CN116851651B - 电机壳组合式气道芯及制芯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机壳组合式气道芯及制芯方法，气道芯包括叶片芯和底座芯，叶片芯的结构包括本体和设置在本体两端的芯头，底座芯上沿圆周方向设有多个芯头座；每个叶片芯两端的芯头分别和两个底座芯上对应的芯头座卡接配合；多个叶片芯沿底座芯的周向方向分布，且相邻两个叶片芯的本体之间形成有间隙，本体在两个底座芯之间成螺旋状弯曲，使间隙形成流线型镂空区；芯头上设有第一胶槽，芯头座上设有第二胶槽，第一胶槽和第二胶槽配合形成胶道，胶道的两端分别形成有注胶口和溢胶口。制芯方法包括通过卡接和胶接的方式将底座芯和叶片芯连接成一体。本发明解决了气道芯一体成型时存在成型质量差、报废率高及尺寸精度低的问题。

Description

电机壳组合式气道芯及制芯方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其是一种电机壳组合式气道芯及制芯方法。

背景技术

氢能源电机壳内腔侧壁上沿圆周方向分布有若干直线性结构的气道，要求必须在电机壳端部设置尾气收集部，对流经气道的尾气进行收集，以实现增压再利用。申请人拟开发一种具有螺旋状气道结构的氢能源电机壳，以实现尾气自动回收循环，从而避免设置尾气收集部。改进后的氢能源电机壳内腔侧壁结构复杂呈花篮状，故而需要设置对应的气道芯配合模具型腔实现铸造成型。

如果采用传统的制芯工艺制作气道芯，参见图1，需要设置多个抽块结构1，在抽块中心位置形成砂芯成型区2，在其内形成一体式的花篮状气道芯。其存在的问题是：（1）采用模具一体成型砂芯，受模具开模影响，上、下模开模方向必须增加拔模斜度，受拔模影响，砂芯中间部位会出现单边加厚的现象，造成尺寸精度很难达到设计要求。（2）因为砂芯本体几乎都是由抽块成型，抽块之间的配合面比较多，抽块与抽块之间容易跑气，导致砂芯疏松、少肉严重，砂芯报废率在20-40%左右。且每次生产前模具调试困难，调试周期很长，影响生产进度。（3）模具结构特别复杂，制作困难且制作及保养维护成本高，同时外对抽块的运行精度要求高。

发明内容

本发明提供一种电机壳组合式气道芯及制芯方法，目的是解决现有技术中，采用抽块模具一体成型气道芯时，存在成型质量差、报废率高及尺寸精度低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种组合式气道芯，包括叶片芯和设置在所述叶片芯两端的底座芯，所述叶片芯的结构包括本体和设置在所述本体两端的芯头，所述底座芯上沿圆周方向设有多个芯头座；

每个叶片芯两端的芯头分别和两个底座芯上对应的芯头座卡接配合；多个叶片芯沿底座芯的周向方向分布，且相邻两个叶片芯的本体之间形成有间隙，所述本体在两个底座芯之间成螺旋状弯曲，使所述间隙形成流线型镂空区；

所述芯头上设有第一胶槽，所述芯头座上设有第二胶槽，所述第一胶槽和第二胶槽配合形成胶道，所述胶道的两端分别形成有注胶口和溢胶口。

进一步技术方案为：

所述芯头座为槽结构，用于容纳所述芯头，槽结构包括槽底和位于所述槽底两侧的侧壁，所述槽底上设有开口区，所述侧壁上端形成有芯头座的上平面，当芯头与芯头座卡接配合到位时，所述槽底与芯头的下端面紧密贴合，所述上平面与芯头的上端面齐平，且芯头的侧面与所述侧壁之间形成有小间隙。

所述第一胶槽位于所述芯头的远离底座芯圆心的外侧面上，对应的，所述第二胶槽位于所述底座芯的远离其圆心一侧的侧壁上。

所述第一胶槽为一U型槽道，横截面为半圆形；所述第二胶槽成直线形槽道，横截面为半圆形；第二胶槽与U型槽道中的一段配合形成横截面为圆形的注胶段，其入口为所述注胶口，U型槽道中的另一段与所述底座芯的远离其圆心一侧的侧壁配合形成横截面为半圆形的溢胶段，其出口为所述溢胶口；

所述溢胶口、所述注胶口均位于所述开口区。

所述小间隙为0.1-0.15mm。

其中一个底座芯上相邻两个叶片芯的芯头之间紧密排列，从而沿圆周形成封闭环形，另一个底座芯上相邻两个叶片芯的芯头之间等间距排列，形成的间距为3-5mm。

多个叶片芯沿底座芯的周向方向分布构成花篮状筒体，两个底座芯结构相同且以所述筒体为中心对称设置，所述筒体的外径小于所述底座芯的外径。

本发明还提供一种制芯方法，用于形成所述的组合式气道芯，包括：

通过制芯模具制作两个底座芯、及若干叶片芯；

将第一个底座芯放置到安装平面上，依次将各叶片芯下端的芯头卡接到对应的芯头座中，对各下端的芯头和芯头座卡接配合后形成的注胶口进行注胶，观察溢胶口有出胶后停止注胶，形成中间安装体；

将第二个底座芯盖到所述中间安装体的上端并下压，使各叶片芯上端的芯头卡接到对应的芯头座中，对各上端的芯头和芯头座卡接配合后形成的注胶口进行注胶，观察溢胶口有出胶后停止注胶，形成成品。

进一步技术方案为：

所述第一个底座芯上相邻两个叶片芯的芯头之间等间距排列，形成的间距为3-5mm；所述第二个底座芯上相邻两个叶片芯的芯头之间紧密排列，从而沿圆周形成封闭环形；

每次在注胶前，先检查芯头与对应的芯头座卡接配合是否到位，如未到位，调整芯头位置并按压，使其上端面与芯头座的上平面齐平。

本发明还提供一种电机壳，利用所述的组合式气道芯铸造成型，成型后电机壳内腔外壁与外壳内壁之间有填充所述流线型镂空区而得的导流叶片，相邻导流叶片之间形成有与所述本体形状对应的导流区。

本发明的有益效果如下：

本发明的底座芯和叶片芯单独成型，组芯操作方便，组芯后的砂芯质量好，尺寸精度高。具体理由如下：

由于底座芯和叶片芯单独成型，结构简单，使得模具制芯容易，降低了报废率。同时，避免了拔模影响，不存在单边增厚的问题，提高了尺寸精度，满足了设计需求。所需的砂芯模具制作简单，生产排产时调试时间短。模具制作成本及保养维护成本低。

采用卡接和胶接结合的方式进行组芯，操作方便，装配精度高。通过芯头上平面和芯头座上端面是够齐平即可判断卡接配合是否到位，检测方便。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1为本发明背景技术所提的采用传统制芯工艺对气道芯一体成型所用模具结构示意图。

图2为本发明实施例的气道芯的结构示意图。

图3为本发明实施例的叶片芯的结构示意图。

图4为本发明实施例的底座芯的结构示意图。

图5为图4的另一视角。

图6为本发明实施例的气道芯的剖视图。

图7为图6中B部放大图。

图8为图2中A部放大图。

图9为本发明实施例气道芯的组芯流程示意图。

图10为利用本发明实施例的气道芯铸造成型的电机壳的结构示意图本发明实施例的气道芯的结构示意图。

图11为图10的剖视图。

图中：1、抽块结构；2、砂芯成型区；3、底座芯；4、叶片芯；5、注胶口；6、溢胶口；7、电机壳；8、流线型镂空区；9、小间隙；31、开口区；32、侧壁；33、第二胶槽；34、上平面；35、槽底；41、本体；42、芯头；43、第一胶槽； 44、上端面；71、导流区；72、导流叶片。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

参见图2至图5，本实施例提供一种组合式气道芯，包括叶片芯4和设置在叶片芯4两端的底座芯3，叶片芯4的结构包括本体41和设置在本体41两端的芯头42，底座芯3上沿圆周方向设有多个芯头座；每个叶片芯4两端的芯头42分别和两个底座芯3上对应的芯头座卡接配合；

如图2所示，多个叶片芯4沿底座芯3的周向方向分布，且相邻两个叶片芯4的本体41之间形成有间隙，本体41在两个底座芯3之间成螺旋状弯曲，使间隙形成流线型镂空区8；

如图3和图4所示，芯头42上设有第一胶槽43，芯头座上设有第二胶槽33，第一胶槽43和第二胶槽33配合形成胶道，胶道的两端分别形成有如图2所示的注胶口5和溢胶口6。

如图4和图5所示，芯头座为槽结构，用于容纳芯头42，槽结构包括槽底35和位于槽底35两侧的侧壁32，槽底35上设有开口区31，侧壁32上端形成有芯头座的上平面34，如图2所示；

如图6和图7所示，当芯头42与芯头座卡接配合到位时，槽底35与芯头42的下端面紧密贴合，上平面34与芯头42的上端面44齐平，且芯头42的侧面与侧壁32之间形成有小间隙9。

本实施例优选将第一胶槽43设置于芯头42的远离底座芯3圆心的外侧面上，对应的，第二胶槽33位于底座芯3的远离其圆心一侧的侧壁32上。具体的，第一胶槽43为一U型槽道，横截面为半圆形；第二胶槽33成直线形槽道，横截面为半圆形；第二胶槽33与U型槽道中的一段配合形成横截面为圆形的注胶段，其入口为注胶口5，U型槽道中的另一段与底座芯3的远离其圆心一侧的侧壁32配合形成横截面为半圆形的溢胶段，其出口为溢胶口6；溢胶口6、注胶口5均位于开口区31。

本实施例的胶槽及注胶位置设计在底座芯的远离其圆心一侧的侧壁32上，铸造时芯头座和模具配合，此位置不参与铸件成型，因此浇注过程中，铝液不会经过此位置，确保注入的热熔胶不会接触到铝液。否则热熔胶水遇到700℃左右的铝液时，会大量发气导致铸件报废。

本实施例将小间隙9设置为0.1-0.15mm，设置此间隙一方面便于卡接配合，使芯头顺利卡入芯头座中，另一方面如此小的间隙保证了砂芯组合后的尺寸精度。

如图2和图8所示，其中一个底座芯3上相邻两个叶片芯4的芯头42之间紧密排列，从而沿圆周形成封闭环形，另一个底座芯3上相邻两个叶片芯4的芯头42之间等间距排列，形成的间距为3-5mm。

具体的，多个叶片芯4沿底座芯3的周向方向分布构成花篮状筒体，两个底座芯3结构相同且以筒体为中心对称设置，筒体的外径小于底座芯3的外径。

可以理解，通过合理设置配合间隙，本实施例的叶片芯与底座芯之间通过卡接配合即可实现基本的连接目的。为了提升连接强度和稳定性，本实施例进一步通过在芯头和芯头座上设置胶道，实现两者之间的胶接。

参见图9，本实施例还提供一种制芯方法，用于形成所述的组合式气道芯，包括：

S1、通过制芯模具制作两个底座芯3、及若干叶片芯4；

S2、将第一个底座芯3放置到安装平面上，依次将各叶片芯4下端的芯头42卡接到对应的芯头座中，对各下端的芯头42和芯头座卡接配合后形成的注胶口5进行注胶，观察溢胶口6有出胶后停止注胶，形成中间安装体；

S3、将第二个底座芯3盖到中间安装体的上端并下压，使各叶片芯4上端的芯头42卡接到对应的芯头座中，对各上端的芯头42和芯头座卡接配合后形成的注胶口5进行注胶，观察溢胶口6有出胶后停止注胶，形成成品。

具体的，如图2和图8所示，第一个底座芯3上相邻两个叶片芯4的芯头42之间等间距排列，形成的间距为3-5mm；第二个底座芯3上相邻两个叶片芯4的芯头42之间紧密排列，从而沿圆周形成封闭环形。为了确保其中一端的芯头能紧密排列，另一端需要做相应的避让结构，即设置3-5mm的间距，目的是防止干涉。否则在安装最后一个叶片芯时会不方便放入。

具体的，每次在注胶前，先检查芯头42与对应的芯头座卡接配合是否到位，如未到位，调整芯头42位置并按压（或轻轻敲击芯头），使其上端面44与芯头座的上平面34齐平。

具体的，底座芯和叶片芯卡接好之后，用热熔胶枪对着注胶口注入热熔胶，当溢胶口位置有胶流出来，说明注胶槽内胶水注满了，实现底座芯和叶片芯的粘接固定。

具体的，步骤S1中，设计用于制作底座芯3的模具、以及用于制作叶片芯4的模具。叶片芯的两端芯头结构一致，以便两个底座芯可互换通用，减少砂芯模具的数量。成型叶片芯4的模具可设置多个型腔，一次性形成多个叶片芯。成型底座芯3的模具可设置一个或多个型腔。

本申请通过底座芯和叶片芯单独制芯然后通过卡接加胶接的组芯方法获得合格的花篮状气道芯。通过对组合后的砂芯进行3D扫描验证，尺寸误差可以控制在0.3mm以内，尺寸精度高，符合设计需求。

参见图10和图11，本实施例还提供一种电机壳，铸造时在模具型腔中放置所述的组合式气道芯，采用低压浇注工艺，通过下部浇口向模具型腔中注铝，在炉内压力作用下，铝液缓慢压入模具型腔，铝液缓慢向上充型，最终充型饱满，冷却后获得合格的铸件。成型后电机壳7内腔外壁与外壳内壁之间有填充流线型镂空区8而得的导流叶片72，相邻导流叶片72之间形成有与本体41形状对应的导流区71。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (4)

1.一种电机壳组合式气道芯，其特征在于，包括叶片芯（4）和设置在所述叶片芯（4）两端的底座芯（3），所述叶片芯（4）的结构包括本体（41）和设置在所述本体（41）两端的芯头（42），所述底座芯（3）上沿圆周方向设有多个芯头座；

每个叶片芯（4）两端的芯头（42）分别和两个底座芯（3）上对应的芯头座卡接配合；多个叶片芯（4）沿底座芯（3）的周向方向分布，且相邻两个叶片芯（4）的本体（41）之间形成有间隙，所述本体（41）在两个底座芯（3）之间成螺旋状弯曲，使所述间隙形成流线型镂空区（8）；

所述芯头（42）上设有第一胶槽（43），所述芯头座上设有第二胶槽（33），所述第一胶槽（43）和第二胶槽（33）配合形成胶道，所述胶道的两端分别形成有注胶口（5）和溢胶口（6）；

所述芯头座为槽结构，用于容纳所述芯头（42），槽结构包括槽底（35）和位于所述槽底（35）两侧的侧壁（32），所述槽底（35）上设有开口区（31），下部的底座芯（3）的侧壁（32）上端形成有芯头座的上平面（34），当芯头（42）与芯头座卡接配合到位时，所述槽底（35）与芯头（42）的下端面紧密贴合，所述上平面（34）与下部的芯头（42）的上端面（44）齐平，且芯头（42）的侧面与所述侧壁（32）之间形成有小间隙（9）；

所述第一胶槽（43）位于所述芯头（42）的远离底座芯（3）圆心的外侧面上，对应的，所述第二胶槽（33）位于所述底座芯（3）的远离其圆心一侧的侧壁（32）上；

所述第一胶槽（43）为一U型槽道，横截面为半圆形；所述第二胶槽（33）成直线形槽道，横截面为半圆形；第二胶槽（33）与U型槽道中的一段配合形成横截面为圆形的注胶段，其入口为所述注胶口（5），U型槽道中的另一段与所述底座芯（3）的远离其圆心一侧的侧壁（32）配合形成横截面为半圆形的溢胶段，其出口为所述溢胶口（6）；

所述溢胶口（6）、所述注胶口（5）均位于所述开口区（31）；

所述小间隙（9）为0.1-0.15mm。

2.根据权利要求1所述的电机壳组合式气道芯，其特征在于，其中一个底座芯（3）上相邻两个叶片芯（4）的芯头（42）之间紧密排列，从而沿圆周形成封闭环形，另一个底座芯（3）上相邻两个叶片芯（4）的芯头（42）之间等间距排列，形成的间距为3-5mm。

3.一种制芯方法，用于形成如权利要求1或2所述的电机壳组合式气道芯，其特征在于，包括：

通过制芯模具制作两个底座芯（3）、及若干叶片芯（4）；

将第一个底座芯（3）放置到安装平面上，依次将各叶片芯（4）下端的芯头（42）卡接到对应的芯头座中，对各下端的芯头（42）和芯头座卡接配合后形成的注胶口（5）进行注胶，观察溢胶口（6）有出胶后停止注胶，形成中间安装体；

将第二个底座芯（3）盖到所述中间安装体的上端并下压，使各叶片芯（4）上端的芯头（42）卡接到对应的芯头座中，对各上端的芯头（42）和芯头座卡接配合后形成的注胶口（5）进行注胶，观察溢胶口（6）有出胶后停止注胶，形成成品。

4.根据权利要求3所述的制芯方法，其特征在于，所述第一个底座芯（3）上相邻两个叶片芯（4）的芯头（42）之间等间距排列，形成的间距为3-5mm；所述第二个底座芯（3）上相邻两个叶片芯（4）的芯头（42）之间紧密排列，从而沿圆周形成封闭环形；

每次在注胶前，先检查芯头（42）与对应的芯头座卡接配合是否到位，如未到位，调整芯头（42）位置并按压，使其上端面（44）与芯头座的上平面（34）齐平。