一种直水道模具结构及其加工方法与流程

本发明涉及电机周侧外壳技术领域，特别是涉及直水道模具结构及其加工方法。

背景技术：

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术和新结构的汽车。现在市场上的新能源汽车都是采用电机作为动力驱动装置，由于电机转速快、发热高，所以一般在电机壳内部设有冷却水道来降温散热。因此，需要生产带水冷结构的电机壳。

模具通常包括动模与定模，定模具有模腔，模腔内滑动设有若干具有弧形内表面的定模块，定模块依次拼接闭合后形成用于电机壳外壁成型的定模腔，当动模与定模合模时，定模腔中部设有用于形成电机壳中部空腔的动模，定模腔的内壁与动模之间用于形成电机壳形状的环形型腔。

有的电机壳水道，由内壳和外壳两部分组合式来实现制造，该工艺方法需要分别铸造内壳和外壳，然后分别机械加工，在内壳上加工出散热水道，然后将内壳和外壳组合焊接加工成一体。有的电机壳水道，通过嵌铸铜管或不锈钢管来实现电机壳的水道的铸造，在电机壳内部预埋铜管或不锈钢管，嵌铸后无法形成一体，且水道与本体材质不同，导热系数和膨胀系数均不同，散热性能差。有的电机壳的水道，通过预埋水道砂芯来实现电机壳水道的铸造，把熔融状态的铝液倒入压铸模中，且压铸模中预先安装有水道砂芯，压铸成型带有水道砂芯的电机壳，再经过热处理和砂振动，从而获得包括水冷通道的电机壳。砂芯在模具充型时容易被铝液冲跑位，导致工件报废。水道结构一般比较薄，在砂芯生产过程中容易断裂，手动合模时，容易将水道砂芯压碎。利用排砂孔进行排砂处理时，产品水道内容易残留砂芯颗粒，清洁度不能达到客户要求，砂芯采用的砂是一种合成的材料，相比普通砂价格非常高，且清理出来的砂难以回收，污染环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种直水道模具结构及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种直水道模具结构，包括安装在动模板上的动模仁与安装在定模板上的定模仁，定模仁和动模仁配合形成用于电机壳外壁成型的型腔，型腔内设有用于形成电机壳中部空腔的直水道模具，直水道模具包括上模、下模、上镶件和下镶件，下模设置于定模仁内，上模设置于动模仁上，上模通过螺丝可拆卸连接有上镶件，下模通过螺丝可拆卸连接有若干与上镶件相对应的下镶件，上镶件包括进水口镶件、出水口镶件和若干水道镶件，进水口镶件、水道镶件和出水口镶件沿上模的圆周方向依次均匀间隔排列，进水口镶件与出水口镶件之间的间距等于任意相邻两个水道镶件之间的间距，下镶件沿下模的圆周方向均匀间隔排列，每个下镶件两端至少对应有一个水道镶件，上镶件和下镶件配合形成电机壳的散热通道。型腔内设有用于与型腔内壁配合形成电机壳的直水道模具，上模设置于型腔的动模仁部分，下模设置于型腔的定模仁部分，通过型腔、上模和下模之间的间隙形成电机壳，通过上镶件和下镶件形成电机壳内的水道，上镶件固定于上模上，下镶件固定于下模上，和环形凹槽的预固定作用，以及限位组件的隔挡作用，开模时，动模仁和定模仁分离，上模和下模分离，上镶件随着上模向上移动，上镶件随上模的移动自动从产品中间抽出，使用顶针将产品顶出，将产品从型腔中取出，下镶件从产品中抽出。

进一步地，下模通过螺丝可拆卸连接有n个下镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有n-1个水道镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

进一步地，下镶件为四个，水道镶件为三个，下镶件接触上镶件的表面为倾斜面、弧形面和水平面中的任意一种，下镶件与上镶件面接触紧密配合，上镶件抵接下镶件的表面和下镶件上端面适配。当上镶件和下镶件面接触时，上镶件和下镶件相对静止，上镶件和下镶件相对静止形成电机壳内的水道结构，下镶件的结构和材料均相等，水道镶件的结构和材料均相等，通用性好。

进一步地，下镶件和水道镶件均为由弧形钢板切割成型的u型板体，下镶件的横截面和水道镶件的横截面均呈圆弧形，进水口镶件和出水口镶件均为由弧形钢板切割成型的细长形板体，进水口镶件的横截面和出水口镶件的横截面均呈圆弧形。下镶件和水道镶件的材料均为弧形钢板制成，下镶件和水道镶件结构相同，便于更换，进水口镶件和出水口镶件结构相同能够混用。

进一步地，下模呈圆柱形，上模包括上模主体和上翻边，上模主体呈圆桶状，上模主体外侧面上端边缘部位一体成型的设有上翻边，上翻边呈圆环状。通过上模主体形成电机壳中部的空腔，通过上翻边形成电机壳中部空腔开口的边缘部位。

进一步地，下模上端面开设有圆形凹槽，圆形凹槽的截面呈矩形，圆形凹槽的直径小于翻边的外径，圆形凹槽的直径大于上模主体的外径，圆形凹槽的半径与上模主体外半径之间的差值等于圆形凹槽底部和上模底部之间的距离。圆形凹槽底部的中心位置开设有供顶针贯穿的通孔。圆形凹槽可通过铣加工形成，镶件安装在圆形凹槽内的状态下，下镶件和上模主体配合形成电机壳内的部分水道，通过圆形凹槽底部和上模底部之间配合形成部分电机壳。

进一步地，上模侧面沿上模的圆周方向间隔设有用于安装螺丝的上安装孔，上模对应上镶件位置开设有多个间隔的上弧形槽，上弧形槽贯穿上安装孔，上镶件嵌合于上弧形槽内。上弧形槽可通过铣加工形成，上弧形槽对应上镶件的安装位置，便于安装上镶件。

进一步地，下模侧面沿下模的圆周方向间隔设有用于安装螺丝的下安装孔，下模对应下镶件位置开设有多个间隔的下弧形槽，下弧形槽贯穿下安装孔，下镶件嵌合于下弧形槽内。下弧形槽壳可通过铣加工形成，下弧形槽对应下镶件的安装位置，便于安装下镶件。

进一步地，一种直水道模具结构的加工方法，步骤如下：s1、根据图样设计制备上模和下模，按图机械加工至相关尺寸要求；s2、选用规格相等的矩形h13模具钢板，通过剪切机对h13模具钢板进行切割处理；s3、使用折弯机械，对切割后的h13模具钢板进行弯折，将h13模具钢板折弯形成预定弧度板状；s4、清除h13模具钢板表面的污物，钻穿丝孔，进行去应力处理；s5、将h13模具钢板放置在真空热处理炉内中进行真空热处理，通过真空热处理将h13模具钢板硬度调整至52hrc～55hrc内；s6、使用线切割机械，将电极丝穿过穿丝孔，根据图样形位公差进行线切割，按图纸将热处理好的h13模具钢板线割成上镶件和下镶件；s7、使用钻孔机械对上镶件和下镶件进行加工，按图机械加工至相关尺寸要求，进行去毛刺处理；s8、将钻孔加工完成后的上镶件和下镶件分别安装在上模和下模上，并用螺丝固定。通过采取上镶件和下镶件分开制作水道的技术方案，减少砂芯模具的使用，避免砂芯引起的产品内部气孔、砂孔和缩孔情况的发生，下镶件和上镶件的材料规格相等，使用优质的h13模具钢材，将一整块表面光滑的h13模具钢板弯制成弧形，并进行真空热处理，热处理硬度hrc52-55，在加工时，按镶件图纸将热处理好的模具板料线割成镶件；将线割好的镶件安装在对应的位置上，并用螺丝固定，简单高效。

去毛刺处理后，采用超声波分别对上镶件和下镶件进行无损探伤，探伤完成后步骤s7中去毛刺处理后，采用超声波分别对上镶件和下镶件进行无损探伤，探伤完成后，，将探伤合格的上镶件和下镶件转运至储存镶件区，镶件区为上镶件和下镶件的区域。避免上镶件和下镶件表面出现缺损或裂缝。

本发明的工作原理为：开模时，产品随着上模向上移动，下模上的镶件随产品的移动自动从产品中间抽出，移动到规定距离以后，由顶针将产品向下顶到机台托盘上，镶件随着顶针的顶出，自动从产品中间抽出，整个产品铸造过程完成。

本发明的有益效果为：减少使用砂芯模具和砂芯；减少铸造产品过程中，砂芯预热和工人放砂芯步骤，提高效率；减少产品铸造过程中，因砂芯引起的产品内部砂孔，提高合格率。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的直水道模具结构的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的上模的剖视图；

图3为本发明一实施例提供的下模的剖视图；

图4为本发明一实施例提供的下镶件的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的水道镶件的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的进水口镶件的结构示意图。

图中标记：上模1、下模2、水道镶件31、进水口镶件32、出水口镶件33和下镶件4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右。“内、外”是指具体轮廓上的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。

实施例1

如图1-6中所示，本发明一实施例提供的一种直水道模具结构，包括安装在动模板上的动模仁与安装在定模板上的定模仁，定模仁和动模仁配合形成用于电机壳外壁成型的型腔，型腔内设有用于形成电机壳中部空腔的直水道模具，直水道模具包括上模、下模、上镶件和下镶件，下模设置于定模仁内，上模设置于动模仁上，上模通过螺丝可拆卸连接有上镶件，下模通过螺丝可拆卸连接有若干与上镶件相对应的下镶件，上镶件包括进水口镶件、出水口镶件和若干水道镶件，进水口镶件、水道镶件和出水口镶件沿上模的圆周方向依次均匀间隔排列，进水口镶件与出水口镶件之间的间距等于任意相邻两个水道镶件之间的间距，下镶件沿下模的圆周方向均匀间隔排列，每个下镶件两端至少对应有一个水道镶件，上镶件和下镶件配合形成电机壳的散热通道，所述水道镶件一端与下镶件的一端抵接，进水口镶件与出水口镶件的下端抵接下镶件的一端。型腔内设有用于与型腔内壁配合形成电机壳的直水道模具，上模设置于型腔的动模仁部分，下模设置于型腔的定模仁部分，通过型腔、上模和下模之间的间隙形成电机壳，通过上镶件和下镶件形成电机壳内的水道，上镶件固定于上模上，下镶件固定于下模上，和环形凹槽的预固定作用，以及限位组件的隔挡作用，开模时，动模仁和定模仁分离，上模和下模分离，上镶件随着上模向上移动，上镶件随上模的移动自动从产品中间抽出，使用顶针将产品顶出，将产品从型腔中取出，下镶件从产品中抽出。

下镶件和上镶件的原材料均为矩形h13模具钢板，下镶件和上镶件的原材料规格相等。

下模通过螺丝可拆卸连接有n个下镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有n-1个水道镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

具体地，下镶件为四个，水道镶件为三个，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

下镶件接触上镶件的表面为倾斜面，下镶件与上镶件面接触紧密配合，上镶件抵接下镶件的表面和下镶件上端面适配。当上镶件和下镶件面接触时，上镶件和下镶件相对静止，上镶件和下镶件相对静止形成电机壳内的水道结构，下镶件的结构和材料均相等，水道镶件的结构和材料均相等，通用性好。

下镶件和水道镶件均为由弧形钢板切割成型的u型板体，下镶件的横截面和水道镶件的横截面均呈圆弧形，进水口镶件和出水口镶件均为由弧形钢板切割成型的细长形板体，进水口镶件的横截面和出水口镶件的横截面均呈圆弧形。下镶件和水道镶件的材料均为弧形钢板制成，下镶件和水道镶件结构相同，便于更换，进水口镶件和出水口镶件结构相同能够混用。

下模呈圆柱形，上模包括上模主体和上翻边，上模主体呈圆桶状，上模主体外侧面上端边缘部位一体成型的设有上翻边，上翻边呈圆环状。通过上模主体形成电机壳中部的空腔，通过上翻边形成电机壳中部空腔开口的边缘部位。

下模上端面开设有圆形凹槽，圆形凹槽的截面呈矩形，圆形凹槽的直径小于翻边的外径，圆形凹槽的直径大于上模主体的外径，圆形凹槽的半径与上模主体外半径之间的差值等于圆形凹槽底部和上模底部之间的距离。圆形凹槽底部的中心位置开设有供顶针贯穿的通孔。圆形凹槽可通过铣加工形成，镶件安装在圆形凹槽内的状态下，下镶件和上模主体配合形成电机壳内的部分水道，通过圆形凹槽底部和上模底部之间配合形成部分电机壳。

上模侧面沿上模的圆周方向间隔设有用于安装螺丝的上安装孔，上模对应上镶件位置开设有多个间隔的上弧形槽，上弧形槽贯穿上安装孔，上镶件嵌合于上弧形槽内。上弧形槽可通过铣加工形成，上弧形槽对应上镶件的安装位置，便于安装上镶件。

下模侧面沿下模的圆周方向间隔设有用于安装螺丝的下安装孔，下模对应下镶件位置开设有多个间隔的下弧形槽，下弧形槽贯穿下安装孔，下镶件嵌合于下弧形槽内。下弧形槽壳可通过铣加工形成，下弧形槽对应下镶件的安装位置，便于安装下镶件。

实施例2

本发明一实施例提供的一种直水道模具结构，包括安装在动模板上的动模仁与安装在定模板上的定模仁，定模仁和动模仁配合形成用于电机壳外壁成型的型腔，型腔内设有用于形成电机壳中部空腔的直水道模具，直水道模具包括上模、下模、上镶件和下镶件，下模设置于定模仁内，上模设置于动模仁上，上模通过螺丝可拆卸连接有上镶件，下模通过螺丝可拆卸连接有若干与上镶件相对应的下镶件，上镶件包括进水口镶件、出水口镶件和若干水道镶件，进水口镶件、水道镶件和出水口镶件沿上模的圆周方向依次均匀间隔排列，进水口镶件与出水口镶件之间的间距等于任意相邻两个水道镶件之间的间距，下镶件沿下模的圆周方向均匀间隔排列，每个下镶件两端至少对应有一个水道镶件，上镶件和下镶件配合形成电机壳的散热通道，所述水道镶件一端与下镶件的一端抵接，进水口镶件与出水口镶件的下端抵接下镶件的一端。型腔内设有用于与型腔内壁配合形成电机壳的直水道模具，上模设置于型腔的动模仁部分，下模设置于型腔的定模仁部分，通过型腔、上模和下模之间的间隙形成电机壳，通过上镶件和下镶件形成电机壳内的水道，上镶件固定于上模上，下镶件固定于下模上，和环形凹槽的预固定作用，以及限位组件的隔挡作用，开模时，动模仁和定模仁分离，上模和下模分离，上镶件随着上模向上移动，上镶件随上模的移动自动从产品中间抽出，使用顶针将产品顶出，将产品从型腔中取出，下镶件从产品中抽出。

下镶件和上镶件的原材料均为矩形h13模具钢板，下镶件和上镶件的原材料规格相等。

下模通过螺丝可拆卸连接有n个下镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有n-1个水道镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

具体地，下镶件为四个，水道镶件为三个，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

下镶件接触上镶件的表面为弧形面，下镶件与上镶件面接触紧密配合，上镶件抵接下镶件的表面和下镶件上端面适配。当上镶件和下镶件面接触时，上镶件和下镶件相对静止，上镶件和下镶件相对静止形成电机壳内的水道结构，下镶件的结构和材料均相等，水道镶件的结构和材料均相等，通用性好。

实施例3

本发明一实施例提供的一种直水道模具结构，包括安装在动模板上的动模仁与安装在定模板上的定模仁，定模仁和动模仁配合形成用于电机壳外壁成型的型腔，型腔内设有用于形成电机壳中部空腔的直水道模具，直水道模具包括上模、下模、上镶件和下镶件，下模设置于定模仁内，上模设置于动模仁上，上模通过螺丝可拆卸连接有上镶件，下模通过螺丝可拆卸连接有若干与上镶件相对应的下镶件，上镶件包括进水口镶件、出水口镶件和若干水道镶件，进水口镶件、水道镶件和出水口镶件沿上模的圆周方向依次均匀间隔排列，进水口镶件与出水口镶件之间的间距等于任意相邻两个水道镶件之间的间距，下镶件沿下模的圆周方向均匀间隔排列，每个下镶件两端至少对应有一个水道镶件，上镶件和下镶件配合形成电机壳的散热通道，所述水道镶件一端与下镶件的一端抵接，进水口镶件与出水口镶件的下端抵接下镶件的一端。型腔内设有用于与型腔内壁配合形成电机壳的直水道模具，上模设置于型腔的动模仁部分，下模设置于型腔的定模仁部分，通过型腔、上模和下模之间的间隙形成电机壳，通过上镶件和下镶件形成电机壳内的水道，上镶件固定于上模上，下镶件固定于下模上，和环形凹槽的预固定作用，以及限位组件的隔挡作用，开模时，动模仁和定模仁分离，上模和下模分离，上镶件随着上模向上移动，上镶件随上模的移动自动从产品中间抽出，使用顶针将产品顶出，将产品从型腔中取出，下镶件从产品中抽出。

下镶件和上镶件的原材料均为矩形h13模具钢板，下镶件和上镶件的原材料规格相等。

下模通过螺丝可拆卸连接有n个下镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有n-1个水道镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

具体地，下镶件为四个，水道镶件为三个，上模通过螺丝可拆卸连接有一个进水口镶件，上模通过螺丝可拆卸连接有一个出水口镶件。下模通过螺丝设置有下镶件，上模通过螺丝设置有水道镶件、进水口镶件和出水口镶件，下镶件、水道镶件、进水口镶件和出水口镶件配合形成电机壳内的水道。

下镶件接触上镶件的表面为水平面，下镶件与上镶件面接触紧密配合，上镶件抵接下镶件的表面和下镶件上端面适配。当上镶件和下镶件面接触时，上镶件和下镶件相对静止，上镶件和下镶件相对静止形成电机壳内的水道结构，下镶件的结构和材料均相等，水道镶件的结构和材料均相等，通用性好。

一实施例中，所述直水道模具结构的加工方法，具有步骤如下：s1、根据图样设计制备上模和下模，按图机械加工至相关尺寸要求；s2、选用规格相等的矩形h13模具钢板，通过剪切机对h13模具钢板进行切割处理；s3、使用折弯机械，对切割后的h13模具钢板进行弯折，将h13模具钢板折弯形成预定弧度板状；s4、清除h13模具钢板表面的污物，钻穿丝孔，进行去应力处理；s5、将h13模具钢板放置在真空热处理炉内中进行真空热处理，通过真空热处理将h13模具钢板硬度调整至52hrc～55hrc内；s6、使用线切割机械，将电极丝穿过穿丝孔，根据图样形位公差进行线切割，按图纸将热处理好的h13模具钢板线割成上镶件和下镶件；s7、使用钻孔机械对上镶件和下镶件进行加工，按图机械加工至相关尺寸要求，进行去毛刺处理，去毛刺处理后，采用超声波分别对上镶件和下镶件进行无损探伤，探伤完成后，将探伤合格的上镶件和下镶件转运至储存镶件区，镶件区为上镶件和下镶件的区域；s8、将钻孔加工完成后的上镶件和下镶件分别安装在上模和下模上，并用螺丝固定。通过采取上镶件和下镶件分开制作水道的技术方案，减少砂芯模具的使用，避免砂芯引起的产品内部气孔、砂孔和缩孔情况的发生，下镶件和上镶件的材料规格相等，使用优质的h13模具钢材，将一整块表面光滑的h13模具钢板弯制成弧形，并进行真空热处理，热处理硬度hrc52-55，在加工时，按镶件图纸将热处理好的模具板料线割成镶件；将线割好的镶件安装在对应的位置上，并用螺丝固定，简单高效。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。