略小于薄壁区域的整体厚度，最终致使壁厚区域芯部仍存在金属液，这部分金属液最后冷却，虽然最后凝固的金属液一般体量不大，但仍然会在转向节的壁厚较大区域的芯部存在一定的缩松结构。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种转向节铸造成型模具，旨在壁厚较大区域和壁厚较薄区域成型不同而导致不同缺陷产生的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种转向节铸造成型模具，包括模具本体、保温热油腔以及冷却水路，所述模具本体包括相互扣合的上模和下模，所述保温热油腔和所述冷却水路分别设置于所述上模的内部和所述下模的内部，所述模具本体内设置有模腔；
3、所述模腔包括若干个第一厚度部位腔、若干个第二厚度部位腔以及若干个第三厚度部位腔，定义若干个所述第一厚度部位腔的最大成型厚度范围值为a，定义若干个所述第二厚度部位腔的最大成型厚度范围值为b，定义若干个所述第三厚度部位腔的最大成型厚度为范围值c，其中，a＜b＜c；
4、冷却水路包括若干个随形水路、若干个横向水路以及若干个纵向水路，所述随形水路随形设置于所述第三厚度部位腔的上方和/或下方，所述横向水路和所述纵向水路一一对应的交错设置于所述第二厚度部位腔的上方和/或下方，定义所述横向水路和所述纵向水路中的其中一条水路为主冷却水路，另一条水路为辅助冷却水路，所述主冷却水路的延伸方向与所述第二厚度部位腔的长度方向相同，所述辅助冷却水路的长度小于等于所述主冷却水路的长度的一半；
5、所述保温热油腔包括若干个第一保温腔和若干个第二保温腔，若干个所述第一保温腔设置于所述第一厚度部位腔的上下方或外侧，所述第一保温腔与所述第一厚度部位腔的距离为d，若干个所述第二保温腔设置于所述第二厚度部位腔的上下方或外侧，所述第二保温腔与所述第二厚度部位腔的距离为d，所述第一保温腔在所述第一厚度部位腔的投影区面积为m，所述第二保温腔在所述第二厚度部位腔的投影区面积为m，其中，d*√m=d*√m，且d＞d，m＜m。
6、在一种可能的实现方式中，所述第一厚度部位腔和相邻的所述第二厚度部位腔之间设置有第一过渡腔室，所述第一过渡腔室的上方和下方分别设置有过渡保温腔，所述第一过渡腔所述过渡保温腔与所述第一过渡腔室的距离为d'，所述过渡保温腔在所述第一过渡腔室的投影区面积为m'，其中，d*√m=d'*√m'=d*√m，且d＞d'＞d，m＜m'＜m；
7、所述第二厚度部位腔和相邻的所述第三厚度部位腔之间设置有第二过渡腔室，所述第二过渡腔室的上方和/或下方设置有过渡冷却腔，所述过渡冷却腔的分别连通同侧的所述随形水路和所述主冷却水路。
8、在一种可能的实现方式中，所述主冷却水路与所述第二厚度部位腔的距离为d'，其中，d'＞d。
9、在一种可能的实现方式中，若干个所述第一保温腔依次连通形成第一保温油路，所述第一保温油路上设置有第一油泵，所述第一保温油路的两侧分别设置有第一进油阀和第一排油阀，通过启闭所述第一进油阀和所述第一排油阀以实现所述第一保温油路内保温油的流动状态或非流动状态，并在通过第一油泵调整流动状态的保温油的流量；
10、若干个所述第二保温腔依次连通形成第二保温油路，所述第二保温油路上设置有第二油泵，所述第二保温油路的两侧分别设置有第二进油阀和第二排油阀，通过启闭所述第二进油阀和所述第二排油阀以实现所述第二保温油路内保温油的流动状态或非流动状态，并在通过第二油泵调整流动状态的保温油的流量。
11、本发明提供的一种转向节铸造成型模具的有益效果在于：与现有技术相比，以模腔的最大成型厚度为基准，将模腔划分为三个区间段，分别为第一厚度部位腔、第二厚度部位腔以及第三厚度部位腔，上述三个区间段按照不同结构的转向节分别划分为若干个。对应的设置冷却水路，冷水水路按照不同的厚度部分腔分为两种水路，分别为随形水路以及横向水路和纵向水路形成的交错水路，随形水路沿第三厚度部位腔的位置设置在其上方和/或下方，能够全面的冷却最大的热节区域，交错水路中延伸方向与第二厚度部位腔延伸方向相同的横向水路或纵向水路为主冷却水路，另一条则为辅助冷却水路，交错水路沿第二厚度部位腔的位置设置在上方和/或下方，沿主冷却水路流动的冷却水能够在途径辅助冷却水路时产生紊流情况，提高冷却次大的热节区域的效果。保温热油腔包括第一保温腔和第二保温腔，第一保温腔设置于第一厚度部位腔的上下方或外侧，对于横向设置的第一厚度部位腔而言，成对的第一保温腔在上下方排布，分别设置在上模和下模上；对于纵向设置的第一厚度部位腔而言，单个第一保温腔排布在外侧，设置在上模或下模上。同理，第二保温腔相对于第二厚度部位腔的设置方式，与第一保温腔相对于第一厚度部位腔的设置方式相同，在此不再赘述。在第一保温腔和第二保温腔分别通入热油，能够减缓第一厚度部位腔和第二厚度部位腔的成型速度。其中，第一保温腔与第一厚度部位腔的距离为d，若干个第二保温腔成对分设于第二厚度部位腔的上下方或外侧，第二厚度部位腔的距离为d，第一保温腔在第一厚度部位腔的投影区面积为m，第二保温腔在第二厚度部位腔的投影区面积为m。其中，d*√m=d*√m，保温腔与厚度部位腔之间的距离和保温腔在对应厚度部位腔中投影区面积的乘积，能够体现上述保温腔对厚度部位腔的保温效果。且d＞d，m＜m，而对于第一厚度部位腔和第二厚度部位腔的结构而言，第一厚度部位腔的最大成型厚度小于第而厚度部位腔的最大成型厚度，因此需要让第一厚度部位腔的局部热传导效果相对较大，而有效热传导面积相对较小，这样可确保壁厚较薄区域的成型速度与壁厚较大区域的成型速度保持一致。使用本发明提供的一种转向节铸造成型模具，针对不同成型厚度区域设置对应的冷却水路和保温热油腔，以达转向节不同区域尽可能达到同时成型的效果，避免壁厚较大区域和壁厚较薄区域成型不同而导致的缺陷产生。
12、本发明还提供了一种转向节铸造成型方法，使用了所述的转向节铸造成型模具，包括以下步骤：
13、s1：模具本体的上模和下模相互扣合并在模具本体内部形成模腔，通过底注的形式向模腔中压入金属液；
14、s2：从金属液完全充满模腔的时刻开始计时，经预设时间t1后，向若干个随形水路中持续通入冷却水，经预设时间t2后，向若干个横向水路或若干个纵向水路中持续通入冷却水，直至金属液温度达到第一预定温度c1；
15、s3：保持若干个随形水路中的冷却水处于流动状态，保持若干个横向水路和若干个纵向水路中的冷却水处于非流动状态，向若干个第一保温腔和若干个第二保温腔内通入保温油，直至金属液温度达到第二预定温度c2；
16、s4：保持若干个第一保温腔中的保温油处于非流动状态，保持若干个第二保温腔中的保温油处于流动状态，且流经若干个第二保温腔中保温油的温度为120℃～150℃，直至型腔内的金属液完全凝固成型；
17、s5：模具本体的上模与下模分离，利用顶出机构对毛坯进行脱模。
18、在一种可能的实现方式中，预定时间t1与预定时间t2的时间差为8min～10min；第一预定温度c1与第二预定温度c2的温度差为50℃～150℃。
19、在一种可能的实现方式中，在步骤s2中，若通入随形水路中的冷却水和通入横向水路或纵向水路中的冷却水初始温度相同，则随形水路中冷却水的流速大于横向水路或纵向水路中冷却水的流速；
20、若随形水路中冷却水的流速等于横向水路或纵向水路中冷却水的流速，则通入随形水路中的冷却水温度至少比通入横向水路或纵向水路中的冷却水初始温度低10℃～20℃。
21、在一种可能的实现方式中，在步骤s3中，向第一保温腔和第二保温腔内通入的保温油温度不低于100℃，且此时的保温油均保持流动状态。
22、本发明提供的一种转向节铸造成型方法的有益效果在于：与现有技术相比，在完成金属液的充型后，随形水路中优先通入冷却水以冷却成型厚度最大的第三厚度部位腔，之后在横向水路和纵向水路中通入冷却水以冷却成型厚度次大的第二厚度部位腔。当金属液温度下降至第一预定温度时，该第一预定温度为金属液初始固化成型温度（一般为450℃～500℃），保持随形水路中的冷却水处于流动状态，其温度一般低于50℃；而横向水路和纵向水路中冷却水处于非流动状态，受到高温模具的热传导使其温度达到100℃，最终形成对第三厚度部位腔和第二厚度部位腔不同的冷却降温效果，第三厚度部位腔的初始冷却速度要大于第二厚度部位腔的冷却速度，第三厚度部位腔优先于第二厚度部位腔冷却。向若干个第一保温腔和若干个第二保温腔内通入保温油，分别对第一厚度部位腔和第二厚度部位腔进行保温，以使成型最大厚度较小的区域进行保温，以延长其成型时间。直至金属液温度下降至第二预定温度时，该第二预定温度为金属液固溶及初始成壳的温度（一般为350℃～400℃），保持若干个第一保温腔中的保温油处于非流动状态，非流动状态的保温油在高温模具的热传导作用下达到沸腾状态，保温油一般为180℃左右，在封闭状态下的沸点可达220℃左右；保持若干个第二保温腔中的保温油处于流动状态，流动状态的保温油的温度为120℃～150℃，最终形成对第一厚度部位腔和第二厚度部位腔不同的冷却保温效果，第一厚度部位腔的保温效果要优于第二厚度部位腔的保温效果，第二厚度部位腔优先于第一厚度部位腔冷却，避免成型毛坯最薄区域形成冷隔缺陷。本发明提供的一种转向节铸造成型模具，针对不同成型厚度区域设置对应的冷却水路和保温热油腔，以使转向节不同区域尽可能达到同时成型的效果，避免壁厚较大区域和壁厚较薄区域成型不同而导致的缺陷产生。
1.一种转向节铸造成型模具，其特征在于，包括模具本体、保温热油腔以及冷却水路，所述模具本体包括相互扣合的上模和下模，所述保温热油腔和所述冷却水路分别设置于所述上模的内部和所述下模的内部，所述模具本体内设置有模腔；
2.如权利要求1所述的一种转向节铸造成型模具，其特征在于，所述第一厚度部位腔(100)和相邻的所述第二厚度部位腔(200)之间设置有第一过渡腔室(400)，所述第一过渡腔室(400)的上方和下方分别设置有过渡保温腔，所述第一过渡腔所述过渡保温腔与所述第一过渡腔室(400)的距离为d'，所述过渡保温腔在所述第一过渡腔室(400)的投影区面积为m'，其中，d*√m=d'*√m'=d*√m，且d＞d'＞d，m＜m'＜m；
3.如权利要求1所述的一种转向节铸造成型模具，其特征在于，所述主冷却水路与所述第二厚度部位腔(200)的距离为d'，其中，d'＞d。
4.如权利要求1所述的一种转向节铸造成型模具，其特征在于，若干个所述第一保温腔(800)依次连通形成第一保温油路，所述第一保温油路上设置有第一油泵，所述第一保温油路的两侧分别设置有第一进油阀和第一排油阀，通过启闭所述第一进油阀和所述第一排油阀以实现所述第一保温油路内保温油的流动状态或非流动状态，并在通过第一油泵调整流动状态的保温油的流量；
5.一种转向节铸造成型方法，使用了如权利要求1-4任意一项所述的转向节铸造成型模具，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种转向节铸造成型方法，其特征在于，预定时间t1与预定时间t2的时间差为8min～10min；第一预定温度c1与第二预定温度c2的温度差为50℃～150℃。
7.如权利要求5所述的一种转向节铸造成型方法，其特征在于，在步骤s2中，若通入随形水路(500)中的冷却水和通入横向水路(700)或纵向水路(600)中的冷却水初始温度相同，则随形水路(500)中冷却水的流速大于横向水路(700)或纵向水路(600)中冷却水的流速；
8.如权利要求5所述的一种转向节铸造成型方法，其特征在于，在步骤s3中，向第一保温腔(800)和第二保温腔(900)内通入的保温油温度不低于100℃，且此时的保温油均保持流动状态。
