【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属铸造模具及成型工艺，特别是涉及一种铝合金电机壳体的低压铸造模具及其使用方法。
技术介绍
1、电机是新能源汽车的主要动力源，而电机壳体是电机的外壳，是确保其安全稳定运行的重要部件，电机壳体的主要作用包括：（1）保护电机的内部组件，防止外部杂物、灰尘、水分等进入电动机内部；（2）散热和冷却，保持电机的正常工作温度，防止过热；（3）提供机械支撑，减少振动和共振现象，确保电机正常运转；（4）电磁屏蔽，防止电机的电磁辐射对其他电子设备和车辆系统产生干扰。
2、相关技术中，电机壳体的加工多通过铸造生产完成，而重力铸造是生产铝合金类电机壳体及同类产品的常规铸造工艺，其主要工艺方案为：壳体垂直布局，在铸件一侧单独布置浇道引金属液注入铸件底部；随金属液填充高度的升高，可在浇道与铸件侧面布置多个横浇道，为铸件持续注入高温金属液；铸件顶部法兰面布置一圈较大模数的冒口，用于铸件凝固过程中的金属液补缩。对应此类工艺的模具结构通常为：金属底模配合前、后、左、右开合侧模，铸件内腔及顶部冒口因设备及脱模影响，使用砂芯成型。上述工艺及模具结构的局限在于：铸件工艺出品率低，大量材料用于浇、冒口系统，后续锯切工序繁琐、节拍长；铸造工序循环节拍较长，生产效率低，铸件合格率低，冒口补缩易在铸件对应位置造成内部质量缺陷，对过程控制要求高。
3、需要说明的是，公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术
1、本申请的目的是针对上述现有技术的现状，提供一种铝合金电机壳体的低压铸造模具及其使用方法，该低压铸造模具单浇口设计并无其他复杂的浇注充型系统或冒口补缩系统，通过模具的薄壁结构设计和多点风冷系统实现了铸件的顺序凝固，可以在简化浇注系统的同时大大提高壳体铸件的成形质量和工艺出品率。
2、为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
3、第一方面，本申请提供一种铝合金电机壳体的低压铸造模具，包括：底模、上模以及与其配合的四个开合侧模，还包括一钢芯，所述底模、上模、四个侧模合围并与所述钢芯组合形成所述电机壳体的铸造毛坯型腔；其中，利用所述钢芯成型所述电机壳体的内腔，利用砂芯成型所述电机壳体侧壁内部的空腔结构；所述底模的中心位置布置唯一的浇口，除此之外该低压铸造模具无其他浇口或冒口补缩系统；
4、所述钢芯的内部掏空在高度方向形成薄壁结构，且所述钢芯的掏空部分布置有第一风冷机构，所述第一风冷机构包括沿高度方向间隔布置的若干环形或螺旋形的第一风冷管，所述第一风冷管朝向所述钢芯的侧壁方向开设有多个第一风冷孔，多个所述的第一风冷孔对所述钢芯形成多点风冷。
5、进一步的，所述侧模背离所述毛坯型腔的一侧掏空以形成薄壁结构；且，所述侧模的掏空一侧布置第二风冷机构，所述第二风冷机构在所述侧模的表面形成多个第二风冷点。
6、进一步的，所述底模包括模框和布置于所述模框中心处的模芯；所述浇口布置于所述模芯的中心位置，所述模芯背离所述毛坯型腔的一侧掏空以形成薄壁结构，所述模芯的掏空一侧布置第三风冷机构，所述第三风冷机构在所述模芯的表面形成多个第三风冷点。
7、进一步的，所述钢芯在高度方向形成均匀的壁厚，所述钢芯的壁厚置在25～35mm之间。
8、进一步的，所述第二风冷点的数量及布局位置根据铸造工艺过程模拟分析获得。
9、进一步的，所述砂芯通过砂芯头安装在镶块上，所述镶块安装在所述底模上，所述镶块上布置水冷机构实现冷却。
10、进一步的，多个所述的第三风冷点以所述浇口为中心沿径向均匀辐射延伸。
11、进一步的，所述上模开设有用于安装顶杆的顶杆孔，每个所述的顶杆上均设置有若干第一排气结构，所述第一排气结构与所述顶杆孔之间形成第一间隙，通过所述第一间隙实现所述毛坯型腔内金属液的补缩排气。
12、进一步的，所述顶杆孔与顶杆之间还设置有顶杆套管，所述顶杆套装上设置有第二排气结构；所述顶杆与所述顶杆套管之间形成所述的第一间隙，所述顶杆套管与所述顶杆孔之间形成第二间隙，通过所述第一间隙及所述第二间隙共同实现所述毛坯型腔内金属液的排气补缩。
13、第二方面，本申请提供一种上述第一方面的低压铸造模具的使用方法，包括以下步骤：
14、（1）将底模固定在模具底板上，再将镶块安装在底模上，将砂芯安装在镶块上，并放置钢芯，再通过设备油缸分别驱动四个侧模以及上模动作，使底模、上模和四个侧模与钢芯合围形成毛坯型腔；
15、（2）开启低压铸造设备，使金属液通过浇口充入毛坯型腔；
16、（3）开启第一风冷机构、第二风冷机构、第三风冷机构和水冷机构，对模具和镶块进行冷却，使毛坯型腔内的金属液实现顺序凝固；
17、（4）待铸件凝固后，四个侧模在设备油缸的带动下移动，离开铸件表面；四个侧模开模到位后，钢芯在锁紧铸件的情况下随上模在设备油缸的带动下一起运动，将铸件及内部的砂芯带出底模；
18、（5）升高上模后，顶料机构动作将铸件及砂芯顶出上模。
19、本申请的有益效果是：相比传统的重力铸造工艺，本申请的低压铸造模具极大地提高了电机壳体的铸件成型质量和工艺出品率，并使浇注系统的结构简化，缩短了铸件的后续处理工序，降低了设备的操作难度，提高了电机壳体的生产效率，对于实现新能源电机壳体的高精度、大批量生产有重要的意义。
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1.一种铝合金电机壳体的低压铸造模具，其特征在于，包括：底模（102）、上模（101）以及与其配合的四个开合侧模（103），还包括一钢芯（104），所述底模（102）、上模（101）、四个侧模（103）合围并与所述钢芯（104）组合形成所述电机壳体的铸造毛坯型腔（300）；其中，利用所述钢芯（104）成型所述电机壳体的内腔，利用一砂芯（200）成型所述电机壳体侧壁内部的空腔结构；所述底模（102）的中心位置布置唯一的浇口（107），除此之外该低压铸造模具无其他浇口或冒口补缩系统；
2.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述侧模（103）背离所述毛坯型腔（300）的一侧掏空以形成薄壁结构；且，所述侧模（103）的掏空一侧布置第二风冷机构（106），所述第二风冷机构（106）在所述侧模（103）的表面形成多个第二风冷点（103d）。
3.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述底模（102）包括模框（102a）和布置于所述模框（102a）中心处的模芯（102b）；所述浇口（107）布置于所述模芯（102b）的中心位置，所述模芯（102b）
4.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述钢芯（104）在高度方向形成均匀的壁厚，所述钢芯（104）的壁厚设置在25～35mm之间。
5.根据权利要求2所述的低压铸造模具，其特征在于，所述第二风冷点（103d）的数量及布局位置根据铸造工艺过程模拟分析获得。
6.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述砂芯（200）通过砂芯头（210）安装在镶块（109）上，所述镶块（109）安装在所述底模（102）上，所述镶块（109）上布置水冷机构（110）实现冷却。
7.根据权利要求3所述的低压铸造模具，其特征在于，多个所述的第三风冷点（102c）以所述浇口（107）为中心沿径向均匀辐射延伸。
8.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述上模（101）开设有用于安装顶杆（114）的顶杆孔，每个所述的顶杆（114）上均设置有若干第一排气结构（114a），所述第一排气结构（114a）与所述顶杆孔之间形成第一间隙（115），通过所述第一间隙（115）实现所述毛坯型腔（300）内金属液的补缩排气。
9.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述上模（101）开设有用于安装顶杆（114）的顶杆孔，每个所述的顶杆（114）上均设置有若干第一排气结构（114a）；所述顶杆孔与顶杆（114）之间还设置有顶杆套管（116），所述顶杆套管（116）上设置有第二排气结构（116a）；所述顶杆（114）与所述顶杆套管（116）之间形成第一间隙（115），所述顶杆套管（116）与所述顶杆孔之间形成第二间隙（117），通过所述第一间隙（115）及所述第二间隙（117）共同实现所述毛坯型腔（300）内金属液的排气补缩。
10.根据权利要求6所述的低压铸造模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金电机壳体的低压铸造模具，其特征在于，包括：底模（102）、上模（101）以及与其配合的四个开合侧模（103），还包括一钢芯（104），所述底模（102）、上模（101）、四个侧模（103）合围并与所述钢芯（104）组合形成所述电机壳体的铸造毛坯型腔（300）；其中，利用所述钢芯（104）成型所述电机壳体的内腔，利用一砂芯（200）成型所述电机壳体侧壁内部的空腔结构；所述底模（102）的中心位置布置唯一的浇口（107），除此之外该低压铸造模具无其他浇口或冒口补缩系统；
2.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述侧模（103）背离所述毛坯型腔（300）的一侧掏空以形成薄壁结构；且，所述侧模（103）的掏空一侧布置第二风冷机构（106），所述第二风冷机构（106）在所述侧模（103）的表面形成多个第二风冷点（103d）。
3.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述底模（102）包括模框（102a）和布置于所述模框（102a）中心处的模芯（102b）；所述浇口（107）布置于所述模芯（102b）的中心位置，所述模芯（102b）背离所述毛坯型腔（300）的一侧掏空以形成薄壁结构，所述模芯（102b）的掏空一侧布置第三风冷机构（108），所述第三风冷机构（108）在所述模芯（102b）的表面形成多个第三风冷点（102c）。
4.根据权利要求1所述的低压铸造模具，其特征在于，所述钢芯（104）在高度方向形成均匀的壁厚，所述钢芯（104）的壁厚设置在25～35mm之间。
5.根据权利要求2所述的低压铸造模具...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢挺，熊叶胜，王磊，张花蕊，张虎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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