CN110238225A - 一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具及挤压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具及挤压工艺，挤压模具包括依次连接的上模、镶环、中模以及垫，所述上模均匀形成有8个分流孔，上模在与中模相向的一侧固定连接有大模芯，镶环上围绕穿孔周围均布有16个分流孔，镶环插入到上模内，镶环的分流桥均位于上模的各分流孔的中间，镶环在朝向中模的一侧均布有若干个小模芯。本发明将模具中的上模设计为分体式组合结构，分为主体和镶环，因此可以使原整体上模数控机床加工不到的位置均可以拆开单独加工，大小模芯上需要电加工的位置少了很多，这样优化了模具的加工流程，缩短了模具的制造周期，从而节约了成本，维修保养方便，模具加工效率提高。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金型材制造领域，尤其是涉及一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具及挤压工艺。
背景技术
随着铝型材行业的发展壮大，铝合金金属制品的使用范围越来越广。目前电机采用的冷却方式主要为水冷和风冷，水冷电机的应用更为广泛，而电机壳的主要成型方式为挤压成型，挤压铝合金水冷电机壳具有重量轻、硬度高、散热迅速的优点，因而得到了行业的认可。但对于模具的制造来说存在着一定的困难，电机壳上存在着多个水冷通道，每个水冷通道都对应着一个模芯，这对模具中分流孔、焊合室型腔的设计都加大了难度，并且对加工更是一种挑战，针对水冷电机壳所设计的传统模具在加工时会有很多地方数控机床加工不到，模具的设计加工不到位会使得生产效率低下，挤压型材产品质量不达标等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种便于加工、生产效率高的铝合金电机壳挤压模具，还提供一种挤压工艺，解决了现有技术中存在的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，包括依次连接的上模、镶环、中模以及垫，所述上模均匀形成有n个分流孔，n>1，上模在与中模相向的一侧固定连接有大模芯，n个分流孔围绕大模芯周围分布，镶环中心设有穿孔，镶环上围绕穿孔周围均布有2n个分流孔，相邻两个分流孔为分流桥，大模芯穿过镶环的穿孔，镶环插入到上模内，并通过定位销连接为一体，镶环放入上模中时，镶环的分流桥均位于上模的各分流孔的中间，即将上模的每个分流孔均分为两个，中模的一侧与上模可拆卸固定连接，中模的另一侧与垫可拆卸固定连接；
镶环在朝向中模的一侧均布有若干个小模芯，小模芯垂直于镶环且围绕穿孔周围设置，小模芯位于穿孔和镶环的分流孔之间，中模和垫的中心处均设有相同尺寸和形状的模孔，小模芯和大模芯共同插入到中模和垫的模孔内，小模芯与模孔之间留有形成电机壳外壁的间隙，大模芯和小模芯留有形成电机壳内壁的间隙。
进一步，所述镶环插入到上模之后，大模芯的端面与小模芯的端面平齐，镶环2放入到上模内后，镶环的朝外一侧的端面与上模的端面平齐。
进一步，所述小模芯设有8个，n＝8。
进一步，所述上模的分流孔的面积大于镶环的分流孔的面积。
进一步，所述中模朝上模的一侧形成有焊合室。
进一步，所述中模的一侧与上模通过螺栓连接，中模的另一侧与垫通过螺栓连接。
一种挤压工艺，利用上述的挤压模具，包括如下步骤：
步骤A，用剥皮机去除铝合金铸棒的表面氧化层，将处理好的铝合金铸棒预热，预热的方式为阶梯加热，然后对其喷涂碳粉，放入挤压机的挤压筒中；
步骤B，对挤压模具通过远红外加热炉加热后达到温度要求；
步骤C，挤压筒的挤压装置以1.8-2.5m/min的挤压速度将铝合金铸棒向挤压模具挤压，铝合金铸棒从挤压模具中挤压成型出挤压件；
步骤D，切除挤压件头部和尾部，进行风冷处理，挤出口增加高压风机，对风冷后的挤压件进行矫直，随后定尺锯切；
步骤E，对切割后的挤压件进行热处理，合金经过挤压在线淬火后，对型材进行人工时效处理，达到T6的状态要求。
优选的，所述步骤A中，阶梯加热是在工频加热炉中加热，参数为：铸棒头部加热到480-500℃，中部加热到460-480℃，尾部加热到440-460℃。
优选的，所述步骤B中，模具加热温度为470-490℃。
优选的，所述步骤E中，时效温度为180℃，时效时间为7小时。
相对于现有技术，本发明所述的一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具及挤压工艺，具有以下有益效果：将模具中的上模设计为分体式组合结构，分为主体和镶环，因此可以使原整体上模数控机床加工不到的位置均可以拆开单独加工，大小模芯上需要电加工的位置少了很多，这样优化了模具的加工流程，缩短了模具的制造周期，从而节约了成本，维修保养方便，模具加工效率提高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的立体分解示意图；
图2为本发明组合后的示意图；
图3为图2的左视图；
图4为镶环扣入到上模后的示意图；
图5为图4中竖直方向的剖视示意图；
图6为加工后的成品水冷电机壳的结构示意图；
附图标记说明：
1-上模；2-镶环；3-中模；4-垫；5-分流孔；6-分流桥；7-大模芯；8-小模芯；9-模孔；10-焊合室。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-5所示，一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，包括依次连接的上模1、镶环2、中模3以及垫4，所述上模1均匀形成有8个分流孔5，使整根工料先分流成8股，工料在挤压开始阶段有一个预变形过程，这样可以防止在挤压过程中产生很大的压力，可以起到保护模具的作用。
上模1在与中模3相向的一侧固定连接有大模芯7，8个分流孔围绕大模芯7周围分布，镶环2中心设有穿孔，镶环2上围绕穿孔周围均布有16个分流孔5，相邻两个分流孔5为分流桥6，分流孔5的面积与分流桥6的宽度成正比。
大模芯7穿过镶环2的穿孔，镶环2插入到上模1内，并通过定位销连接为一体，镶环2放入上模1中时，镶环2的分流桥6均位于上模1的各分流孔5的中间，即将上模1的每个分流孔5均分为两个，中模3的一侧与上模1通过螺栓连接，中模3的另一侧与垫4通过螺栓连接；
镶环2在朝向中模3的一侧均布有8个同等大小的小模芯8，小模芯8与工件水冷通道相适配，小模芯8垂直于镶环2且围绕穿孔周围设置，小模芯8位于穿孔和镶环2的分流孔5之间，中模3和垫4的中心处均设有相同尺寸和形状的模孔9，小模芯8和大模芯7共同插入到中模3和垫4的模孔9内，小模芯8与模孔9之间留有形成电机壳外壁的间隙，大模芯7和小模芯8留有形成电机壳内壁的间隙。
所述镶环2插入到上模1之后，大模芯7的端面与小模芯8的端面平齐，镶环2放入到上模1内后，镶环2的朝外一侧的端面与上模1的端面平齐。
所述上模1的分流孔5的面积大于镶环2的分流孔5的面积。
所述中模3朝上模1的一侧形成有焊合室10，对分流后的工料进行压力焊合。焊合后的工料通过大模芯7、小模芯8、模孔9之间的空隙被挤出，通过这一系列的挤压、分流、焊合过程最后便得到了水冷电机壳的外形，如图6所示。
一种挤压工艺，利用上述的挤压模具，包括如下步骤：
步骤A，用剥皮机去除铝合金铸棒的表面氧化层，铸棒尺寸为φ305*1200mm，将处理好的铝合金铸棒预热，预热的方式为阶梯加热，阶梯加热是在工频加热炉中加热，内含感应线圈，铸棒头部加热到480-500℃，中部加热到460-480℃，尾部加热到440-460℃。然后对其喷涂碳粉，可防止加热后的铸棒与模具粘连，然后放入挤压机的挤压筒中；
步骤B，对挤压模具通过远红外加热炉加热后达到温度要求，模具加热温度为470-490℃；
步骤C，挤压筒的挤压装置以1.8-2.5m/min的挤压速度将铝合金铸棒向挤压模具挤压，铝合金铸棒从挤压模具中挤压成型出挤压件；
步骤D，切除挤压件头部和尾部，进行风冷处理，挤出口增加高压风机，对风冷后的挤压件进行矫直，随后定尺锯切；
步骤E，对切割后的挤压件进行热处理，合金经过挤压在线淬火后，此时的力学性能还不能达到要求，因此需要对型材进行人工时效处理，时效温度为180℃，时效时间为7小时，可以达到T6的状态要求。对形成的型材进行力学测试，抗拉强度为233.95MPa，屈服强度为202.07MPa，延伸率为13.5。
分体式上模也有自己的优缺点，优点是维修保养方便，模具加工效率提高，节约了一些成本，缺点在于上模镶环2有一定的厚度，从而使上模1分流桥6的厚度变薄，这样会导致大模芯7与上模1的连接强度降低，在挤压时可能由于压力过大导致分流桥6断裂。目前针对这一问题的解决方法是相对于整体式模具上模的厚度，分体式上模的厚度再加厚20mm，这样既保证了分流桥的强度，也可以减少一些摩擦力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，其特征在于：包括依次连接的上模(1)、镶环(2)、中模(3)以及垫(4)，所述上模(1)均匀形成有n个分流孔(5)，上模(1)在与中模(3)相向的一侧固定连接有大模芯(7)，n个分流孔围绕大模芯(7)周围分布，镶环(2)中心设有穿孔，镶环(2)上围绕穿孔周围均布有2n个分流孔(5)，相邻两个分流孔(5)为分流桥(6)，大模芯(7)穿过镶环(2)的穿孔，镶环(2)插入到上模(1)内，并通过定位销连接为一体，镶环(2)放入上模(1)中时，镶环(2)的分流桥(6)均位于上模(1)的各分流孔(5)的中间，即将上模(1)的每个分流孔(5)均分为两个，中模(3)的一侧与上模(1)可拆卸固定连接，中模(3)的另一侧与垫(4)可拆卸固定连接；
镶环(2)在朝向中模(3)的一侧均布有若干个小模芯(8)，小模芯(8)垂直于镶环(2)且围绕穿孔周围设置，小模芯(8)位于穿孔和镶环(2)的分流孔(5)之间，中模(3)和垫(4)的中心处均设有相同尺寸和形状的模孔(9)，小模芯(8)和大模芯(7)共同插入到中模(3)和垫(4)的模孔(9)内，小模芯(8)与模孔(9)之间留有形成电机壳外壁的间隙，大模芯(7)和小模芯(8)留有形成电机壳内壁的间隙。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，其特征在于：所述镶环(2)插入到上模(1)之后，大模芯(7)的端面与小模芯(8)的端面平齐，镶环(2)放入到上模(1)内后，镶环(2)的朝外一侧的端面与上模(1)的端面平齐。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，其特征在于：所述小模芯(8)设有8个，n＝8。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，其特征在于：所述上模(1)的分流孔(5)的面积大于镶环(2)的分流孔(5)的面积。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，其特征在于：所述中模(3)朝上模(1)的一侧形成有焊合室(10)。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车水冷电机壳的挤压模具，其特征在于：所述中模(3)的一侧与上模(1)通过螺栓连接，中模(3)的另一侧与垫(4)通过螺栓连接。
7.一种挤压工艺，其特征在于：利用权利要求1-6任一项的挤压模具，包括如下步骤：
步骤A，用剥皮机去除铝合金铸棒的表面氧化层，将处理好的铝合金铸棒预热，预热的方式为阶梯加热，然后对其喷涂碳粉，放入挤压机的挤压筒中；
步骤B，对挤压模具通过远红外加热炉加热后达到温度要求；
步骤C，挤压筒的挤压装置以1.8-2.5m/min的挤压速度将铝合金铸棒向挤压模具挤压，铝合金铸棒从挤压模具中挤压成型出挤压件；
步骤D，切除挤压件头部和尾部，进行风冷处理，挤出口增加高压风机，对风冷后的挤压件进行矫直，随后定尺锯切；
步骤E，对切割后的挤压件进行热处理，合金经过挤压在线淬火后，对型材进行人工时效处理，达到T6的状态要求。
8.根据权利要求7所述的挤压工艺，其特征在于：所述步骤A中，阶梯加热是在工频加热炉中加热，参数为：铸棒头部加热到480-500℃，中部加热到460-480℃，尾部加热到440-460℃。
9.根据权利要求7所述的挤压工艺，其特征在于：所述步骤B中，模具加热温度为470-490℃。
10.根据权利要求7所述的挤压工艺，其特征在于：所述步骤E中，时效温度为180℃，时效时间为7小时。
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