[发明专利]一种水冷电机壳的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及到电机制造领域，尤其是水冷电机机壳的制造方法及结构。

背景技术

随着新能源汽车的推广和应用，电动汽车以及油电混合动力汽车已经得到充分的开发和利用，二者相同之处在于不可避免地使用驱动电动机，以维持车辆行驶动力。驱动电动机一般需具有较高功率，尤其是应用于较大型商用车，如公交车、客车等。但是电动机在运转时由于电流热效应及机械能损失等，使电动机的发热量大，限制了电机效率的提升。由于防护等级要求较高，电机内部产生的热量很难直接导出，一般采用机壳水冷方式进行换热。铝合金由于密度低，导热系数高经常被选作机壳材料。现有铝合金机壳多为铝型材并通过焊接形成水道，该种工艺只能形成沿电机轴向S型布置的水路，且焊接成本高，焊接质量不易控制。S型水路由于弯头水阻大，导致水泵功率及扬程需求高，也会使得整个水路循环管道承受更多的压力，安全系数低。铝合金质机壳螺旋水道的铸造一直是业内寻求解决的问题，由于螺旋水道结构复杂，普通的落砂工艺不能将水道中的砂芯去除干净，阻塞水道影响散热效果。

发明内容

本发明提供一种水冷电机壳的铸造方法，提供一种制造简单、产品缺陷较少、工艺易于实现的铸造方法。所述水冷电机壳具有螺旋形水道，所述水道与所述电机壳一体成型铸造而成；其特征在于，所述铸造方法包括以下步骤：

(1)制作螺旋形水道砂芯；

(2)将砂芯充分干燥；

(3)将机壳内模具和外模具预热处理；

(4)将水道砂芯置于机壳内模具和外模具，与机壳外模具相互定位；

(5)将金属熔液浇涛入内模具和外模具之间；

(6)自然冷却成型后将内模具和外模具分开；

(7)将机壳进行热处理，使水道砂芯自动粉碎；

(8)向机壳水道内水力冲洗清砂。

在上述步骤(1)中，所述砂芯的采用两种以上覆膜砂与酚醛树脂混合。当所述砂芯的制作采用三种覆膜砂与酚醛树脂混合时，所述三种覆膜砂的比例分别为50％～70％、10％～20％、10％～40％。所述酚醛树脂与覆膜砂混合物比例为不大于10％。

优选地，所述机壳采用ZL104型铝合金铸造。

步骤(7)中，所述热处理温度为540℃，时间为4小时。

另外，还提供一种利用上述方法铸造的水冷电机，具有机壳及底座，所述机壳上布置有与机壳一体成型的带状螺旋布置的水道，水道末端设置有进水口和出水口，所述水道截面积大于进水口截面积。所述机壳上布置有出线口，所述水道沿所述出线口形状环绕布置。整个水道各部分截面积相同。

本发明的螺旋水道与机壳一体成型同时铸造成型，无需焊接，铸造成型后直接进入精加工工序，相比现有螺旋水路焊接制造工艺，取消了焊接工序，节省了焊接材料和焊接人工，避免了因焊接产生的漏水问题和焊接结构机座由于焊缝原因导致外观差的问题。一体成型的结构也使得螺旋水路完全与机壳接触，达到了二者的最大接触面积，热传递效率高。

附图说明

图1是本发明水冷电机机壳结构示意图；

图2是利用本发明所提供的机壳铸造方法所涉及的砂芯水道结构示意图；

图3是砂芯水道主视图。

1是机壳，2是进水孔，3是出水孔，4是接线盒，5是进水口，6是出水口，7是砂芯水道，8是定位栓。

具体实施方式

本发明提供一种具有螺旋形水道的电机壳的铸造方法，利用砂型形成水道结构，采用重力浇铸实现，使金属液如铝合金溶液在重力作用下注入铸型。具体方法如下：

制作砂芯：根据机壳水道结构制造如图2所示的砂芯，将两种以上覆膜砂与适量酚醛树脂适当混合，通过射芯机，用压缩空气将砂粒与酚醛树脂混合物吹进砂芯模具中，此时砂芯模具预热温度为250℃。在一定的压力下保温保压20分钟，开模后即可得到具有一定强度和满足结构尺寸要求的砂芯。该砂芯要求在干燥后具有一定的强度，能够承受浇铸时金属液的冲击，且能够在机壳热处理时自动粉碎便于清理。由于砂芯是用于机壳内部水道成型，需要定位于铸造机壳的内模具与外模具之间，制作砂芯水道7时在其本体上同时形成定位栓8，与砂芯的定位栓8位置相对应的外模具内壁上设置有凹槽，定位时将定位栓插入凹槽，便于砂芯定位。砂芯制造好后，应充分干燥，以避免铸造时大量发气影响铸造质量。

定位：将机壳内模具和外模具分别充分预热后，将砂芯置于内模具与外模具之间，利用定位栓8精确定位。

浇铸：将溶化的金属液从内模具与外模具上方浇铸至内模具与外模具之间，浇铸后若发气量大，应在冒口进行补缩。