带接线盒复杂电机端盖一体成型模具的冷却系统及方法与流程

本发明涉及新能源汽车铸造领域，尤其涉及一种带接线盒复杂结构的电机端盖一体成型模具的冷却系统及方法。
背景技术：
：电机端盖是指电机机壳两端的盖子，一般分为前端盖和后端盖，端盖采用螺钉或铆接的方式固定在机座上，对电机转子起支撑和防护的作用。电机端盖外形结构复杂，端面上设计有许多凹凸结构，用来增强散热和提高机械强度。以往电机端盖的材料多采用铸铁，随着汽车轻量化的需求，铸铁件逐渐被铝合金替代。目前铝合金电机端盖大都采用先铸造成型再机加工的方式进行生产。随着端盖结构的复杂化，对端盖接线盒的要求随之提高，为了减少带接线盒复杂结构端盖的进一步机加工，提高生产效率，需要对带接线盒的复杂电机端盖进行一体铸造成型。然而采用传统的端盖模具及冷却系统例如公告号为cn209565478u的中国实用新型专利《一种高精度新能源汽车电机端盖模具》所示的模具，可实现一般结构端盖铸件的制造，但难以实现带接线盒复杂结构电机端盖的快速顺序凝固整体成型，导致产品的铸造质量差，力学性能低。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种可实现对带接线盒复杂结构端盖铸造过程的快速顺序凝固，可显著提高铸造质量的带接线盒电机端盖模具的冷却系统以及冷却方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新能源汽车电机端盖模具的冷却系统，包括上模、下模，在所述上模、下模之间形成有用于铸造端盖的型腔，所述型腔包括用于铸造端盖主体部分的第一部分型腔、以及用于铸造接线盒部分的第二部分型腔，所述上模上设有用于冷却所述第一部分型腔对应位置的第一风冷单元、第二风冷单元，所述第二风冷单元的第二风冷支管与所述下模上的浇口一一对应设置；在所述模具上与所述第二部分型腔对应的位置设有水冷装置。为了能更好地对厚大圆盘状的端盖主体进行冷却，所述第一风冷单元包括第一风冷主管、以及自所述第一风冷主管延伸出来的多个第一风冷支管，所述第一风冷支管沿所述端盖主体的周向间隔设置在上模上；所述第二风冷单元包括第二风冷主管、以及自所述第二风冷主管延伸出来的多个第二风冷支管，所述第二风冷支管沿所述端盖主体的周向间隔设置在上模上。为了具有更好的冷却效果，所述第一风冷主管、第二风冷主管的直径为d，第一风冷支管、第二风冷支管的直径为d，每个风冷主管上对应的风冷支管数量为n，则为了具有更好的冷却效果，所述第一风冷支管、第二风冷支管沿周向交错设置。为了更合理地布置，所述相邻的第一风冷支管、第二风冷支管之间对应的圆心角α为0゜＜α≤90゜，进一步优选的45゜≤α≤60゜。为了具有更好的冷却效果，所述水冷装置包括位于上模上的第一水冷单元和位于下模上的第二水冷单元。第一水冷单元、第二水冷单元包括水冷集成块，以及安装于所述水冷集成块上的进/出水管，在上模、下模上对应设有用于安装水冷集成块的水冷腔。使用上述新能源汽车电机端盖模具的冷却系统的冷却方法，包括以下步骤：(a)、充型结束后，立即开启水冷装置；(b)、再开启第一风冷单元；(c)、随后开启第二风冷单元。优选的，所述步骤(a)的水冷持续时间为25s～35s，水冷的流量为8～12l/min。优选的，充型结束0s～5s后，步骤(b)的风冷持续时间为200s～260s，第一风冷主管的流量为45～55nm3/h。优选的，充型结束120s～160s后，步骤(c)的风冷持续时间为260s～300s，第二风冷主管的流量为60～80nm3/h。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的模具包括第一风冷单元、第二风冷单元以及水冷装置，利用这些冷却装置本发明可以实现良好的顺序凝固，尤其是对厚大位置的顺序凝固，从而提高铸造质量，具体过程如下：在金属液充型结束后，首先开启水冷装置，对铸件远端的厚大部位(接线盒部分)进行强制冷却，平衡整体温度场，进而创造利于铸件顺序凝固的条件；随后，开启第一风冷单元，第一风冷单元可对端盖主体外圈的热节部位进行冷却，同样为了平衡铸件整体的温度场，创造利于顺序凝固的条件，由于风冷的效率低于水冷，所以风冷开启时间较长；第二风冷单元在铸件凝固中后期开启，针对铸件的浇口部位进行冷却，可缩短铸造节拍，提高生产效率；为避免浇口的补缩通道被阻断，影响铸件内部质量，第二风冷单元最晚开启；另外，水冷装置还能对位于该位置的抽芯装置进行冷却降温，保护抽芯装置，提高其使用寿命。附图说明图1为本发明的实施例的端盖铸件的结构示意图；图2为本发明的实施例的模具的整体结构示意图；图3为本发明的实施例的模具的另一个角度的结构示意图；图4为本发明的实施例的模具的第一风冷单元、第二风冷单元的结构示意图；图5为本发明的实施例的模具的剖面示意图；图6为本发明的实施例的冷却系统的整体结构示意图。具体实施方式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。如图1所示，为本实施例制备的带接线盒12的电机端盖的铸件产品结构，该端盖1包括端盖主体11部分和接线盒12部分。如图2至6所示，本实施例的该种带接线盒12的电机端盖模具的冷却系统，包括上模2、下模3，在上模2、下模3之间形成有用于铸造端盖的型腔，型腔包括用于铸造端盖主体11部分的第一部分型腔、以及用于铸造接线盒12部分的第二部分型腔，上模2上设有用于冷却第一部分型腔对应位置的第一风冷单元4、第二风冷单元5，第二风冷单元5的第二风冷支管52与下模3上的浇口31一一对应设置；在模具上与第二部分型腔对应的位置设有水冷装置6。为了能更好地对厚大圆盘状的端盖主体11进行冷却，本实施例的第一风冷单元4包括环形的第一风冷主管41、以及自第一风冷主管41延伸出来的多个第一风冷支管42，第一风冷支管42沿端盖主体11的周向间隔设置在上模2上；第二风冷单元5包括环形的第二风冷主管51、以及自第二风冷主管51延伸出来的多个第二风冷支管52，第二风冷支管52沿端盖主体11的周向间隔设置在上模2上。为了具有良好的冷却效果，第一风冷主管41、第二风冷主管51的直径为d，第一风冷支管42、第二风冷支管52的直径为d，每个风冷主管上对应的风冷支管数量为n，则满足以下公式：本实施例的第一风冷主管41的直径为12-16mm，第一风冷支管42数量为两个；本实施例的第二风冷主管51的直径为20-26mm，第二风冷支管52数量为三个。为了具有更好的冷却效果，第一风冷支管42、第二风冷支管52沿周向交错设置。本实施例的第一风冷支管42、第二风冷支管52位于一个圆周上，第一风冷支管42也可以设置于第二风冷支管52的外侧。优选的，相邻的第一风冷支管42、第二风冷支管52之间对应的圆心角α为0゜＜α≤90゜，进一步优选的45゜≤α≤60゜。本实施例的第一风冷支管42、第二风冷支管52之间的圆心角α为60゜。为了能够具有更好的冷却效果，水冷装置6包括位于上模2上的第一水冷单元61和位于下模3上的第二水冷单元62。第一水冷单元61、第二水冷单元62包括水冷集成块63，以及安装于水冷集成块63上的进水管631、出水管632，在上模2、下模3上对应设有用于安装水冷集成块63的水冷腔64，本实施例的水冷腔64设在镶块上。本实施例的水冷集成块63的材质为h13钢，进/出水管的材质为不锈钢，进/出水管内径为10mm～12mm。采用上述模具铸造某款电机端盖，材料为a356合金，成分范围如表1所示。该款电机端盖在进行铸造生产时常在端盖主体11外缘以及接线盒12厚大部位产生缺陷，严重影响产品的力学性能及气密性。表1：电机端盖的主要化学成分wt.％simgfecutiznmn6.5～7.50.25～0.45≤0.2≤0.1≤0.2≤0.1≤0.1按照本发明方法对该电机端盖进行生产，具体过程如下：当铝液充型完成后，即刻开启第一、第二水冷单元62，水冷持续时间为25s，冷却水流量调节至8l/min，对端盖的接线盒12部位进行快速冷却。充型完成5s后，开启第一风冷单元4，风冷持续时间为250s，第一风冷主管的流量调节至55nm3/h，对端盖主体11外缘进行冷却。充型结束150s后，开启第二风冷单元5，风冷持续时间为280s，第二风冷主管的流量调节至80nm3/h，对铸件的三个浇口31部位进行冷却，缩短铸造节拍，提高生产效率。脱模后得到铸件产品。对上述铸件产品采用gb/t228.1-2010中方法对端盖主体11外缘位置进行取样，试样经t6热处理后对其力学性能进行检测，检测结果如表2所示。可以看出，采用本发明方法铸造的电机端盖，力学性能提高显著。本实施例的铸件的接线盒12位置也具有类似的效果，力学性能显著提高。表2：本实施例制备的铸件的力学性能结果本实施例使用该种模具用于铝合金铸造，除此之外也可应用于铜合金、铸钢、铸铁等其它合金铸造，也具有类似的效果。本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页12