一种铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具的制作方法

本实用新型涉及水冷电机外壳的制备方法领域，特别涉及一种采用低压铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具。

背景技术：

水冷电机外壳大致呈中空筒体状，在中空筒体的筒壁内设置有螺旋形水道。中国专利公开号CN 105680608 A公开了这样一种水冷电机外壳及制造方法，该电机外壳包括中空筒体状的外壳本体和水冷管，水冷管设于外壳本体 内，水冷管具有两端口，外壳本体具有一进口以及一出口，水冷管的两端口分别设于进口和出口处，所述水冷管为螺旋形并由铜材料制成，水冷管的每圈铜管之间设有至少一支撑体。该专利申请还公开了制备方法，包括以下步骤：

(1)将螺旋形水冷管安装入左、右金属模具之间； (2)将所述水冷管预热至300～350摄氏度； (3)将铝加热至700～850摄氏度，然后加入6 .5％～7 .5％的Si、0 .2％～0 .4％的Mg和 0 .03％～0 .07％的La，得到熔融铝合金； (4)将所述熔融铝合金充入左右金属模具的型腔之间，浇注温度为700～720摄氏度； (5)待熔融铝合金硬化后，左右模分离，得到电机外壳毛坯； (6)采用人工时效处理所述电机外壳毛坯。

这种水冷电机外壳制备方法中，将螺旋形成紫铜管水道埋植于铝合金的中空筒体的壁中，具有如下不足：

两种不同的材料组成的机壳可能由于不同材料的膨胀率等不同的物理性质而对整个产品品质产生影响，另外，在铸造工序中紫铜管可能变形与开裂。

技术实现要素：

本实用新型针对目前水冷电机外壳制备方法中的不足，提供一种铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具，在目前低压铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具基础上，在低压铸造模具的环形空间内设置一个砂芯螺旋水道，并设置一个真空管。

本实用新型所采用的技术方案为：一种铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具，是一种低压铸造模具，包括侧模和上模、下模，合并侧模和上模、下模形成电机外壳形状的环形空间；在所述的环形空间中还设置有砂芯螺旋水道，在所述的下模上设有定位槽，在所述的定位槽内有管道连接外部真空泵。

增设真空机辅助成型，将疏松多孔的砂芯形成排气通道，抽出被铝水包裹后继续产生的气体，提升电机壳品质控制的精准度。

进一步的，上述的铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具中：所述的砂芯螺旋水道具有设计好的水冷电机外壳的螺旋水道的螺距、水道直径，在砂芯螺旋水道中安放加强筋作用的圆锥形不锈钢定位镶件，镶件中空。

进一步的，上述的铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具中：所述的砂芯螺旋水道具有设计好的水冷电机外壳的螺旋水道的螺距、水道直径，在砂芯螺旋水道两侧各安放1根铝条作为加强筋。

进一步的，上述的铸造新能源汽车水冷电机外壳的模具中：所述的砂芯螺旋水道的相邻水道之间垫入铝片。

附图说明

图1是实施例1铸造的电机机壳截面图。

图2是实施例1所使用的树脂砂芯螺旋水道正视图。

图3是实施例1所使用的树脂砂芯螺旋水道主视图。

图4是实施例2所使用的树脂砂芯螺旋水道主视图。

图5是实施例2所使用的树脂砂芯螺旋水道立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1，本实施例所铸造的水冷电机外壳的截面图如图1所示，该水冷电机可以用来作为新能源动力汽车的电机，因为需要进行水冷散热降温，因此，它的外壳是一种中空筒状，在壁内设置螺旋型水道。在中空筒体形状的电机外壳1的壁内具有螺旋形的水道2，螺旋形水道2的进出水口3设置在外壳上，可以与水箱或者其它供水装置相连。为了使壁内设置螺旋水道2，因此，在进行低压铸造时，需要在低压铸造模具的侧模和上模、下模合拢后，在其中的环形空间内设置一个树脂砂芯做的螺旋水道模型称为树脂砂芯螺旋水道2，如图2和图3所示，树脂砂芯螺旋水道2的形状、螺距和直径与使壁内设置螺旋水道2一致，因此，使用同一附图标记。树脂砂芯螺旋水道具有设计好的水冷电机外壳1的螺旋水道2的螺距、水道直径，在树脂砂芯螺旋水道2中安放加强筋作用的圆锥形不锈钢定位镶件，镶件中空。由于树脂砂芯水道2本身成型后容易损坏，不方便搬移，因此，在树脂砂芯水道2的边上设置加强筋5，在加强筋5下面是定位排气柱4，它与低压铸造模具内的定位孔相结合，使树脂砂芯能够快速安装在低压铸造模具内。

本实施例的水冷电机外壳铸造方法包括以下步骤：

1. 树脂砂芯螺旋水道的制作前，在砂芯模具内安放加强筋作用的圆锥形不锈钢定位镶件，镶件中空，外周边均匀钻有通孔，射砂，加热模具到200°C,使树脂砂芯受热碳化成型。

2. 螺旋水道的形状和圈数，及截面的形状均由砂芯模具来确定，砂芯的加强筋也由砂芯模具来确定，主加强筋 2条侧贯通固定每圈水道，通过加强筋将镶件和砂芯连接为一体。

3. 树脂砂芯螺旋水道用双手托住2侧加强筋，安放到低压铸造模具内。镶件对准卡入到下模的定位槽内，下模定位槽有管道连接外部真空泵。

4.合并低压铸造模具侧模和上下模，模具夹持住树脂砂芯螺旋水道，启动真空泵，低压铸造工艺，注入铝液，上模风冷系统冷却成形，开模，关闭真空泵，取走成型后的电机壳，进行处理。

5.热处理工艺后，树脂砂芯完全碳化碎裂， 清空砂芯形成螺旋水道腔体，取回真空定位不锈钢镶件，树脂砂芯循环使用。

6.经过后续车床、钻孔机加工序及抛光喷砂后，壁内螺旋水道冷却的新能源汽车电机外壳，完成。

本实施例中是一种适合批量生产，合格率高，成本低的新能源汽车电机外壳及制造方法。选用铝合金低压铸造工艺，适合批量连续生产，螺旋水道的形状采用树脂砂芯来确定，这是利用树脂易成型的特点，砂芯也可以采用其它砂芯，只要成型易就可以，在低压铸造模具内放置螺旋水道的树脂砂芯，由液态铝水攻入模具，一次成型，液态铝水包裹砂芯，经模具风冷系统冷却成型，取出砂芯后形成密闭腔体，形成均匀的螺旋水道。保证电机壳耐高温、高湿、腐蚀、强震动环境，密闭不漏水。

本实施例中螺旋水道树脂砂芯圈数多时，水道截面纤细，砂芯在搬运及装模上机操作时容易折断，造成浪费，减少圈数加宽水道截面积，增强树脂砂芯的机械强度，可以保证砂芯在搬运及装模上机操作时不折断，低压铸造取消了冒口设计，排气问题是电机外壳合格率的首要影响因子，在模具狭小空间内短时间内排出大量气体，使用通气孔和排气塞效果仍不理想，增设真空机加大排气量，辅助电机外壳铸造成型。树脂砂芯同真空机相连接的接头，为圆锥设计，当砂芯在铸造模具内安放时，起砂芯定位作用。

采用上述结构后，本发实施例的方法具有的优点是：1、大幅提升电机壳的合格率，2、方便砂芯在模具内放置和定位，降低操作复杂度，3、增设真空机辅助成型，将疏松多孔的砂芯形成排气通道，抽出被铝水包裹后继续产生的气体，提升电机壳品质控制的精准度。

实施例2，本实施例是一种壁内螺旋水道冷却的新能源汽车电机外壳的铸造方法。

与实施例1一样，在低压铸造模具中安螺旋水道装树脂砂芯，该树脂砂芯如图4和图5所示，树脂砂芯螺旋水道2具有设计好的水冷电机外壳的螺旋水道的螺距、水道直径，在树脂砂芯螺旋水道2两侧各安放1根铝条作为加强筋5，在树脂砂芯螺旋水道2的相邻水道之间垫入铝片6。这里铝条和铝片在浇铸时溶入到铝水中，从为制备好的电机外壳的一部分，铝条还可以作为机壳的加强部分。

本实施例制备的一种壁内螺旋水道冷却的新能源汽车电机外壳。该电机外壳包括壳体、水冷层和端盖，壳体为中空筒体，壳体内壁周面设有均匀分布的与电机旋转方向一致的膛线；在的壳体的壁中均布有螺旋水道，螺旋水道的形状采用螺旋树脂砂芯来确定，螺旋树脂砂芯两侧放置加强筋5如图4、图5所示。在螺旋树脂砂芯螺旋水道2相邻的水道之间内放置铝条6。

本实用新型中，壁内螺旋水道冷却的新能源汽车电机外壳1选用铝合金低压铸造工艺制造，这种方式适合批量连续生产，螺旋水道2的形状采用螺旋树脂砂芯来确定，在低压铸造模具内放置螺旋水道2的螺旋树脂砂芯，由液态铝水攻入模具，一次成型，液态铝水包裹螺旋树脂砂芯，经模具风冷系统冷却成型，取出螺旋树脂砂芯后形成密闭腔体，形成均匀的螺旋水道2。保证电机壳耐高温、高湿、腐蚀、强震动环境，密闭不漏水。为了实现上述目的，本实施例中螺旋树脂砂芯两侧放置加强筋5，阻止螺旋水道在液态铝水攻入时移动和变形，当螺旋树脂砂芯在模具内放置时定位作用，便于定位和安放。在砂芯内放置铝条6，惯通多条螺旋水道，增加砂芯强度，阻止螺旋水道在液态铝水攻入时断裂，而产生不合格品。这样，具体的螺旋水道2从上到下的螺旋水道2中有加强筋5贯穿，目前，是在螺旋水道2两侧各有一根从第一螺旋到最后一个螺旋贯穿的加强筋。或者在螺旋水道2中还设置有铝条，铝条在螺旋水道2中支撑螺旋水道2壁，一块铝条贯穿2个或者3圈相邻的螺旋水道2。

本实施例采用这样的螺旋水道2主要是考虑到加工容易，加工过程中如下：

1. 树脂砂芯螺旋水道的制作前，在砂芯模具内安放加强筋作用的2根铝条，射砂，加热模具到200°C,使树脂砂芯受热碳化成型.与实施例一样，这里回执模具到200°C是本领域常用的温度，在实践过程中，控制在150-300°C之间用任一温度即可。

2. 螺旋水道的形状和圈数，及截面的形状均由砂芯模具来确定。砂芯的加强筋也由砂芯模具来确定，主加强筋 1条侧贯通固定每圈螺旋水道。

3. 树脂砂芯螺旋水道用双手托住2侧加强筋，安放到低压铸造模具内。

4.合并低压铸造模具侧模和上下模，模具夹持住树脂砂芯螺旋水道，低压铸造工艺，注入铝液，冷却成形，开模，取走成型后的电机壳，进行处理。

5.热处理工艺后，树脂砂芯完全碳化碎裂， 清空砂芯形成螺旋水道腔体。

6.经过后续车床、钻孔机加工序及抛光喷砂后，壁内螺旋水道冷却的新能源汽车电机外壳，完成。