CN220837871U - 一种电机壳体铸造模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机壳体铸造模具，在侧模内位于所述水道芯上方的位置设置有冷却水流道，在现有温度区间情况下对厚大部位加强冷却使此区间温度降低；将保温罩设置于保温基座的安装孔内，其中，保温罩的下端具有与铸造型腔连通的冒口槽，在冒口槽的顶部和侧面均填充保温材料，进而有效提高冒口区间温度，从而加大两个区间的温差，使冒口部分可对厚大部位进行有效补缩，进而提升产品合格率。

Description

一种电机壳体铸造模具

技术领域

本实用新型涉及电机零部件制造技术领域，具体涉及一种电机壳体铸造模具。

背景技术

水冷电机是一种采用水冷却方式散热的电机。通常由定子、转子、带水道的壳体和冷却水供应源组成，其工作时冷却水循环流过电机壳体的水道，将电机内部产生的热量带走，其散热效果好，功率密度高，寿命长，噪音低，可靠性高，因而在新能源汽车、航空航天等领域具有很好的应用前景。

如图1所示，为一种水冷电机的壳体产品，该壳体内部设置有环形水道100用于电机降温，由于水道100的存在，产品在水道100上方和下方的位置壁厚较大，约20～26mm左右，而水道所在部分壁厚较小，仅5-6mm，现有电机壳体产品为保证稳定性和使用寿命，一般采用低压铸造工艺制作，上述结构的壳体在铸造凝固过程中金属(一般为铝合金)收缩会因为上部厚度大有热结导致壳体内部出现缩松情况，从而导致泄露。

如图2所示，为该类型壳体产品的通用铸造工艺示意，分析发现，因铝水是从设备升液管200缓缓上升，直到上升至补缩冒口300处，初始铝水从升液管处经过时温度为720℃左右，铝水经过模具内的铸造型腔缓慢上升，温度会被模具逐步带走，导致上部补缩冒口处铝水温度远低于初始温度，实际测量发现仅为670℃不到，这就会导致其与壳体水道上方厚度较大的部位(简称厚大部位)一起凝固，无法对厚大部位起到有效的补缩，因而失去了设置冒口的意义，实际操作中发现，由于铝水温度持续影响模具整体温度，导致模具温度会出现分层，即上半部分温度低，下半部分温度高，进而形成恶性循环，采用现有工艺无法有效解决产品缩松问题，前期生产时，产品上半部分一直存在各种铸造缺陷，合格率仅为50％，完全不能满足该类型壳体的大批量长期生产需求。

根据铸造通用常识和该类型产品铸造成型原理，当冒口处存积大量铝水蓄积足够热量，温度比厚大部位的温度高约30℃左右时，可在凝固过程中对厚大部位进行补缩，从而达到降低此处内部缩松情况，然而现有技术中的模具无法达到上述要求，因此有必要提供一种新的电机壳体铸造模具。

实用新型内容

基于上述表述，本实用新型提供了一种电机壳体铸造模具，以解决上述技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电机壳体铸造模具，其包括模具主体、升液管和保温组件；

所述模具主体包括可配合形成铸造型腔的上模、多个侧模、下模、中部抽芯和水道芯，所述中部抽芯用于形成电机壳体的内部空腔，所述水道芯用于在电机壳体内壁上形成盘绕状的水道，所述侧模内设置有冷却水流道，所述冷却水流道位于所述水道芯上方；

所述升液管设置于所述下模的下端，所述升液管具有与所述铸造型腔连通的升液通道；

所述保温组件包括保温基座、保温罩和固定板，所述保温基座设置于所述铸造型腔的上部，所述保温基座具有上下贯穿的安装孔，所述保温罩设置于所述安装孔内，所述保温罩的下端具有与所述铸造型腔连通的冒口槽，所述保温罩的上端具有保温槽，所述安装孔内壁和所述保温罩的外侧壁之间形成有保温间隙，所述保温槽和所述保温间隙内填充有保温材料，所述固定板用于将所述保温罩固定于所述安装孔内。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本申请提供的电机壳体铸造模具，在侧模内位于所述水道芯上方的位置设置有冷却水流道，在现有温度区间情况下对厚大部位加强冷却使此区间温度降低；将保温罩设置于保温基座的安装孔内，其中，保温罩的下端具有与铸造型腔连通的冒口槽，在冒口槽的顶部和侧面均填充保温材料，进而有效提高冒口区间温度，从而加大两个区间的温差，使冒口部分可对厚大部位进行有效补缩，进而提升产品合格率；另外，本申请模具的主体结构与现有技术中的铸造模具基本一致，不需要进行较大的结构变化，还具有降低开发成本，提高设计稳定性，增强生产效率，方便售后服务等显著优势。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，所述安装孔靠近下端的位置具有环形的定位台阶，所述保温罩的下端与所述定位台阶的台阶面接触定位。

进一步的，还包括底座，所述下模固定设置于所述底座中部，所述侧模的数目为四个，四个所述侧模沿周向均匀设置于所述下模外侧且可沿所述铸造型腔的径向靠近所述远离所述下模。

进一步的，所述底座的上端面位于所述下模的四个侧面形成有滑道，所述侧模一一对应的滑动设置于所述滑道。

进一步的，每一所述侧模均具有两个与相邻侧模接触的接触面和远离所述铸造型腔的外端面，所述冷却水流道包括冷却通道和两个外部通道，所述冷却通道两端分别延伸至所述侧模的两个接触面，两个外部通道均从所述外端面连通至所述冷却通道，所述冷却通道的两端设置有密封件。

进一步的，所述冷却通道的端部设置有螺纹密封接口，所述密封件包括螺纹连接于所述螺纹密封接口的堵头。

进一步的，所述上模包括顶板、上部基座、活动调节板、支撑柱和若干第一导杆，所述顶板用于与上模驱动机构连接，所述上部基座通过所述支撑柱固定于所述顶板下方，所述上部基座的中部具有对应所述保温基座的装配孔，所述第一导杆竖直滑动插设于所述上部基座，所述活动调节板设置于所述顶板和上部基座之间并连接于所述第一导杆上端，所述活动调节板通过连杆与所述中部抽芯和所述保温基座连接，所述固定板滑动套设于所述连杆。

进一步的，所述上模还包括第二导杆和导向套，所述第二导杆竖直连接于所述顶板和上部基座之间，所述导向套连接于所述活动调节板并与所述第二导杆滑动配合。

进一步的，所述底座的外侧具有四个支撑基座，所述支撑基座的上端设置有垫板，用于对所述上部基座的下端面形成支撑。

附图说明

图1为现有技术中的一种水冷电机壳体的壁厚实测示意图；

图2为图1中水冷电机壳体的铸造工艺状态图；

图3为本申请实施例提供的一种电机壳体铸造模具的结构示意图；

图4为图3的纵向剖面示意图；

图5为本申请实施例中保温装置的结构示意图；

图6为本申请实施例中冷却水流道在侧模中的分布示意图；

图7为本申请实施例中冷却水流道的结构示意图；

图8为本申请实施例中上模的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

如图3至图8所示，本申请实施例提供了一种电机壳体铸造模具，其包括底座10、模具主体20、升液管30和保温组件40。

所述模具主体20包括可配合形成铸造型腔的上模21、多个侧模22、下模23、中部抽芯24和水道芯25。

其中，所述下模23固定设置于所述底座10中部，在本实施例中，所述侧模22的数目为四个，四个所述侧模22沿周向均匀设置于所述下模23外侧且可沿所述铸造型腔的径向靠近所述远离所述下模。

具体而言，所述底座10的上端面位于所述下模23的四个侧面形成有滑道11，所述侧模23一一对应的滑动设置于所述滑道11。

所述中部抽芯24用于形成电机壳体的内部空腔，所述水道芯25用于在电机壳体内壁上形成盘绕状的水道，所述侧模22内设置有冷却水流道220，所述冷却水流道220位于所述水道芯25上方。

所述升液管30设置于所述下模23的下端，所述升液管30具有与所述铸造型腔连通的升液通道31。

其中，保温组件40包括保温基座41、保温罩42和固定板43，所述保温基座41设置于所述铸造型腔的上部，所述保温基座41具有上下贯穿的安装孔，所述保温罩42设置于所述安装孔内，所述保温罩42的下端具有与所述铸造型腔连通的冒口槽421，所述保温罩42的上端具有保温槽422，所述安装孔内壁和所述保温罩42的外侧壁之间形成有保温间隙411，所述保温槽422和所述保温间隙411内填充有保温材料，保温材料包括但不限于矿物棉、陶瓷纤维，本实施例中优选矿物棉。

所述固定板43用于将所述保温罩42固定于所述安装孔内，在本实施例中，固定板42与保温基座41通过螺纹锁定，固定板42下端压住保温罩42上端，为了保证隔热效果，保温罩42的壁厚不能太厚，在本实施例中，保温罩42可采用铁制品，壁厚5mm，其纵向截面大致呈“H”形结构，“H”形结构的下方开口对应冒口槽421，上方开口对应保温槽422。

为了保证冒口的稳定形成，确保冒口的密封性，所述安装孔靠近下端的位置具有环形的定位台阶412，所述保温罩42的下端与所述定位台阶412的台阶面接触定位。

对于冷却水流道220的设置，在本申请的实施例中，每一所述侧模22均具有两个与相邻侧模22接触的接触面221和远离所述铸造型腔的外端面222，所述冷却水流道220包括冷却通道a和两个外部通道b，所述冷却通道a两端分别延伸至所述侧模22的两个接触面221，以确保冷却通道a对厚大部位环形区间充分降温，两个外部通道b均从所述外端面222连通至所述冷却通道a，用于与外部水管连接，以实现冷却水的输入和输出，实现冷却水的流动循环。

其中，所述冷却通道a的两端设置有密封件c，具体的，在本申请的实施例中，所述冷却通道a的端部设置有螺纹密封接口，所述密封件c包括螺纹连接于所述螺纹密封接口的堵头。

上模21用于向下运动合模，其包括顶板211、上部基座212、活动调节板213、支撑柱214和若干第一导杆215，所述顶板211用于与上模驱动机构连接，一般为压力机构，如加压气缸，所述上部基座212通过所述支撑柱224固定于所述顶板211下方，所述上部基座212的中部具有对应所述保温基座41的装配孔，所述第一导杆215竖直滑动插设于所述上部基座212，所述活动调节板213设置于所述顶板211和上部基座212之间并连接于所述第一导杆215上端，进而实现活动调节板213的升降，为了有效保护活动调节板213和上部基座212之间不发生刚性碰撞，第一导杆215上可套设弹簧。

所述活动调节板213通过连杆216与所述中部抽芯24和所述保温基座41连接，其中，所述固定板43滑动套设于所述连杆216。

在本申请的实施例中，活动调节板213一般为普通钢板，其耐磨差，其中第一导杆215实现了活动调节板213和上部基座212的运动导向，为保证活动调节板213与顶板的运动导向，并有效延长活动调节板213的使用寿命，所述上模21还包括第二导杆217和导向套218，所述第二导杆217竖直连接于所述顶板211和上部基座212之间，所述导向套218连接于所述活动调节板213并与所述第二导杆217滑动配合。

为了对所述上部基座212的下端面形成支撑，防止下模承受压力过大而变形，所述底座10的外侧具有四个支撑基座12，所述支撑基座12的上端设置有垫板13。

本申请提供的电机壳体铸造模具，在侧模22内位于所述水道芯25上方的位置设置有冷却水流道220，在现有温度区间情况下对厚大部位加强冷却使此区间温度降低；将保温罩42设置于保温基座41的安装孔内，其中，保温罩42的下端具有冒口槽421，在冒口槽421的顶部和侧面均填充保温材料，进而有效提高冒口区间温度，从而加大两个区间的温差，使冒口部分可对厚大部位进行有效补缩，进而提升产品合格率；实际使用中经测量，在铝水进料温度720℃不变的情况下，下模23进口出模具温度约为430℃，厚大部位模具温度约为290℃，冒口槽附近温度约为330℃，冒口处温度已高于厚大部位温度达40℃以上，冒口可对厚大部位进行有效补缩，缺陷基本已解决，目前使用产品合格率可达90％以上。

另外，本申请模具的主体结构与现有技术中的铸造模具基本一致，不需要进行较大的结构变化，还具有降低开发成本，提高设计稳定性，增强生产效率，方便售后服务等显著优势。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机壳体铸造模具，其特征在于，包括模具主体、升液管和保温组件；

所述模具主体包括可配合形成铸造型腔的上模、多个侧模、下模、中部抽芯和水道芯，所述中部抽芯用于形成电机壳体的内部空腔，所述水道芯用于在电机壳体内壁上形成盘绕状的水道，所述侧模内设置有冷却水流道，所述冷却水流道位于所述水道芯上方；

所述升液管设置于所述下模的下端，所述升液管具有与所述铸造型腔连通的升液通道；

所述保温组件包括保温基座、保温罩和固定板，所述保温基座设置于所述铸造型腔的上部，所述保温基座具有上下贯穿的安装孔，所述保温罩设置于所述安装孔内，所述保温罩的下端具有与所述铸造型腔连通的冒口槽，所述保温罩的上端具有保温槽，所述安装孔内壁和所述保温罩的外侧壁之间形成有保温间隙，所述保温槽和所述保温间隙内填充有保温材料，所述固定板用于将所述保温罩固定于所述安装孔内。

2.根据权利要求1所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，所述安装孔靠近下端的位置具有环形的定位台阶，所述保温罩的下端与所述定位台阶的台阶面接触定位。

3.根据权利要求1所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，还包括底座，所述下模固定设置于所述底座中部，所述侧模的数目为四个，四个所述侧模沿周向均匀设置于所述下模外侧且可沿所述铸造型腔的径向靠近或远离所述下模。

4.根据权利要求3所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，所述底座的上端面位于所述下模的四个侧面形成有滑道，所述侧模一一对应的滑动设置于所述滑道。

5.根据权利要求4所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，每一所述侧模均具有两个与相邻侧模接触的接触面和远离所述铸造型腔的外端面，所述冷却水流道包括冷却通道和两个外部通道，所述冷却通道两端分别延伸至所述侧模的两个接触面，两个外部通道均从所述外端面连通至所述冷却通道，所述冷却通道的两端设置有密封件。

6.根据权利要求5所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，所述冷却通道的端部设置有螺纹密封接口，所述密封件包括螺纹连接于所述螺纹密封接口的堵头。

7.根据权利要求4所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，所述上模包括顶板、上部基座、活动调节板、支撑柱和若干第一导杆，所述顶板用于与上模驱动机构连接，所述上部基座通过所述支撑柱固定于所述顶板下方，所述上部基座的中部具有对应所述保温基座的装配孔，所述第一导杆竖直滑动插设于所述上部基座，所述活动调节板设置于所述顶板和上部基座之间并连接于所述第一导杆上端，所述活动调节板通过连杆与所述中部抽芯和所述保温基座连接，所述固定板滑动套设于所述连杆。

8.根据权利要求7所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，所述上模还包括第二导杆和导向套，所述第二导杆竖直连接于所述顶板和上部基座之间，所述导向套连接于所述活动调节板并与所述第二导杆滑动配合。

9.根据权利要求7所述的电机壳体铸造模具，其特征在于，所述底座的外侧具有四个支撑基座，所述支撑基座的上端设置有垫板，用于对所述上部基座的下端面形成支撑。