CN117047078A - 一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，属于低压铸造工艺技术领域，包括模具以及铸造冷却工艺，所述模具包括外支撑架、左模体、右模体、侧抽组件以及水冷组件；水冷组件固定安装在外支撑架内，位于外支撑架的中心位置；左模体和右模体分别固定安装在水冷组件的两侧，且左模体和右模体的开口一侧相互抵接；侧抽组件固定安装在外支撑架上，位于左模体和右模体的临边一侧；左模体、右模体以及侧抽组件内开设有后续用于进行气体冷却的气冷通道；铸造冷却工艺包括以下步骤：s10合模、s20安装冷却系统、s30浇注、s40水冷、s50气冷、s60脱模、s70清理检测；该冷却工艺能够解决冷却方式单一，无法精确控制温度导致产品质量过低的问题。
Description
技术领域
本发明属于低压铸造工艺技术领域，具体涉及一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺。
背景技术
目前国内电机壳毛坯一般采用低压铸造工艺进行生产制造。然而低压铸造工艺的特点，决定了生产工艺要求为：模具的上部温度必须低于模具下部温度，满足顺序冷却、顺序凝固的要求。
一般情况下低压铸造模具对温度的控制是通过在模具上加水冷管道或气冷管道，通过冷却模具具体位置来实现的。
针对电机壳结构的特点，有时候单一的冷却方式是不足以保证温度控制在一个恒定的范围内进行顺序凝固。实际铸造过程中，电机壳外部有多个厚大热节，导致局部过热产生独立的液相，造成缩松。
因此目前的液压系统存在冷却方式单一，无法精确控制温度导致产品质量过低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，能够解决目前的冷却工艺存在冷却方式单一，无法精确控制温度导致产品质量过低的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，包括模具以及铸造冷却工艺，所述模具包括外支撑架、左模体、右模体、侧抽组件以及水冷组件；所述水冷组件固定安装在所述外支撑架内，位于所述外支撑架的中心位置；所述左模体和所述右模体分别固定安装在所述水冷组件的两侧，且所述左模体和所述右模体的开口一侧相互抵接；所述侧抽组件固定安装所述外支撑架上，位于所述左模体和所述右模体的临边一侧；所述左模体、所述右模体以及所述侧抽组件内开设有后续用于进行气体冷却的气冷通道；所述铸造冷却工艺包括以下步骤：s10合模、s20安装冷却系统、s30浇注、s40水冷、s50气冷、s60脱模、s70清理检测。
本发明提供的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺的结构的技术效果如下：通过设置外支撑架，提供各结构的安装支撑位置，实现将各个组件组装为一个整体；通过设置左右摸体以及侧抽组件，提供电机壳零件的浇注成型的条件；通过设置水冷组件，实现对电机壳浇注的铝液冷却成型。
在上述技术方案的基础上，本发明的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺还可以做如下改进：
其中，所述左模体包括左模体框架、左侧进气管以及左侧出气管，所述左模体框架内部开设有用于浇注成型的左模体内腔；所述左侧进气管和所述左侧出气管的一端固定安装在所述左模体框架上，与所述左模体内腔连通，所述左侧进气管和所述左侧出气管的另一端通过支撑板固定安装在所述左模体框架上。
进一步的，所述右模体包括右模体框架、右侧进气管以及右侧出气管；所述右模体框架内部开设有用于浇注成型的右模体内腔；所述右侧进气管和所述右侧出气管的一端固定安装在所述右模体框架上，与所述右模体内腔连通，所述右侧进气管和所述右侧出气管的另一端通过支撑板固定安装在所述右模体框架上；且所述左模体与所述右模体的结构呈对称设置。
进一步的，所述侧抽组件包括侧抽冷却块、侧抽框架、侧抽块进气管、侧抽块出气管；所述侧抽框架固定安装在所述外支撑架上，所述侧抽冷却块固定安装在所述侧抽框架上，所述侧抽块进气管和所述侧抽块出气管的一端固定安装在所述侧抽冷却块上，与所述侧抽冷却块内的气体通道相连通；所述侧抽块进气管和所述侧抽块出气管的另一端通过支撑板固定安装在所述侧抽框架上。
采用上述改进方案的有益效果为：通过设置左右模体以及侧抽组件上的进出气管，以及各结构内部设置的用于进行气冷的气体通道，实现对局部位置进行气冷，从而实现对整体温度的控制。
进一步的，所述水冷组件包括水冷框架、出水口、进水口、中间螺旋块以及冷却水路外壳；所述中间螺旋块插接固定安装在所述冷却水路外壳内，所述中间螺旋块与所述冷却水路外壳内壁之间形成的通道为螺旋冷却水通道；所述中间螺旋块与所述冷却水路外壳组成的结构固定安装在所述水冷框架内；所述出水口和所述进水口设置在所述中间螺旋块的顶部，且所述出水口位于所述中间螺旋块顶部的中心位置，所述进水口位于所述中间螺旋块的边线上。
进一步的，所述外支撑架的底部开设有用于浇注铝液的直浇道，所述直浇道位于底部中心位置，且位于所述冷却水路外壳的正下方。
进一步的，具体工艺步骤为：
s10合模：通过紧固连接零件，将各结构与所述外支撑架组装并紧固，使模具整体成型；
s20安装冷却系统：将所述螺旋水冷通道与外部冷却水源连接，同时将所述左侧进气管、所述右侧进气管以及所述侧抽块进气管与外部压缩空气连接；
s30浇注：通过所述直浇道向所述左模体内腔与所述右模体内腔形成的型腔中灌注铝液，使液体充满整个腔室，确保成型的零件完整；
s40水冷：模具内部注满铝合金溶液后，将外部水源通过所述进水口，进入到所述螺旋水冷通道中，冷却水沿所述螺旋水冷通道，自上而下引入模具中以对铝合金溶液进行冷却；
s50气冷：打开压缩空气，将外部冷却空气通过所述左侧进气管、所述右侧进气管以及所述侧抽块进气管通入气冷系统内，对模具外部局部位置进行冷却；
s60脱模：冷却结束后，从模具中取出浇注完成的电机壳毛坯；
s70清理检测：对取出的电机壳毛坯进行时效处理，处理完成后进行抛丸打磨清理工序，并对清理完毕的电机壳毛坯进行检测，合格产品进行入库，不合格产品回炉融化处理。
进一步的，所述s40水冷步骤还包括以下特点：铝合金溶液充型保压后20-40秒时，向所述螺旋水冷通道进行通水冷却，水冷却系统冷却时间为150-250秒，冷却水流速为4±2L/min。
进一步的，所述s50气冷步骤还包括以下特点：水冷却开始15-30秒后，开始对模具外部局部位置进行气冷；冷却气体的大气压为0.1-0.15Mpa，冷却空气流速为10-15m/s，冷却时间为200-300秒。
与现有技术相比较，本发明提供的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺的有益效果是：通过设置整体结构模块化，便于后续浇注成型后的零件取出；通过设置水冷组件，实现对浇注零件的冷却；通过设置侧抽组件以及左右模体框架上的进出气管以及内部设置的气体通路，实现对浇注零件不同位置的定点冷却，提高加工精准，确保温度控制在需要的温度；本冷却工艺既可以保证电机壳模具温度按照“自上而下”顺序冷却，同时又能保证对局部厚大热节处进行冷却；能够解决目前铸造工艺冷却方式单一，无法精确控制温度导致产品质量过低的问题。
附图说明
图1为一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺的脱模状态下的整体结构示意图；
图2为整体结构剖视图；
图3为左模体三视图；
图4为右模体三视图；
图5为侧抽组件主视图及其俯视图；
图6为冷却组件剖视图；
图7为中间螺旋块的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
10、支撑架；11、直浇道；20、左模体；21、左模体框架；22、左侧进气管；23、左侧出气管；24、左模体内腔；30、右模体；31、右模体框架；32、右侧进气管；33、右侧出气管；34、右模体内腔；40、侧抽组件；41、侧抽冷却块；42、侧抽框架；43、侧抽块进气管；44、侧抽块出气；50、水冷组件；51、水冷框架；52、出水口；53、进水口；54、中间螺旋块；55、冷却水路外壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-7所示，是本发明提供的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，在本结构中包括模具以及铸造冷却工艺，其中模具包括外支撑架10、左模体20、右模体30、侧抽组件40以及水冷组件50；水冷组件50固定安装在外支撑架10内，位于外支撑架10的中心位置；左模体20和右模体30分别固定安装在水冷组件50的两侧，且左模体20和右模体30的开口一侧相互抵接；侧抽组件40固定安装外支撑架10上，位于左模体20和右模体30的临边一侧；左模体20、右模体30以及侧抽组件40内开设有后续用于进行气体冷却的气冷通道；铸造冷却工艺包括以下步骤：s10合模、s20安装冷却系统、s30浇注、s40水冷、s50气冷、s60脱模、s70清理检测。
其中，在上述方案中，左模体20包括左模体框架21、左侧进气管22以及左侧出气管23，左模体框架21内部开设有用于浇注成型的左模体内腔24；左侧进气管22和左侧出气管23的一端固定安装在左模体框架21上，与左模体内腔24连通，左侧进气管22和左侧出气管23的另一端通过支撑板固定安装在左模体框架21上。
进一步的，在上述方案中，右模体30包括右模体框架31、右侧进气管32以及右侧出气管33；右模体框架31内部开设有用于浇注成型的右模体内腔34；右侧进气管32和右侧出气管33的一端固定安装在右模体框架31上，与右模体内腔34连通，右侧进气管32和右侧出气管33的另一端通过支撑板固定安装在右模体框架31上；且左模体20与右模体20的结构呈对称设置。
进一步的，在上述方案中，侧抽组件40包括侧抽冷却块41、侧抽框架42、侧抽块进气管43、侧抽块出气管44；侧抽框架42固定安装在外支撑架10上，侧抽冷却块41固定安装在侧抽框架42上，侧抽块进气管43和侧抽块出气管44的一端固定安装在侧抽冷却块41上，与侧抽冷却块41内的气体通道相连通；侧抽块进气管43和侧抽块出气管44的另一端通过支撑板固定安装在侧抽框架42上。
进一步的，在上述方案中，水冷组件50包括水冷框架51、出水口52、进水口53、中间螺旋块54以及冷却水路外壳55；中间螺旋块54插接固定安装在冷却水路外壳55内，中间螺旋块54与冷却水路外壳55内壁之间形成的通道为螺旋冷却水通道56；中间螺旋块54与冷却水路外壳55组成的结构固定安装在水冷框架51内；出水口52和进水口53设置在中间螺旋块54的顶部，且出水口52位于中间螺旋块54顶部的中心位置，进水口53位于中间螺旋块54的边线上。
进一步的，在上述方案中，外支撑架10的底部开设有用于浇注铝液的直浇道11，直浇道11位于底部中心位置，且位于冷却水路外壳55的正下方。
进一步的，在上述方案中，具体工艺步骤为：
s10合模：通过紧固连接零件，将各结构与外支撑架10组装并紧固，使模具整体成型；
s20安装冷却系统：将螺旋水冷通道56与外部冷却水源连接，同时将左侧进气管22、右侧进气管32以及侧抽块进气管43与外部压缩空气连接；
s30浇注：通过直浇道11向左模体内腔24与右模体内腔34形成的型腔中灌注铝液，使液体充满整个腔室，确保成型的零件完整；
s40水冷：模具内部注满铝合金溶液后，将外部水源通过进水口53，进入到螺旋水冷通道56中，冷却水沿螺旋水冷通道56，自上而下引入模具中以对铝合金溶液进行冷却；
s50气冷：打开压缩空气，将外部冷却空气通过左侧进气管22、右侧进气管32以及侧抽块进气管43通入气冷系统内，对模具外部局部位置进行冷却；
s60脱模：冷却结束后，开模从模具中取出浇注完成的电机壳毛坯；
s70清理检测：对取出的电机壳毛坯进行时效处理，处理完成后进行抛丸打磨清理工序，并对清理完毕的电机壳毛坯进行检测，合格产品进行入库，不合格产品回炉融化处理。
进一步的，在上述方案中，s40水冷步骤还包括以下特点：铝合金溶液充型保压后20-40S时，向螺旋水冷通道56进行通水冷却，水冷却系统冷却时间为150-250S，冷却水流速为4±2L/min。
进一步的，在上述方案中，s50气冷步骤还包括以下特点：水冷却开始15-30S后，开始对模具外部局部位置进行气冷；冷却气体的大气压为0.1-0.15Mpa，冷却空气流速为10-15m/s，冷却时间为200-300S。
具体的，本发明的原理是：通过水冷和风冷的双重作用，对整体电机壳进行全过程降温；水冷作为主要降温方式“自上而下”式对浇注的铝液完成整体降温；气冷通过气体管道和冷却气体对浇注的铝液进行局部重点降温，避免过厚的位置因水冷降温不彻底产生缩松。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，包括模具以及铸造冷却工艺，其特征在于，所述模具包括外支撑架(10)、左模体(20)、右模体(30)、侧抽组件(40)以及水冷组件(50)；所述水冷组件(50)固定安装在所述外支撑架(10)内；所述左模体(20)和所述右模体(30)分别固定安装在所述水冷组件(50)的两侧；所述侧抽组件(40)固定安装所述外支撑架(10)上，位于所述左模体(20)和所述右模体(30)的临边一侧；所述左模体(20)、所述右模体(30)以及所述侧抽组件(40)内开设有气冷通道；所述铸造冷却工艺包括以下步骤：s10合模、s20安装冷却系统、s30浇注、s40水冷、s50气冷、s60脱模、s70清理检测。
2.根据权利要求1所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述左模体(20)包括左模体框架(21)、左侧进气管(22)以及左侧出气管(23)，所述左模体框架(21)内部开设有左模体内腔(24)；所述左侧进气管(22)和所述左侧出气管(23)的一端固定安装在所述左模体框架(21)上，另一端通过支撑板固定安装在所述左模体框架(21)上。
3.根据权利要求2所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述右模体(30)包括右模体框架(31)、右侧进气管(32)以及右侧出气管(33)；所述右模体框架(31)内部开设有右模体内腔(34)；所述右侧进气管(32)和所述右侧出气管(33)的一端固定安装在所述右模体框架(31)上，另一端通过支撑板固定安装在所述左模体框架(21)上；且所述左模体(20)与所述右模体(20)的结构呈对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述侧抽组件(40)包括侧抽冷却块(41)、侧抽框架(42)、侧抽块进气管(43)、侧抽块出气管(44)；所述侧抽框架(42)固定安装在所述外支撑架(10)上，所述侧抽冷却块(41)固定安装在所述侧抽框架(42)上，所述侧抽块进气管(43)和所述侧抽块出气管(44)的一端固定安装在所述侧抽冷却块(41)上，另一端通过支撑板固定安装在所述侧抽框架(42)上。
5.根据权利要求4所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述水冷组件(50)包括水冷框架(51)、出水口(52)、进水口(53)、中间螺旋块(54)以及冷却水路外壳(55)；所述中间螺旋块(54)插接固定安装在所述冷却水路外壳(55)内，所述中间螺旋块(54)与所述冷却水路外壳(55)内壁之间形成的通道为螺旋冷却水通道(56)；所述出水口(52)和所述进水口(53)设置在所述中间螺旋块(54)的顶部。
6.根据权利要求5所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述外支撑架(10)的底部开设有用于浇注铝液的直浇道(11)，所述直浇道(11)位于底部中心位置。
7.根据权利要求6所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，具体工艺步骤为：
s10合模：通过紧固连接零件，将各结构与所述外支撑架(10)组装并紧固，使模具整体成型；
s20安装冷却系统：将所述螺旋水冷通道(56)与外部冷却水源连接，同时将所述左侧进气管(22)、所述右侧进气管(32)以及所述侧抽块进气管(43)与外部压缩空气连接；
s30浇注：通过所述直浇道(11)向所述左模体内腔(24)与所述右模体内腔(34)形成的型腔中灌注铝液，使液体充满整个腔室，确保成型的零件完整；
s40水冷：模具内部注满铝合金溶液后，将外部水源通过所述进水口(53)，进入到所述螺旋水冷通道(56)中，冷却水沿所述螺旋水冷通道(56)，自上而下引入模具中以对铝合金溶液进行冷却；
s50气冷：打开压缩空气，将外部冷却空气通过所述左侧进气管(22)、所述右侧进气管(32)以及所述侧抽块进气管(43)通入气冷系统内，对模具外部局部位置进行冷却；
s60脱模：冷却结束后，从模具中取出浇注完成的电机壳毛坯；
s70清理检测：对取出的电机壳毛坯进行时效处理，处理完成后进行抛丸打磨清理工序，并对清理完毕的电机壳毛坯进行检测，合格产品进行入库，不合格产品回炉融化处理。
8.根据权利要求7所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述s40水冷步骤还包括以下特点：铝合金溶液充型保压后20-40秒时，向所述螺旋水冷通道(56)进行通水冷却，水冷却系统冷却时间为150-250秒，冷却水流速为4±2L/min。
9.根据权利要求7所述的一种水冷与气冷共同作用的电机壳低压铸造冷却工艺，其特征在于，所述s50气冷步骤还包括以下特点：水冷却开始15-30秒后，开始对模具外部局部位置进行气冷；冷却气体的大气压为0.1-0.15Mpa，冷却空气流速为10-15m/s，冷却时间为200-300秒。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117444176A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 北京航空航天大学宁波创新研究院 | 一种铝合金电机壳体的低压铸造模具及其使用方法 |
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2023
- 2023-10-09 CN CN202311297560.3A patent/CN117047078A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117444176A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 北京航空航天大学宁波创新研究院 | 一种铝合金电机壳体的低压铸造模具及其使用方法 |
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