CN110142390A - 一种螺旋水道模具结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋水道模具结构，包括安装板和设置于安装板上的上模具，上模具包括下定位板、环形结构、上定位板和拉杆，下定位板通过螺钉固定在安装板上，下定位板上端连接有拉杆，拉杆上端连接有上定位板，下定位板和上定位板之间夹设有环形结构，拉杆与环形结构内壁卡接，环形结构外侧壁设有用于形成螺旋水道的螺旋通道，环形结构包括若干抽芯和若干滑块，抽芯沿下定位板的周向间隔设置，相邻抽芯之间夹设有滑块，拉杆侧壁可拆卸的连接有突出部，突出部均匀间隔设置，滑块下端开设有供突出部嵌入的键槽，突出部和键槽一一对应且间隙配合。利用可更换的抽芯和滑块组合的方式简化砂芯模具结构，减少砂芯模具的使用，抽芯和滑块更换成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电机周侧外壳铸造技术领域，特别是涉及一种螺旋水道模具结构。
背景技术
水冷驱动电机批量化生产的瓶颈在于水冷壳体的批量可制造性和成本。常规水冷电机的内嵌式水道壳体结构，电机壳为内外壳分体式结构，通过内、外电机壳组合装配方式，内壳外表面的凸起与外壳内表面之间形成冷却水道，传统工艺是把熔融状态的铝液倒入压铸模中，压铸模中预先安装有水道砂芯模具，压铸机工作压铸带有螺旋水冷通道的电机壳成型，再经过简单的热处理和机加工，产能很低且合格率不高，成本偏高。并且砂芯式螺旋水道使用的砂是一种合成的材料，相比普通砂价格非常高，受砂芯铸造工艺及焊接工艺的影响，水道结构一般比较薄，在砂芯生产过程中容易断裂，材料浪费大，在压铸水道产品时，需要先加热再由工人放入模具型腔，效率低，砂芯水道在做出来以后还需要进行喷涂、打磨、烘烤，工艺过程多，砂芯水道在做成产品以后，砂芯颗粒容易残留在产品水道内，不能达到客户要求的水道清洁度，影响产品品质，砂需要清理出来，清理出来的砂难以回收，污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋水道模具结构，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：一种螺旋水道模具结构，包括安装板和设置于安装板上的上模具，所述上模具包括下定位板、环形结构、上定位板和拉杆，所述下定位板通过螺钉固定在安装板上，所述下定位板上端连接有拉杆，所述拉杆上端连接有上定位板，所述下定位板和上定位板之间夹设有环形结构，所述拉杆与环形结构内壁卡接，所述环形结构外侧壁设有用于形成螺旋水道的螺旋通道，所述环形结构包括若干抽芯和若干滑块，所述抽芯沿下定位板的周向间隔设置，相邻所述抽芯之间夹设有滑块，所述拉杆侧壁可拆卸的连接有突出部，所述突出部均匀间隔设置，所述滑块下端开设有供突出部嵌入的键槽，所述突出部和键槽一一对应且间隙配合。常见的电机壳模具具有用于形成水道冷却结构的水道模具结构和用于形成电机壳的侧模结构，在本发明中，侧模内套设螺旋水道模具，侧模与螺旋水道模具配合形成电机壳。下定位板和下定位板用于夹设环形结构，抽芯沿下定位板的圆周方向均匀间隔布置，相邻抽芯之间夹设有滑块，相邻滑块之间夹设有抽芯，抽芯和滑块合围形成圆环形，螺旋通道开设于抽芯和滑块表面，在加工时，先按上模图纸在圆环状的毛坯材料表面将螺旋水道加工出来，然后线割成抽芯和滑块，电机壳上的螺旋水道通过环形结构表面的螺旋通道形成，无需制作砂芯模具和砂芯，避免因砂芯引起的产品内部气孔、砂孔、缩孔等情况的发生。
所述抽芯和滑块上端分别开设有上定位槽，所述上定位板下端面沿径向设有上定位条，所述上定位条和上定位槽一一对应且间隙配合。上定位槽和上定位条相互配合有利于提高上定位板和环形结构的安装速度，便于保证抽芯和上定位板相对位置的精准性，便于保证滑块和上定位板相对位置的精准性。
所述抽芯和滑块下端分别开设有下定位槽，所述下定位板下端面沿径向设有下定位条，所述下定位条和下定位槽一一对应且间隙配合。下定位槽和下定位条相互配合，有利于提高抽芯和滑块快速安装在下定位板上，便于保证抽芯和下定位板相对位置的精准性，便于保证滑块和下定位板相对位置的精准性。
所述抽芯和滑块数量均为三块，三个抽芯和三个滑块合围形成圆柱形腔体。圆柱形腔体用于容置拉杆，拉杆套设于抽芯和滑块形成的圆环结构内部，拉杆套设于圆环结构内部时拉杆和圆环结构内壁卡接，拉杆沿圆环结构的轴线设置，通过拉动拉杆能够带动圆环结构移动。
所述上定位板上端一体成型的设有顶针。
所述突出部沿拉杆直径方向的截面呈直角三角形。突出部和键槽配合，拉杆向上移动时能够于带动滑块移动，键槽为与突出部对应设置的直角三角形凹槽。
所述下定位板上端设有定位凸台，定位凸台呈圆环状。定位凸台和圆环结构外侧面下端抵触，有利于限制抽芯和滑块的径向移动。
所述键槽为T型槽，突出部截面呈T型。突出部表面紧贴键槽内壁并且突出部能够在键槽内作直线移动，提高键槽和突出部的稳定性，便于滑块和突出部的安装。
所述拉杆侧面对应突出部位置可拆卸的设有定位销，所述突出部下端开设有供定位销插入的销孔。滑块和拉杆下端通过定位销连接，避免拉杆拉动滑块上升时滑块从拉杆上脱落。
本螺旋水道模具结构的加工方法包括：
步骤一、按图纸要求铸造圆环结构，将圆环结构的铸造半成品装夹到真空炉中，进行真空热处理，将硬度调整至52 HRC ~55HRC；
步骤二、将真空热处理完成后的圆环结构装夹到线切割机床上，对圆环结构进行线割处理，
步骤三、高精密光学车床加工：将线切割加工完成后的抽芯和滑块装夹到高精密光学车床上，对抽芯和滑块进行抛光精加工；
步骤四、将抽芯和滑块进行涂层处理；
步骤五、将拉杆料胚装夹到数控机床上，按图纸进行拉杆的加工；
步骤六、采用数控机床加工加工材料，按图纸进行上定位板和下定位板的铣削加工。
本发明的工作原理为：将模具固定在机台上用螺丝锁紧，上模中间拉杆锁紧在铸造机上油缸上。开模时，产品随着上模向上移动，移动到规定距离以后，上油缸拉动上模中间拉杆，拉杆带动滑块移动，抽芯跟随滑块收缩变小，扣住产品的上模自动松开产品，再由顶针将产品顶到机台托盘上，整个产品铸造过程完成。
本发明的有益效果为：利用可更换的抽芯和滑块组合的方式简化砂芯模具结构，降低制作成本，减少砂芯模具和砂芯的制作、生产，降低成本，抽芯和滑块更换成本低，减少铸造产品过程中，砂芯预热和工人放砂芯，提高效率，减少产品铸造过程中，因砂芯引起的产品内部气孔、砂孔、缩孔，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螺旋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螺旋水道模具结构的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的环形结构的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的环形结构的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的拉杆的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的下定位板的结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的上定位板的结构示意图；
图中标记：安装板1、上定位板2、下定位板3、环形结构4、拉杆5、抽芯41、滑块42。
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。
一实施例中，如图1-7中所示，本发明一实施例提供的一种螺旋水道模具结构，包括安装板和设置于安装板上的上模具，所述上模具包括下定位板、环形结构、上定位板和拉杆，所述下定位板通过螺钉固定在安装板上，所述下定位板上端连接有拉杆，所述拉杆上端连接有上定位板，所述下定位板和上定位板之间夹设有环形结构，所述拉杆与环形结构内壁卡接，所述环形结构外侧壁设有用于形成螺旋水道的螺旋通道，所述环形结构包括若干抽芯和若干滑块，所述抽芯沿下定位板的周向间隔设置，相邻所述抽芯之间夹设有滑块，所述拉杆侧壁可拆卸的连接有突出部，所述突出部均匀间隔设置，所述滑块下端开设有供突出部嵌入的键槽，所述突出部和键槽一一对应且间隙配合。下定位板和下定位板用于夹设环形结构，抽芯沿下定位板的圆周方向均匀间隔布置，相邻抽芯之间夹设有滑块，相邻滑块之间夹设有抽芯，抽芯和滑块合围形成圆环形，螺旋通道开设于抽芯和滑块表面，在加工时，先按上模图纸在圆环状的毛坯材料表面将螺旋水道加工出来，然后线割成抽芯和滑块，电机壳上的螺旋水道通过环形结构表面的螺旋通道形成，无需制作砂芯模具和砂芯，避免因砂芯引起的产品内部气孔、砂孔、缩孔等情况的发生。
所述抽芯和滑块上端分别开设有上定位槽，下定位板上开设有供滑块插入的插槽，滑块和插槽间隙配合，所述上定位板下端面沿径向设有上定位条，所述上定位条和上定位槽一一对应且间隙配合。上定位槽和上定位条相互配合有利于提高上定位板和环形结构的安装速度，便于保证抽芯和上定位板相对位置的精准性，便于保证滑块和上定位板相对位置的精准性。
所述抽芯和滑块下端分别开设有下定位槽，所述下定位板下端面沿径向设有下定位条，所述下定位条和下定位槽一一对应且间隙配合。下定位槽和下定位条相互配合，有利于提高抽芯和滑块快速安装在下定位板上，便于保证抽芯和下定位板相对位置的精准性，便于保证滑块和下定位板相对位置的精准性。
所述抽芯和滑块数量均为三块，三个抽芯和三个滑块合围形成圆柱形腔体。圆柱形腔体用于容置拉杆，拉杆套设于抽芯和滑块形成的圆环结构内部，拉杆套设于圆环结构内部时拉杆和圆环结构内壁卡接，拉杆沿圆环结构的轴线设置，通过拉动拉杆能够带动圆环结构移动。
所述上定位板上端一体成型的设有顶针。
所述突出部沿拉杆直径方向的截面呈直角三角形。突出部和键槽配合，拉杆向上移动时能够于带动滑块移动，键槽为与突出部对应设置的直角三角形凹槽。
所述下定位板上端设有定位凸台，定位凸台呈圆环状。定位凸台和圆环结构外侧面下端抵触，有利于限制抽芯和滑块的径向移动。
所述键槽为T型槽，突出部截面呈T型。突出部表面紧贴键槽内壁并且突出部能够在键槽内作直线移动，提高键槽和突出部的稳定性，便于滑块和突出部的安装。
所述拉杆侧面对应突出部位置可拆卸的设有定位销，所述突出部下端开设有供定位销插入的销孔。滑块和拉杆下端通过定位销连接，避免拉杆拉动滑块上升时滑块从拉杆上脱落。
一实施例中，上述螺旋水道模具结构的加工方法包括：
步骤一、按图纸要求铸造圆环结构，将圆环结构的铸造半成品装夹到真空炉中，进行真空热处理，将硬度调整至52 HRC；
步骤二、将真空热处理完成后的圆环结构装夹到线切割机床上，对圆环结构进行线割处理，
步骤三、高精密光学车床加工：将线切割加工完成后的抽芯和滑块装夹到高精密光学车床上，对抽芯和滑块进行抛光精加工；
步骤四、将抽芯和滑块进行涂层处理；
步骤五、将拉杆料胚装夹到数控机床上，按图纸进行拉杆的加工；
步骤六、采用数控机床加工加工材料，按图纸进行上定位板和下定位板的铣削加工。
一实施例中，上述螺旋水道模具结构的加工方法包括：
步骤一、按图纸要求铸造圆环结构，将圆环结构的铸造半成品装夹到真空炉中，进行真空热处理，将硬度调整至53HRC；
步骤二、将真空热处理完成后的圆环结构装夹到线切割机床上，对圆环结构进行线割处理，
步骤三、高精密光学车床加工：将线切割加工完成后的抽芯和滑块装夹到高精密光学车床上，对抽芯和滑块进行抛光精加工；
步骤四、将抽芯和滑块进行涂层处理；
步骤五、将拉杆料胚装夹到数控机床上，按图纸进行拉杆的加工；
步骤六、采用数控机床加工加工材料，按图纸进行上定位板和下定位板的铣削加工。
一实施例中，所述螺旋水道模具结构的加工方法包括：
步骤一、按图纸要求铸造圆环结构，将圆环结构的铸造半成品装夹到真空炉中，进行真空热处理，将硬度调整至54HRC；
步骤二、将真空热处理完成后的圆环结构装夹到线切割机床上，对圆环结构进行线割处理，
步骤三、高精密光学车床加工：将线切割加工完成后的抽芯和滑块装夹到高精密光学车床上，对抽芯和滑块进行抛光精加工；
步骤四、将抽芯和滑块进行涂层处理；
步骤五、将拉杆料胚装夹到数控机床上，按图纸进行拉杆的加工；
步骤六、采用数控机床加工加工材料，按图纸进行上定位板和下定位板的铣削加工。
一实施例中，所述螺旋水道模具结构的加工方法包括：
步骤一、按图纸要求铸造圆环结构，将圆环结构的铸造半成品装夹到真空炉中，进行真空热处理，将硬度调整至55HRC；
步骤二、将真空热处理完成后的圆环结构装夹到线切割机床上，对圆环结构进行线割处理，
步骤三、高精密光学车床加工：将线切割加工完成后的抽芯和滑块装夹到高精密光学车床上，对抽芯和滑块进行抛光精加工；
步骤四、将抽芯和滑块进行涂层处理；
步骤五、将拉杆料胚装夹到数控机床上，按图纸进行拉杆的加工；
步骤六、采用数控机床加工加工材料，按图纸进行上定位板和下定位板的铣削加工。
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。
Claims (10)
1.一种螺旋水道模具结构，其特征在于：包括安装板和设置于安装板上的上模具，所述上模具包括下定位板、环形结构、上定位板和拉杆，所述下定位板通过螺钉固定在安装板上，所述下定位板上端连接有拉杆，所述拉杆上端连接有上定位板，所述下定位板和上定位板之间夹设有环形结构，所述拉杆与环形结构内壁卡接，所述环形结构外侧壁设有用于形成螺旋水道的螺旋通道，所述环形结构包括若干抽芯和若干滑块，所述抽芯沿下定位板的周向间隔设置，相邻所述抽芯之间夹设有滑块，所述拉杆侧壁可拆卸的连接有突出部，所述突出部均匀间隔设置，所述滑块下端开设有供突出部嵌入的键槽，所述突出部和键槽一一对应且间隙配合。
2.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述抽芯和滑块上端分别开设有上定位槽，所述上定位板下端面沿径向设有上定位条，所述上定位条和上定位槽一一对应且间隙配合。
3.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述抽芯和滑块下端分别开设有下定位槽，所述下定位板下端面沿径向设有下定位条，所述下定位条和下定位槽一一对应且间隙配合。
4.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述抽芯和滑块数量均为三块，三个抽芯和三个滑块合围形成圆柱形腔体。
5.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述上定位板上端一体成型的设有顶针。
6.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述突出部沿拉杆直径方向的截面呈直角三角形。
7.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述下定位板上端设有定位凸台，定位凸台呈圆环状。
8.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述键槽为T型槽，突出部截面呈T型。
9.根据权利要求1所述螺旋水道模具结构，其特征在于：所述拉杆侧面对应突出部位置可拆卸的设有定位销，所述突出部下端开设有供定位销插入的销孔。
10.根据权利要求1至9任一所述的螺旋水道模具结构的加工方法，其特征在于：螺旋水道模具结构的加工方法包括以下步骤：
步骤一、按图纸要求铸造圆环结构，将圆环结构的铸造半成品装夹到真空炉中，进行真空热处理，将硬度调整至52 HRC ~55HRC；
步骤二、将真空热处理完成后的圆环结构装夹到线切割机床上，对圆环结构进行线割处理，
步骤三、高精密光学车床加工：将线切割加工完成后的抽芯和滑块装夹到高精密光学车床上，对抽芯和滑块进行抛光精加工；
步骤四、将抽芯和滑块进行涂层处理；
步骤五、将拉杆料胚装夹到数控机床上，按图纸进行拉杆的加工；
步骤六、采用数控机床加工加工材料，按图纸进行上定位板和下定位板的铣削加工。
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