CN119927177A - 一种新能源汽车用壳体铸造外模结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新能源汽车用壳体铸造外模结构，涉及汽车壳体铸造技术领域。新能源汽车用壳体铸造外模结构包括：上模芯；下模芯；镶块，多个镶块设于上模芯与下模芯的相对面之间；和驱动组件，与镶块驱动连接，当驱动组件处于高温环境时，多个镶块、上模芯与下模芯用于形成供壳体成型的型腔；当驱动组件所处的高温环境降温时，多个镶块朝远离型腔的方向移动。本发明在脱模过程中，镶块退让后与电机端盖铸件的表面无接触，从而降低了脱模阻力，消除铸件与模具间的抱紧力，避免传统模具因强制脱模导致的表面拉伤或筋条断裂，极大程度地提高了良品率。

Description

一种新能源汽车用壳体铸造外模结构

技术领域

本发明涉及汽车壳体铸造技术领域，具体而言，涉及一种新能源汽车用壳体铸造外模结构。

背景技术

随着新能源汽车产业的快速发展，轻量化、高强度的铝合金壳体（如电机端盖、电池包壳体）成为关键部件。此类壳体通常具有薄壁、多筋、复杂曲面等特征，对铸造工艺提出严苛要求：既需保证尺寸精度与表面质量，又需实现高效脱模与低缺陷率。然而，传统铸造模具在应对此类需求时面临以下技术瓶颈。

铝合金铸件冷却收缩时，易与模具型腔产生抱紧力，尤其在加强筋、凸台等高阻力区域。大多数传统模具多是依赖顶杆或斜顶机构强制脱模，易导致铸件表面划痕或筋条断裂，使得良品率不佳。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种新能源汽车用壳体铸造外模结构。

本发明提供了一种新能源汽车用壳体铸造外模结构，包括：上模芯；下模芯；镶块，多个所述镶块设于所述上模芯与所述下模芯的相对面之间；和驱动组件，与所述镶块驱动连接，当所述驱动组件处于高温环境时，多个所述镶块、所述上模芯与所述下模芯用于形成供壳体成型的型腔；当所述驱动组件所处的高温环境降温时，多个所述镶块朝远离所述型腔的方向移动；

所述驱动组件包括热胀延长杆与空心定位块，所述热胀延长杆的一端连接于所述空心定位块内的一端，所述热胀延长杆的另一端自所述空心定位块内的另一端穿出并与所述镶块连接。

可选地，所述上模芯内设有第一冷却流道，所述第一冷却流道的一端与所述空心定位块连通，所述第一冷却流道的另一端自所述上模芯延伸出，且所述第一冷却流道的路径是呈沿所述上模芯筋槽走向的蛇形路径。

可选地，所述下模芯内设有第二冷却流道，所述第二冷却流道的一端与所述空心定位块连通，所述第二冷却流道的另一端延伸出所述下模芯。

可选地，所述空心定位块与所述第一冷却流道的连通处内设有第一可变密封件，所述空心定位块与所述第二冷却流道的连通处内设有第二可变密封件，所述第二可变密封件与所述第一可变密封件的结构相同，当所述第一可变密封件与所述第二可变密封件处于高温环境时，分别使所述第一冷却流道与所述第二冷却流道处于密封状态，当所述第一可变密封件与所述第二可变密封件所处的高温环境降温时，分别逐渐解除所述第一冷却流道与第二冷却流道的密封状态。

可选地，所述驱动组件还包括传导架，所述传导架设于所述空心定位块内，且所述传导架与所述热胀延长杆连接。

可选地，所述传导架的顶部与所述第一可变密封件连接，所述传导架的底部与所述第二可变密封件连接。

可选地，所述第一可变密封件包括橡胶球与铜棒，所述铜棒的一端与所述传导架连接，所述铜棒的另一端与所述橡胶球连接。

可选地，所述上模芯的底面设有第一凹槽，所述下模芯的顶面设有第二凹槽，当所述上模芯与所述下模芯合模时，所述空心定位块嵌设于所述第一凹槽与所述第二凹槽中，所述第二凹槽与所述型腔之间设有连通槽，所述镶块设于所述连通槽内。

可选地，所述第一冷却流道在所述上模芯内一体成型，所述第二冷却流道在所述下模芯内一体成型。

本发明新能源汽车用壳体铸造外模结构的有益效果是：上模芯与下模芯定位合模后，将上模芯与下模芯预热至预设温度，此时，驱动组件处于高温环境中，多个镶块、上模芯与下模芯用于形成供壳体成型的型腔，通过浇注系统（压射缸和压射冲头）将铝合金金属液以高速、高压压入型腔，确保铝合金金属液能够快速、准确地填充型腔，保压预设时间后，使上模芯与下模芯冷却至预设温度，此时，驱动组件冷却至预设温度，使得镶块朝远离型腔的方向移动，换言之，镶块能够同步向外退让，顶出机构顶起电机端盖铸件，由于镶块退让后与电机端盖铸件的表面无接触，从而降低了脱模阻力，消除铸件与模具间地抱紧力，避免传统模具因强制脱模导致的表面拉伤或筋条断裂，极大程度地提高了良品率。

附图说明

图1为本发明实施例新能源汽车用壳体铸造外模结构的爆炸示意图；

图2为本发明实施例新能源汽车用壳体铸造外模结构的另一视角的爆炸示意图；

图3为本发明实施例新能源汽车用壳体铸造外模结构中下模芯的结构示意图；

图4为本发明实施例新能源汽车用壳体铸造外模结构的剖视图；

图5为本发明实施例新能源汽车用壳体铸造外模结构中驱动组件的变化状态图；

图6为图5中的A处结构放大图。

附图标记说明：1、上模芯；11、第一凹槽；12、第一冷却流道；2、下模芯；21、第二凹槽；22、连通槽；23、第二冷却流道；3、镶块；4、驱动组件；41、热胀延长杆；42、传导架；43、空心定位块；5、第一可变密封件；51、橡胶球；52、铜棒；6、型腔；7、第二可变密封件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”、“一些实施方式”、“示例性地”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

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。这样，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本发明实施例提供一种新能源汽车用壳体铸造外模结构，包括：上模芯1；下模芯2；镶块3，多个镶块3设于上模芯1与下模芯2的相对面之间；和驱动组件4，与镶块3驱动连接，当驱动组件4处于高温环境时，多个镶块3、上模芯1与下模芯2用于形成供壳体成型的型腔6；当驱动组件4所处的高温环境降温时，多个镶块3朝远离型腔6的方向移动。

需要说明的是，本方案所设计的外模结构适用于新能源汽车的壳体制造，具体是针对带有加强筋的电机端盖的制造，用来制造带有加强筋的电机端盖的铸造设备包括本方案所设计的外模结构，其用于成型电机端盖外轮廓及加强筋；内模结构（图中未示出）：设于型腔6内部，用于形成端盖内腔、轴孔及安装孔；镶块3位于上模芯1与下模芯2之间，围绕型腔6的周向，用于形成壳体复杂轮廓结构（如加强筋），若壳体需成型多条辐射状加强筋（筋条），镶块3的内侧可设计为与加强筋外轮廓匹配的凹槽（如图3），确保金属液充型时筋条饱满无缺料，浇注系统（图中未示出）：包括横浇道、内浇口，沿下模芯2的加强筋走向分布，避免金属液直接冲击型腔6；顶出机构（图中未示出）：设于下模芯2底部，与镶块3的退让动作联动，确保铸件无变形脱模，铸造设备还包括定模座、动模座、测抽芯机构等，本方案并不涉及上述部件的改进，在此不多加赘述，例如带有加强筋的电机端盖在制造时，电机端盖为薄壁铝合金件，厚度为3-5mm，端盖外缘设有环形分布的辐射状加强筋（高度8-10mm，宽度4-6mm），中心设有轴孔，周向分布螺栓安装孔及散热槽。

本可选的实施例中，如图1、图2、图3与图4所示，上模芯1与下模芯2定位合模后，将上模芯1与下模芯2预热至预设温度，此时，驱动组件4处于高温环境中，多个镶块3、上模芯1与下模芯2用于形成供壳体成型的型腔6，通过浇注系统（压射缸和压射冲头）将铝合金金属液以高速、高压压入型腔6，确保铝合金金属液能够快速、准确地填充型腔6，保压预设时间后，使上模芯1与下模芯2冷却至预设温度，此时，驱动组件4冷却至预设温度，使得镶块3朝远离型腔6的方向移动，换言之，镶块3能够同步向外退让，顶出机构顶起电机端盖铸件，由于镶块3退让后与电机端盖铸件的表面无接触，从而降低了脱模阻力，消除铸件与模具间的抱紧力，避免传统模具因强制脱模导致的表面拉伤或筋条断裂，极大程度地提高了良品率。

可选地，驱动组件4包括热胀延长杆41与空心定位块43，热胀延长杆41的一端连接于空心定位块43内的一端，热胀延长杆41的另一端自空心定位块43内的另一端穿出并与镶块3连接。

进一步地，上模芯1内设有第一冷却流道12，第一冷却流道12的一端与空心定位块43连通，第一冷却流道12的另一端自上模芯1延伸出，且第一冷却流道12的路径是呈沿上模芯1筋槽走向的蛇形路径。

可选地，下模芯2内设有第二冷却流道23，第二冷却流道23的一端与空心定位块43连通，第二冷却流道23的另一端延伸出下模芯2。

本可选的实施例中，结合图2、图4与图5所示，在冷却过程，冷却液（水基溶液）经第二冷却流道23进入空心定位块43，对传导架42与热胀延长杆41进行冷却。

可选地，空心定位块43与第一冷却流道12的连通处内设有第一可变密封件5，空心定位块43与第二冷却流道23的连通处内设有第二可变密封件7，第二可变密封件7与第一可变密封件5的结构相同，当第一可变密封件5与第二可变密封件7处于高温环境时，分别使第一冷却流道12与第二冷却流道23处于密封状态，当第一可变密封件5与第二可变密封件7所处的高温环境降温时，分别逐渐解除第一冷却流道12与第二冷却流道23的密封状态。

进一步地，驱动组件4还包括传导架42，传导架42设于空心定位块43内，且传导架42与热胀延长杆41连接。

本可选的实施例中，结合图5与图6所示，传导架42可以是铜质网状结构，且传导架42可以连接在空心定位块43的内壁上，传导架42可以通过导热硅脂与热胀延长杆41连接，从而得以通过传导架42快速向热胀延长杆41进行冷热传递。

可选地，传导架42的顶部与第一可变密封件5连接，传导架42的底部与第二可变密封件7连接。

进一步地，第一可变密封件5包括橡胶球51与铜棒52，铜棒52的一端与传导架42连接，铜棒52的另一端与橡胶球51连接。

具体地，橡胶球51可以是氟橡胶，传导架42可以通过导热硅脂与铜棒52的一端连接，铜棒52的另一端亦可通过导热硅脂与橡胶球51连接，提高橡胶球51在热胀冷缩时响应的灵敏度，橡胶球51受热膨胀能够封闭第一冷却流道12，橡胶球51遇冷收缩能打开第一冷却流道12。

本可选的实施例中，结合图5所示，通过传导架42可以快速向第一可变密封件5进行冷热传递，而第二可变密封件7可以通过传导架42稳定地固定在空心定位块43与第二冷却流道23的连通处。将上模芯1与下模芯2预热至预设温度时，热胀延长杆41受热伸长，推动镶块3向型腔6中心移动，镶块3与连通槽22、下模芯2的底面紧密贴合，从而闭合形成完整型腔6，此时，第一可变密封件5与第二可变密封件7分别将第一冷却流道12与第二冷却流道23封闭，提高了保压效果，对上模芯1与下模芯2进行降温时，通过向第二冷却流道23内注入冷却液，第二可变密封件7遇冷收缩，使冷却液进入空心定位块43中对热胀延长杆41进行冷却，从而热胀延长杆41收缩带动镶块3向外退让，第一可变密封件5逐渐遇冷收缩，使冷却液进入第一冷却流道12中对上模芯1的筋槽进行冷却，从而对高应力端盖壳体铸件的筋槽区域进行针对性冷却，消除筋槽根部缩松，提高电机端盖铸件的成品质量。

需要强调的是，冷却液是逐渐对橡胶球51进行冷却的，从而使橡胶球51逐渐收缩，换言之，橡胶球51的外周面到第一冷却流道12内壁之间的距离是逐渐变大的，因此，进入到第一冷却流道12中的冷却液是逐渐增加的，避免因激冷导致端盖壳体铸件的筋槽区域内部应力集中或开裂。

进一步地，上模芯1的底面设有第一凹槽11，下模芯2的顶面设有第二凹槽21，当上模芯1与下模芯2合模时，空心定位块43嵌设于第一凹槽11与第二凹槽21中，第二凹槽21与型腔6之间设有连通槽22，镶块3设于连通槽22内。

本可选的实施例中，结合图1、图2与图3所示，第一凹槽11一体成型于上模芯1上，第二凹槽21与连通槽22一体成型于下模芯2上，当上模芯1与下模芯2合模后形成空心定位块43的安装空间，在合模、预热、铝合金金属液注入与保压过程，由于热胀延长杆41处于高温环境，镶块3的表面与连通槽22、下模芯2的底面紧密贴合，镶块3保持闭合状态，确保加强筋成型饱满，多个镶块3与上模芯1、下模芯2形成完整的型腔6；在冷却过程中，由于对热胀延长杆41所处的高温环境进行降温，镶块3向外（远离型腔6的方向）退让。

可选地，第一冷却流道12在上模芯1内一体成型，第二冷却流道23在下模芯2内一体成型。

本可选的实施例中，结合图1、图2与图4所示，第一冷却流道12与第二冷却流道23分别在上模芯1内与下模芯2内一体成型，使得第一冷却流道12与第二冷却流道23的制造更加简便，并确保冷却效果的均匀性和稳定性。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变动与修改，这些变动与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，包括：

上模芯(1)；

下模芯(2)；

镶块(3)，多个所述镶块(3)设于所述上模芯(1)与所述下模芯(2)的相对面之间；和

驱动组件(4)，与所述镶块(3)驱动连接，当所述驱动组件(4)处于高温环境时，多个所述镶块(3)、所述上模芯(1)与所述下模芯(2)用于形成供壳体成型的型腔(6)；当所述驱动组件(4)所处的高温环境降温时，多个所述镶块(3)朝远离所述型腔(6)的方向移动；

所述驱动组件(4)包括热胀延长杆(41)与空心定位块(43)，所述热胀延长杆(41)的一端连接于所述空心定位块(43)内的一端，所述热胀延长杆(41)的另一端自所述空心定位块(43)内的另一端穿出并与所述镶块(3)连接。

2.如权利要求1所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述上模芯(1)内设有第一冷却流道(12)，所述第一冷却流道(12)的一端与所述空心定位块(43)连通，所述第一冷却流道(12)的另一端自所述上模芯(1)延伸出，且所述第一冷却流道(12)的路径是呈沿所述上模芯(1)筋槽走向的蛇形路径。

3.如权利要求2所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述下模芯(2)内设有第二冷却流道(23)，所述第二冷却流道(23)的一端与所述空心定位块(43)连通，所述第二冷却流道(23)的另一端延伸出所述下模芯(2)。

4.如权利要求3所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述空心定位块(43)与所述第一冷却流道(12)的连通处内设有第一可变密封件(5)，所述空心定位块(43)与所述第二冷却流道(23)的连通处内设有第二可变密封件(7)，所述第二可变密封件(7)与所述第一可变密封件(5)的结构相同，当所述第一可变密封件(5)与所述第二可变密封件(7)处于高温环境时，分别使所述第一冷却流道(12)与所述第二冷却流道(23)处于密封状态，当所述第一可变密封件(5)与所述第二可变密封件(7)所处的高温环境降温时，分别逐渐解除所述第一冷却流道(12)与第二冷却流道(23)的密封状态。

5.如权利要求4所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述驱动组件(4)还包括传导架(42)，所述传导架(42)设于所述空心定位块(43)内，且所述传导架(42)与所述热胀延长杆(41)连接。

6.如权利要求5所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述传导架(42)的顶部与所述第一可变密封件(5)连接，所述传导架(42)的底部与所述第二可变密封件(7)连接。

7.如权利要求5所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述第一可变密封件(5)包括橡胶球(51)与铜棒(52)，所述铜棒(52)的一端与所述传导架(42)连接，所述铜棒(52)的另一端与所述橡胶球(51)连接。

8.如权利要求1所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述上模芯(1)的底面设有第一凹槽(11)，所述下模芯(2)的顶面设有第二凹槽(21)，当所述上模芯(1)与所述下模芯(2)合模时，所述空心定位块(43)嵌设于所述第一凹槽(11)与所述第二凹槽(21)中，所述第二凹槽(21)与所述型腔(6)之间设有连通槽(22)，所述镶块(3)设于所述连通槽(22)内。

9.如权利要求3所述的新能源汽车用壳体铸造外模结构，其特征在于，所述第一冷却流道(12)在所述上模芯(1)内一体成型，所述第二冷却流道(23)在所述下模芯(2)内一体成型。