CN110496869B - 铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具 - Google Patents

铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具 Download PDF

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武宽
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王秋平
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    • B21C25/02—Dies

Abstract

本发明公开了一种铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其包括上模、下模，其中上模包括隔热板Ⅰ、上模板Ⅰ、上模板Ⅱ、芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ、挤压环、6根以上弧形芯子、12根以上的上支撑柱；下模包括箍环、4根以上支撑柱、中心柱、下模板、芯轴、挡料环、隔热板Ⅱ、隔热板Ⅲ、支撑盘、顶柱套环、内模；本发明模具解决了传统铸造工艺生产电动汽车电机外壳同心度差的问题，以半固态挤压的方法提高了了电机外壳的强度，同时由于该装置的芯轴可以拆卸下来，增加模具的使用寿命；本发明装置的残料较少，增加其材料利用率，降低企业的生产成本。

Description

铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具
技术领域
本发明涉及一种铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，属于材料加工设备技术领域。
背景技术
新能源电动汽车已经得到普遍推广，其核心之一的电机部件的质量也备受关注及重视。能否生产出性能良好的电机，首先是看制造出的电机壳体是否性能优良，而加工工艺的合理性起到了决定性作用。
电动汽车所用的电机在工作过程中会产生大量的热量，不及时散发会影响电机的正常使用，缩短电机寿命，因此要求电机具有良好的散热性能。现有的电动汽车电机多采用水冷式的散热结构，电机壳体中存在冷却水道。就目前的电动汽车水冷电机壳体加工工艺多为低压铸造或砂型铸造，缺点是铸造的生产效率较低，铸型的刚度不高，芯尺寸不准或下芯位置不准确易造成铸件壁厚不均铸件的尺寸精度较差，铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
半固态加工技术即在金属凝固过程中通过控制固液温度区间或者进行剧烈搅拌得到一种金属母液中存在一定悬浮固相颗粒的固液混合浆料的加工方法，而固液混合浆料称作为半固态浆料。与传统铸造相比半固态加工得到的半固态浆料黏度比液态金属高，容易控制：模具夹带的气体少，减少氧化、改善加工性，减少模具粘接，改善表面光洁度，提高产品的机械强度，容易实现自动化和形成新加工工艺。本发明半固态反挤压铸造电动汽车电机壳体的成形模具，采用反挤压的方式进行半固态的挤压，解决了传统铸造工艺生产电动汽车电机外壳同心度差的问题，以半固态挤压的方法提高了电机外壳的强度，同时由于该装置的芯轴可以拆卸下来，增加模具的使用寿命；本发明装置的残料较少，增加其材料利用率，降低企业的生产成本。
发明内容
针对现有铸造技术存在的生产效率低和偏心的问题，本发明提供一种铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，本发明解决了传统铸造工艺生产电动汽车电机外壳同心度差和生产效率低的问题，以半固态挤压的方法提高了电机外壳的强度，同时由于该装置的芯轴可以拆卸下来，增加模具的使用寿命；本发明装置的残料较少，增加其材料利用率，降低企业的生产成本。
本发明模具包括上模、下模；所述上模包括隔热板Ⅰ、上模板Ⅰ、上模板Ⅱ、芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ、挤压环、6根以上弧形芯子、12根以上的上支撑柱，上模板Ⅰ固定在隔热板Ⅰ与上模板Ⅱ之间，上模板Ⅱ通过12根以上的上支撑柱与挤压环固连，芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ套装在上支撑柱上且芯子固定板Ⅰ固定在芯子固定板Ⅱ上方，6根以上弧形芯子一端穿过挤压环并固定在芯子固定板Ⅱ下端，芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ和6根以上弧形芯子的组合体在上模板Ⅱ和挤压环之间移动；
下模包括箍环、4根以上支撑柱、中心柱、下模板、芯轴、挡料环、隔热板Ⅱ、隔热板Ⅲ、支撑盘、顶柱套环、内模，4根以上支撑柱一端固定在下模板上方，另一端固定在支撑盘下方，中心柱下端固定在下模板上，顶柱套环固定在下模板下方；隔热板Ⅲ固定在支撑盘上部，内模底部固定在隔热板Ⅲ上，隔热板Ⅱ固定在中心柱顶端，内模底部固定在支撑盘上，芯轴下端与中心柱顶端以间隙配合的方式相连接，芯轴中上部位于内模中心处且内模与芯轴中上部之间形成挤压腔，挤压腔下部为挤压通道，挤压环设置在挤压腔内，即挤压环套装在芯轴上部且位于内模与芯轴之间，挡料环套装在芯轴下部且位于挤压通道内；箍环套装在内模外侧，6根以上弧形芯子另一端设置在挤压腔下部的挤压通道内，挤压通道与中心柱外侧空间连通。
所述挤压环为中空圆柱体。
所述内模是由内模Ⅰ和内模Ⅱ组成的中空圆台。
所述隔热板Ⅰ、上模板Ⅰ、上模板Ⅱ上均开有4个U型槽，且位置对应。
所述芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ上开有可供上支撑柱穿过的通孔，芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ和6根以上弧形芯子的组合体可在上模板Ⅱ和挤压环之间移动，上支撑柱起到导柱的作用。
所述的弧形芯子为弧形片状。
上述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具的具体工作过程包括如下步骤：
1）模具上模开启；
2）将制备好的铝合金半固态浆料倒入挤压腔中，上模向下运动使挤压环完全没入下模的挤压腔内但不与半固态浆料接触，同时芯子固定板Ⅱ下表面与芯轴上表面接触；
3）操纵挤压机，使挤压机顶柱进入顶柱套环内，顶柱继续匀速运动，顶起下模，实现反向挤压，在挤压过程中，由于压力原因，挡料环将自动掉落，半固态浆料将在挤压通道内凝固并挤出形成电动汽车电机壳体，随着挤压过程的进行，弧形芯子将随芯子固定板Ⅰ和芯子固定板Ⅱ沿支撑柱向上运动，但弧形芯子始终位于挤压通道内；
4）挤压过程结束，挤压机顶柱退回使模具下模退回，弧形芯子在下模重力作用下自动脱出工件；
5）将内模与箍环分离，然后分开内模，将挤压电机外壳取出，挤压过程结束。
本发明的有益效果：
本发明模具解决了传统铸造工艺生产电动汽车电机外壳同心度差和生产效率低的问题，以半固态挤压的方法提高了电机外壳的强度，同时由于该装置的芯轴可以拆卸下来，增加模具的使用寿命；本发明装置的残料较少，增加其材料利用率，降低企业的生产成本。
附图说明
图1为本发明模具三维结构示意图；
图2为本发明模具二维结构示意图；
图3为上模结构示意图；
图4为内模与箍环结构示意图；
图5为内模Ⅰ或内模Ⅱ结构示意图；
图6为下模板、支撑盘部分结构示意图；
图7为芯轴和挡料环结构示意图；
图中：1-隔热板Ⅰ，2-上模板Ⅰ，3-上模板Ⅱ，4-上支撑柱， 5-芯子固定板Ⅰ， 6-芯子固定板Ⅱ，7-挤压环，8-箍环，9-内模Ⅰ，10-内模Ⅱ，11-支撑柱，12-中心柱，13-下模板，14-弧形芯子，15-芯轴，16-挡料环，17-隔热板Ⅱ，18-隔热板Ⅲ，19-支撑盘，20-顶柱套环，21-内模。
具体实施方式
为使本发明的目的和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1：如图1~7所示，本模具包括上模、下模；所述上模包括隔热板Ⅰ1、上模板Ⅰ2、上模板Ⅱ3、芯子固定板Ⅰ5、芯子固定板Ⅱ6、挤压环7、6根弧形芯子14、12根上支撑柱4，上模板Ⅰ2固定在隔热板Ⅰ1与上模板Ⅱ3之间，上模板Ⅱ3通过12根上支撑柱4与挤压环7固连，芯子固定板Ⅰ、芯子固定板Ⅱ上开有供上支撑柱穿过的通孔，芯子固定板Ⅰ5、芯子固定板Ⅱ6通过通孔套装在上支撑柱4上且芯子固定板Ⅰ5固定在芯子固定板Ⅱ6上方，6根弧形芯子14一端穿过挤压环7并固定在芯子固定板Ⅱ6下端，芯子固定板Ⅰ5、芯子固定板Ⅱ6和6根弧形芯子14的组合体在上模板Ⅱ3和挤压环7之间移动；
下模包括箍环8、4根支撑柱11、中心柱12、下模板13、芯轴15、挡料环16、隔热板Ⅱ17、隔热板Ⅲ18、支撑盘19、顶柱套环20、内模21，4根支撑柱11一端固定在下模板13上方，另一端固定在支撑盘19下方，中心柱12下端固定在下模板13上，顶柱套环20固定在下模板13下方；隔热板Ⅲ18固定在支撑盘19上部，内模21底部固定在隔热板Ⅲ18上，隔热板Ⅱ17固定在中心柱12顶端，内模21底部固定在支撑盘19上，芯轴15下端与中心柱12顶端以间隙配合的方式相连接，芯轴15中上部位于内模21中心处且内模21与芯轴15中上部之间形成挤压腔，挤压腔下部为挤压通道，挤压环7设置在挤压腔内，即挤压环套装在芯轴上部且位于内模与芯轴之间，挡料环16套装在芯轴15下部且位于挤压通道内，箍环8套装在内模21外侧，6根以上弧形芯子14另一端设置在挤压腔下部的挤压通道内。
实施例2：本实施例装置结构同实施例1，不同在于：挤压环7为中空圆柱体，内模21是由内模Ⅰ9和内模Ⅱ10组成的中空圆台；隔热板Ⅰ1、上模板Ⅰ2、上模板Ⅱ3上均开有4个U型槽，且位置对应。
上述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具使用过程如下：
1）模具上模开启；
2）将制备好的铝合金半固态浆料倒入挤压腔中，上模向下运动使挤压环7完全没入下模但不与半固态浆料接触，同时芯子固定板Ⅱ6下表面与芯轴15上表面接触；
3）操纵挤压机，使挤压机顶柱进入顶柱套环20，顶杆继续匀速运动，顶起下模，实现反向挤压，在挤压过程中，由于压力原因，挡料环16将自动掉落，半固态浆料将在挤压通道凝固并挤出形成电动汽车电机壳体，随着挤压过程的进行，6根弧形芯子14将随芯子固定板Ⅰ5和芯子固定板Ⅱ6向上运动，但弧形芯子14始终位于挤压通道内；
4）挤压过程结束，挤压机顶柱退回使模具下模退回，6根弧形芯子14在下模重力作用下自动脱出工件；
5）将内模21与箍环8分离，然后分开内模21，将挤压电机外壳取出，挤压过程结束。
采用上述方案后，解决了传统铸造工艺生产电动汽车电机外壳同心度差和生产效率低的问题，以半固态挤压的方法提高了了电机外壳的强度，同时由于该装置的芯轴可以拆卸下来，增加模具的使用寿命；本发明装置的残料较少，增加其材料利用率，降低企业的生产成本。

Claims (6)

1.一种铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其特征在于：包括上模、下模；
所述上模包括隔热板Ⅰ（1）、上模板Ⅰ（2）、上模板Ⅱ（3）、芯子固定板Ⅰ（5）、芯子固定板Ⅱ（6）、挤压环（7）、6根以上弧形芯子（14）、12根以上的上支撑柱（4），上模板Ⅰ（2）固定在隔热板Ⅰ（1）与上模板Ⅱ（3）之间，上模板Ⅱ（3）通过12根以上的上支撑柱（4）与挤压环（7）固连，芯子固定板Ⅰ（5）、芯子固定板Ⅱ（6）套装在上支撑柱（4）上且芯子固定板Ⅰ（5）固定在芯子固定板Ⅱ（6）上方，6根以上弧形芯子（14）一端穿过挤压环（7）且固定在芯子固定板Ⅱ（6）下端，芯子固定板Ⅰ（5）、芯子固定板Ⅱ（6）和6根以上弧形芯子（14）的组合体在上模板Ⅱ（3）和挤压环（7）之间移动；
下模包括箍环（8）、4根以上支撑柱（11）、中心柱（12）、下模板（13）、芯轴（15）、挡料环（16）、隔热板Ⅱ（17）、隔热板Ⅲ（18）、支撑盘（19）、顶柱套环（20）、内模（21），4根以上支撑柱（11）一端固定在下模板（13）上方，另一端固定在支撑盘（19）下方，中心柱（12）下端固定在下模板（13）上，顶柱套环（20）固定在下模板（13）下方；隔热板Ⅲ（18）固定在支撑盘（19）上部，内模（21）底部固定在隔热板Ⅲ（18）上，隔热板Ⅱ（17）固定在中心柱（12）顶端，内模（21）底部固定在支撑盘（19）上，芯轴（15）下端与中心柱（12）顶端以间隙配合的方式相连接，芯轴（15）中上部位于内模（21）中心处且内模（21）与芯轴（15）中上部之间形成挤压腔，挤压腔下部为挤压通道，挤压环（7）设置在挤压腔内，即挤压环套装在芯轴上部且位于内模与芯轴之间，挡料环（16）套装在芯轴（15）下部且位于挤压通道内，箍环（8）套装在内模（21）外侧，6根以上弧形芯子（14）另一端设置在挤压腔下部的挤压通道内。
2.根据权利要求1所述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其特征在于：挤压环（7）为中空圆柱体。
3.根据权利要求1所述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其特征在于：内模（21）是由内模Ⅰ（9）和内模Ⅱ（10）组成的中空圆台。
4.根据权利要求1所述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其特征在于：隔热板Ⅰ（1）、上模板Ⅰ（2）、上模板Ⅱ（3）上均开有4个U型槽，且位置对应。
5.根据权利要求1所述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其特征在于：芯子固定板Ⅰ（5）、芯子固定板Ⅱ（6）上开有供上支撑柱（4）穿过的通孔。
6.根据权利要求1所述的铝合金半固态挤压电动汽车电机外壳的模具，其特征在于：弧形芯子（14）为弧形片状。
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