CN112404395A - 新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，（1）参数化设计三维软件中输入电机壳体的构成特征进行三维建模，输入电机壳体压铸的压铸参数，生成三维压铸模具，压铸模具设有容置缺口、一端镶嵌于容置缺口中的内腔芯模；（2）通过参数化设计三维软件对压铸模具进行温度场模流分析，根据压铸模具不同区域温度分布的高低，设计置于内腔芯模中的随形冷却回路；（3）制作设有容置缺口的压铸模具，通过3D打印制作设有随形冷却回路的内腔芯模，并将内腔芯模一端镶嵌在容置缺口中；（4）精加工压铸模具外表面、内腔芯模露出容置缺口部分的外表面；（5）将精加工后压铸模具加热，内腔芯模露出容置缺口部分的外表面进行激光喷涂。

Description

新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法
技术领域
本发明涉及压铸模具冷却技术领域，尤其是一种新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法。
背景技术
汽车电机壳体包括筒体和与筒体一端一体构成连接的端盖，在汽车电机壳体压铸生产过程中，压铸模具需要在200-650℃之间承受交变热应力，同时还要承受40-60m/s的高速铝液的冲刷，当高温铝合金熔液进入压铸模具型腔直接与压铸模具接触时，导致压铸模具局部深腔温度过高，会破坏压铸模具表面的致密层，并在化学反应和机械粘接共同作用下，铝合金熔液会粘到压铸模具上，与压铸模具紧紧粘接在一起，导致压铸件变形甚至撕裂，且由于压铸模具长时间在较高温度下工作，会缩短压铸模具的使用寿命，所以需要对压铸模具进行冷却降温；中国专利申请号：201120236226.3的实用新型公开了一种压铸模具点冷却单元，包括水循环支架总成１，所述的水循环支架总成１上设置有进水管２和出水管３，在进水管２上设置有流量阀４和温控计５，点冷却单元壳体６的底部设置有与压铸模具相配的插接头７，在插接头７上设置有耐热胶圈８，插接头７内设置有与进水管２连通的输水管９，在输水管９和点冷却单元壳体６之间设有回流间隙10，回流间隙10与出水管３连通。点冷却冷却范围较小，点冷却管设置密度受到限制，由于汽车电机壳体的壁厚不均匀，存在通过点冷却不能稳定控制压铸模具局部温度避免粘模现象，不能稳定控制压铸模具整体温度均匀的不足；因此，设计一种能稳定控制压铸模具局部温度避免粘模现象，能稳定控制压铸模具整体温度均匀效果较好的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前存在通过点冷却不能稳定控制压铸模具局部温度避免粘模现象，不能稳定控制压铸模具整体温度均匀的不足，提供一种能稳定控制压铸模具局部温度避免粘模现象，能稳定控制压铸模具整体温度均匀效果较好的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法。
本发明的具体技术方案是：
一种新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，（1）在基于特征的参数化设计三维软件中输入电机壳体的构成特征进行三维建模，输入电机壳体压铸的压铸参数，生成三维压铸模具，压铸模具设有容置缺口、用于形成电机壳体内腔且一端镶嵌于容置缺口中的内腔芯模；（2）通过基于特征的参数化设计三维软件对压铸模具进行温度场模流分析，根据压铸模具不同区域温度分布的高低，设计置于内腔芯模中且对压铸模具温度较高的局部区域加强冷却、使压铸模具整体温度均匀的随形冷却回路；（3）制作设有容置缺口的压铸模具，通过3D打印制作设有随形冷却回路的内腔芯模，并将内腔芯模一端镶嵌在容置缺口中；（4）精加工压铸模具外表面、内腔芯模露出容置缺口部分的外表面；（5）将精加工后压铸模具加热，内腔芯模露出容置缺口部分的外表面进行激光喷涂制成压铸模具；（6）压铸模具装有用于测量实时温度的热电偶、用于实时调节冷却进水，从而调节控制压铸模具温度的电控调压阀和电控节流阀；电控调压阀的出口端与随形冷却回路的进口连通，电控节流阀的出口端与电控调压阀的进口端连通；热电偶、电控调压阀和电控节流阀分别与压铸机的控制器电性连接。
作为优选，所述的内腔芯模包括依次连接的形成电机壳体内腔端部的端柱、形成电机壳体内腔筒体内孔的柱体部、形状与容置缺口形状适配且镶嵌于容置缺口中的镶块；随形冷却回路包括：设于镶块中的总进水孔、总出水孔，设于柱体部中的多个轴向进出水孔对，设于端柱中个数与轴向进出水孔对个数相同且一一对应的端随形进出水支路；端随形进出水支路包括：端进水通道，端出水通道，由多个竖水道、横水道、弧形水道连接构成且两端与端进水通道、端出水通道一一对应连通的曲折水道；轴向进出水孔对的轴向进水孔的两端与端随形进出水支路的端进水通道、总进水孔一一对应连通，轴向进出水孔对的轴向出水孔的两端与端随形进出水支路的端出水通道、总出水孔一一对应连通。
作为优选，所述的轴向进水孔的直径与端进水通道的直径相同；轴向出水孔的直径与端出水通道的直径相同；端出水通道的直径大于端进水通道的直径；总出水孔的直径大于总进水孔的直径。
作为优选，所述的容置缺口由线切割机切割制成；镶块通过加热装配法镶嵌于容置缺口中。
作为优选，所述的基于特征的参数化设计三维软件为PROE，或ug。
作为优选，所述的电机壳体压铸的压铸参数包括：压铸件总重量、压铸材料、压注温度、内浇口进料速度、进料口截面积、排气口截面积、压铸模具温度、成型时间。
作为优选，所述的激光喷涂时，精加工后压铸模具加热温度为280℃至320℃；激光喷涂的材料为纳米钛。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，通过基于特征的参数化设计三维软件对压铸模具进行温度场模流分析，根据压铸模具不同区域温度分布的高低，设计置于内腔芯模中且对压铸模具温度较高的局部区域加强冷却、使压铸模具整体温度均匀的随形冷却回路；通过3D打印制作用常规加工方法难以加工的设有形状复杂的随形冷却回路的内腔芯模；通过内腔芯模露出容置缺口部分的外表面进行激光喷涂，提高表面硬度和抗热疲劳强度；通过热电偶测量压铸模具的实时温度，通过电控调压阀和电控节流阀实时调节冷却进水，从而调节控制压铸模具的温度，使压铸模具的温度稳定在设定温度；所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，能稳定控制压铸模具局部温度避免粘模现象，能稳定控制压铸模具整体温度均匀效果较好。随形冷却回路的设于柱体部中的多个轴向进出水孔对，设于端柱中且包括端进水通道，端出水通道，由多个竖水道、横水道、弧形水道连接构成的曲折水道的端随形进出水支路，分别与压铸模具温度较高的局部区域、电机壳体压铸件对应部位的壁厚相对应进行冷却，利于使压铸模具整体温度均匀。端出水通道的直径大于端进水通道的直径，总出水孔的直径大于总进水孔的直径，利于冷却水流动平稳。容置缺口由线切割机切割制成加工精度搞，镶块通过加热装配法镶嵌于容置缺口中连接牢固。激光喷涂时精加工后压铸模具加热温度为280℃至320℃，利于提高涂层牢度，激光喷涂的材料为纳米钛，提高表面硬度和抗热疲劳强度效果较好。
附图说明
图1是本发明内腔芯模的一种爆炸结构示意图。
图中：端柱1，柱体部2，镶块3，端随形进出水支路4，端进水通道5，端出水通道6，曲折水道7，轴向进水孔8，弧形水道9，轴向进水孔10，轴向出水孔11，热电偶12，电控调压阀13，电控节流阀14。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
一种新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，（1）在基于特征的参数化设计三维软件中输入电机壳体的构成特征进行三维建模，输入电机壳体压铸的压铸参数，生成三维压铸模具，压铸模具设有容置缺口、用于形成电机壳体内腔且一端镶嵌于容置缺口中的内腔芯模；（2）通过基于特征的参数化设计三维软件对压铸模具进行温度场模流分析，根据压铸模具不同区域温度分布的高低，设计置于内腔芯模中且对压铸模具温度较高的局部区域加强冷却、使压铸模具整体温度均匀的随形冷却回路；（3）制作设有容置缺口的压铸模具，通过3D打印制作设有随形冷却回路的内腔芯模，并将内腔芯模一端镶嵌在容置缺口中；（4）精加工压铸模具外表面、内腔芯模露出容置缺口部分的外表面；（5）将精加工后压铸模具加热，内腔芯模露出容置缺口部分的外表面进行激光喷涂制成压铸模具；（6）压铸模具装有用于测量实时温度的热电偶12、用于实时调节冷却进水，从而调节控制压铸模具温度的电控调压阀13和电控节流阀14；电控调压阀的出口端与随形冷却回路的进口连通，电控节流阀的出口端与电控调压阀的进口端连通；热电偶、电控调压阀和电控节流阀分别与压铸机的控制器电性连接。
如附图1所示：所述的内腔芯模包括依次一体构成连接的形成电机壳体内腔端部的端柱1、形成电机壳体内腔筒体内孔的柱体部2、形状与容置缺口形状适配且镶嵌于容置缺口中的镶块3；随形冷却回路包括：设于镶块3中的总进水孔（未图示）、总出水孔（未图示），设于柱体部2中的多个轴向进出水孔对，设于端柱1中个数与轴向进出水孔对个数相同且一一对应的端随形进出水支路4；端随形进出水支路4包括：端进水通道5，端出水通道6，由多个竖水道7、横水道8、弧形水道9连接构成且两端与端进水通道5、端出水通道6一一对应连通的曲折水道；轴向进出水孔对的轴向进水孔10的两端与端随形进出水支路4的端进水通道5、总进水孔一一对应连通，轴向进出水孔对的轴向出水孔11的两端与端随形进出水支路4的端出水通道6、总出水孔一一对应连通。本实施例中，热电偶12、电控调压阀13和电控节流阀14分别装于镶块3上；电控调压阀13的出口端与总进水孔连通。
所述的轴向进水孔10的直径与端进水通道5的直径相同；轴向出水孔11的直径与端出水通道6的直径相同；端出水通道6的直径大于端进水通道5的直径；总出水孔的直径大于总进水孔的直径。
所述的容置缺口由线切割机切割制成；镶块3通过加热装配法镶嵌于容置缺口中。
所述的基于特征的参数化设计三维软件为PROE。
所述的电机壳体压铸的压铸参数包括：压铸件总重量、压铸材料、压注温度、内浇口进料速度、进料口截面积、排气口截面积、压铸模具温度、成型时间。
所述的激光喷涂时，精加工后压铸模具加热温度为300℃；激光喷涂的材料为纳米钛。
所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，通过基于特征的参数化设计三维软件对压铸模具进行温度场模流分析，根据压铸模具不同区域温度分布的高低，设计置于内腔芯模中且对压铸模具温度较高的局部区域加强冷却、使压铸模具整体温度均匀的随形冷却回路；通过3D打印制作用常规加工方法难以加工的设有形状复杂的随形冷却回路的内腔芯模；通过内腔芯模露出容置缺口部分的外表面进行激光喷涂，提高表面硬度和抗热疲劳强度；通过热电偶12测量压铸模具的实时温度，通过电控调压阀13和电控节流阀14实时调节冷却进水，从而调节控制压铸模具的温度，使压铸模具的温度稳定在设定温度；所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，能稳定控制压铸模具局部温度避免粘模现象，能稳定控制压铸模具整体温度均匀效果较好。随形冷却回路的设于柱体部2中的多个轴向进出水孔对，设于端柱1中且包括端进水通道5，端出水通道6，由多个竖水道7、横水道8、弧形水道9连接构成的曲折水道的端随形进出水支路4，分别与压铸模具温度较高的局部区域、电机壳体压铸件对应部位的壁厚相对应进行冷却，利于使压铸模具整体温度均匀。端出水通道6的直径大于端进水通道5的直径，总出水孔的直径大于总进水孔的直径，利于冷却水流动平稳。容置缺口由线切割机切割制成加工精度搞，镶块3通过加热装配法镶嵌于容置缺口中连接牢固。激光喷涂时精加工后压铸模具加热温度为300℃，利于提高涂层牢度，激光喷涂的材料为纳米钛，提高表面硬度和抗热疲劳强度效果较好。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及对合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，（1）参数化设计三维软件中输入电机壳体的构成特征进行三维建模，输入电机壳体压铸的压铸参数，生成三维压铸模具，压铸模具设有容置缺口、用于形成电机壳体内腔且一端镶嵌于容置缺口中的内腔芯模；（2）通过参数化设计三维软件对压铸模具进行温度场模流分析，根据压铸模具不同区域温度分布的高低，设计置于内腔芯模中且对压铸模具温度较高的局部区域加强冷却、使压铸模具整体温度均匀的随形冷却回路；（3）制作设有容置缺口的压铸模具，通过3D打印制作设有随形冷却回路的内腔芯模，并将内腔芯模一端镶嵌在容置缺口中；（4）精加工压铸模具外表面、内腔芯模露出容置缺口部分的外表面；（5）将精加工后压铸模具加热，内腔芯模露出容置缺口部分的外表面进行激光喷涂制成压铸模具。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，（6）压铸模具装有用于测量实时温度的热电偶、用于实时调节冷却进水，从而调节控制压铸模具温度的电控调压阀和电控节流阀；电控调压阀的出口端与随形冷却回路的进口连通，电控节流阀的出口端与电控调压阀的进口端连通；热电偶、电控调压阀和电控节流阀分别与压铸机的控制器电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，所述的内腔芯模包括依次连接的形成电机壳体内腔端部的端柱、形成电机壳体内腔筒体内孔的柱体部、形状与容置缺口形状适配且镶嵌于容置缺口中的镶块；随形冷却回路包括：设于镶块中的总进水孔、总出水孔，设于柱体部中的多个轴向进出水孔对，设于端柱中个数与轴向进出水孔对个数相同且一一对应的端随形进出水支路；端随形进出水支路包括：端进水通道，端出水通道，由多个竖水道、横水道、弧形水道连接构成且两端与端进水通道、端出水通道一一对应连通的曲折水道；轴向进出水孔对的轴向进水孔的两端与端随形进出水支路的端进水通道、总进水孔一一对应连通，轴向进出水孔对的轴向出水孔的两端与端随形进出水支路的端出水通道、总出水孔一一对应连通。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，所述的轴向进水孔的直径与端进水通道的直径相同；轴向出水孔的直径与端出水通道的直径相同；端出水通道的直径大于端进水通道的直径；总出水孔的直径大于总进水孔的直径。
5.根据权利要求3所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，所述的容置缺口由线切割机切割制成；镶块通过加热装配法镶嵌于容置缺口中。
6.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，所述的参数化设计三维软件为PROE，或ug。
7.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，所述的电机壳体压铸的压铸参数包括：压铸件总重量、压铸材料、压注温度、内浇口进料速度、进料口截面积、排气口截面积、压铸模具温度、成型时间。
8.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电机壳体压铸模具的冷却方法，其特征是，所述的激光喷涂时，精加工后压铸模具加热温度为280℃至320℃；激光喷涂的材料为纳米钛。
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