CN107294260A - 一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，包括一个铝合金铸造的电机壳体，电机壳体中镶嵌铸造有一个与水冷循环***相连的铜制螺旋盘管水道，铜制螺旋盘管水道一端还连接有一个工艺支撑骨架；本发明通过将预制好的铜制螺旋盘管水道成型在电机壳EPS白模中时不需要分几次成型，铸造前也不需要在铜制螺旋盘管水道内部填沙，生产节拍大幅缩短，有效提高了生产效率，通过在电机壳体中设置工艺支撑骨架及在铜制螺旋盘管水道上设置进水口、出水口结构和辅助结构，确保内置铜制螺旋盘管水道的铝合金电机壳体强度高、结构稳定可靠，不易变形和开裂，能够提高电机壳铸造精度高，减少电机壳铸造缺陷，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电机壳生产技术领域，尤其涉及一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳。
背景技术
新能源汽车是采用电能为动力的电动汽车，电力驱动及控制***是电动汽车的核心，驱动电机是电力驱动及控制***重要部件，驱动电机在运转过程中发热量大，为了保证电动汽车能够持续稳定的运行，需要在运转过程中对驱动电机进行冷却，为了保证冷却效果，最好能够设计使用具有水冷循环通道的电机壳，目前通常是在电机壳中设置具有较好冷却效果的螺旋水冷循环通道，由于铝合金电机壳属于结构复杂的薄壁零件，在铝合金铸造的电机壳体中设置的螺旋水冷循环通道截面积比较小、螺旋圈数多，加工设计制造螺旋水冷循环通道对产品尺寸精度要求高，壳体的防水等级要达到IP67级以上，要求铸造的壳体不能有任何的砂眼、针孔等缺陷，采用传统的铸造工艺存在以下问题：
1、浇注时需要预埋砂芯，而这种截面积小的螺旋砂芯的强度较低，浇注时螺旋砂芯容易断裂，导致电机壳中的螺旋水冷循环通道难以有效成型，难以批量制造出合格的产品；
2、如果采用粘结剂等提高螺旋砂芯强度，铸造完成后，由于强度高的螺旋砂芯的溃散性又很差，导致铸造好的电机壳中的螺旋砂芯难以从螺旋水冷循环通道中取出，螺旋水冷循环通道中会留有残砂，残砂容易堵住水冷循环通道，影响冷却效果；
3、电机壳的壁厚很薄，一般在5mm左右，铸造时砂芯容易偏心，致使电机壳的厚壁不均，机加工时造成漏水风险高；
4、采用砂芯浇注时需要制作很多排气孔，造成电机壳上有很多工艺孔，然后需要用堵头封死，存在泄露风险，且产品也不美观；
5、后期人工清理螺旋水冷循环通道中的残砂工作量大，劳动成本高。
基于以上问题，目前一般是采用低压铸造、差压铸造或消失模铸造工艺生产精密的铝合金铸造电机壳体。
消失模铸造对铸件结构的适应性非常强, 特别是那些用普通砂型铸造不好分型、不好开模、不好下型芯的铸件，可实现无余量，精确成型，铸造时不用起模、合模、无砂芯、组芯；铸件的尺寸精度高、表面粗糙度值低、对工人要求低，劳动条件好等特点，特别适用于结构复杂、普通铸造时需要型芯多的壳体类铸件生产。
在采用消失模铸造工艺铸造具有螺旋水冷循环通道的铝合金电机壳时，需要事先加工好与电机壳对应一致的EPS白膜，由于EPS白膜内也需要设置对应的螺旋循环空腔，而这种结构的EPS白膜无法一次成型加工出，需要将EPS白膜分成几个部分才能进行模具发泡成型加工，成型后需要再将几个部分的EPS白膜粘接在一起形成一个整体，导致整个EPS白膜加工麻烦、生产周期长；而且在造型时还需要对EPS白膜中的螺旋循环空腔进行单独的震动填沙，确保EPS白膜螺旋循环空腔内充满型砂，否则容易出现不良产品，总之，这种消失模铸造工艺比较复杂，加工费用高，最好能够进一步改进产品结构及相关生产工艺，以便能够更好的保证产品质量并降低生产成本。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种铸造精度高、产品缺陷少、结构稳定可靠的内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳。
本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其包括一个铝合金铸造的电机壳体，所述电机壳体中镶嵌铸造有一个铜制螺旋盘管水道，所述铜制螺旋盘管水道的上下两端侧面分别设有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别从所述电机壳体的圆柱面上伸出，所述进水口和出水口上都设有能够与水冷循环***相连的螺纹连接头，所述铜制螺旋盘管水道的一端还连接有一个铸造过程用的工艺支撑骨架，所述工艺支撑骨架也铸造于所述电机壳体中，所述工艺支撑骨架的一端设有支撑杆，所述支撑杆的端面从所述电机壳体的一端露出，所述支撑杆的露出端面与消失模底注式浇铸***的下端相连；由于铜制螺旋盘管水道的熔点比铸造铝合金的熔点高很多，在消失模铝合金浇注时铜制螺旋盘管水道不会融化变形，铜制螺旋盘管水道上增加铜制的工艺支撑骨架便于铜制螺旋盘管水道在电机壳EPS白模中定位成型，也能避免消失模浇注过程中铸造模型走位偏心，而且更加利于铜制螺旋盘管水道与铝合金电机壳相互紧密结合。
所述铜制螺旋盘管水道的表面设有能够增强铝合金壳体与铜制螺旋盘管结合度的凹坑或麻点。
所述铜制螺旋盘管水道的外表面设有波浪起伏的棱线或凹槽；棱线或凹槽也能够使铝合金壳体与铜制螺旋盘管的结合更加紧密。
所述铜制螺旋盘管水道的外表面设有能够增强铝合金壳体与铜制螺旋盘管结合度的包覆铜丝网。
本发明通过以上措施设置凹坑或麻点、波浪起伏的棱线或凹槽以及包覆铜丝网等辅助结构，使浇注在铜制螺旋盘管水道外的铝合金能够与铜制螺旋盘管结合更加紧密，能够减少两种不同热膨胀系数金属材质结合在一起时因冷热变化产生的内应力，避免热胀冷缩造成开裂。
所述铜制螺旋盘管水道采用铜制矩形扁管弯制而成，矩形扁管的规格尺寸为：25 x 7 x 0.3mm，扁管制备的铜制螺旋盘管水道的旋向和螺旋数量、螺距根据电机壳尺寸及电机功率设置。
所述铜制螺旋盘管水道采用铜制圆管弯制而成，圆管的规格尺寸为：φ7 x 0.3mm，圆管制备的铜制螺旋盘管水道的旋向和螺旋数量、螺距根据电机壳尺寸及电机功率设置。
所述铜制螺旋盘管水道的内圈或外圈上设有增强铜制螺旋盘管刚性的焊接加强筋。
所述铜制螺旋盘管水道的上下两端的端头各设有一个膨胀伸缩区，所述膨胀伸缩区中设有一个薄壁的铜制波纹管伸缩腔体；铜制螺旋盘管水道受冷热影响进行伸缩变化时，铜制波纹管伸缩腔体能够被挤压或拉伸，能够消除铜制螺旋盘管水道伸缩变化对铝合金电机壳体造成的内应力。
所述铜制螺旋盘管水道由紫铜或黄铜螺旋盘管加工而成。
本发明通过先预制一个铜制螺旋盘管水道，将预制好的铜制螺旋盘管水道成型在电机壳EPS白模中，只要一次成型就能加工出内含铜制螺旋盘管水道的一体式电机壳EPS白模，不需要再将EPS白膜分成几个部分进行分开成型后再粘结，内含铜制螺旋盘管水道的电机壳白膜制备好后，铸造前不需要再对电机壳EPS白模内的空腔进行单独的震动填沙，铸造后电机壳内部也无砂芯需要清理，加工工艺更加简洁可靠，减少了EPS白模发泡成型模具数量，节省了EPS白膜粘结固化、震动填沙、清砂等辅助时间，生产节拍大幅缩短，有效提高了生产效率；本发明电机壳体中能够镶嵌铸造螺旋水道直径大、螺旋圈数多、螺旋水道截面积小的铜制螺旋盘管水道，铸造后的电机壳内腔拔模角小，铸造壁后达5mm，加工余量小，产品精度高。
本发明通过在电机壳体中合理设置工艺支撑骨架、以及合理设置铜制螺旋盘管水道上的进水口和出水口结构，能够增加电机壳体强度，避免变形和开裂；在消失模浇注过程中采用底注式浇铸方式，铜制螺旋盘管水道能够从下到上逐渐稳定的包覆在铝水中，铜制螺旋盘管水道定位准确，不会移位，工艺支撑骨架、进水口和出水口中露出在电机壳外部分不影响电机壳安装及使用。
综上所述，本发明的有益效果是：采用上述结构后，通过在铝合金电机壳体内设置一个预制好的铜制螺旋盘管水道，将预制好的铜制螺旋盘管水道成型在电机壳EPS白模中时不需要分几次成型，铸造前也不需要在水道内部填沙，水道流畅不易堵塞，确保电机壳内水冷循环通道冷却效果好，通过在电机壳体中合理设置工艺支撑骨架及铜制螺旋盘管水道上的进水口和出水口结构，确保内置铜制螺旋盘管水道的铝合金电机壳体强度高、结构稳定可靠，不易变形和开裂，使铝合金消失模铸造工艺能够合大批量、稳定可靠的生产具有内置铜制螺旋盘管水道的铝合金电机壳，能够提高电机壳铸造精度高，减少电机壳铸造缺陷，降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。其中：
图1是本发明螺旋盘管水道与工艺支撑骨架的结构示意图；
图2是本发明螺旋盘管水道上增加凹坑或麻点的结构示意图；
图3是本发明螺旋盘管水道上增加棱线或凹槽的结构示意图；
图4是本发明螺旋盘管水道上增加包覆铜丝网的结构示意图；
图5是本发明螺旋盘管水道上增加焊接加强筋的结构示意图；
图6是本发明螺旋盘管水道两端增加膨胀伸缩区的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详细说明。
请参阅图1所示，本发明内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳包括一个铝合金铸造的电机壳体1，所述电机壳体1中镶嵌铸造有一个铜制螺旋盘管水道2，所述铜制螺旋盘管水道2的上下两端侧面分别设有进水口21和出水口22，所述进水口21和出水口22分别从所述电机壳体1的圆柱面上伸出，所述进水口21和出水口22上都设有能够与水冷循环***相连的螺纹连接头，所述铜制螺旋盘管水道2的一端还连接有一个铸造过程用的工艺支撑骨架3，所述工艺支撑骨架3也铸造于所述电机壳体1中，所述工艺支撑骨架3的一端设有支撑杆31，所述支撑杆31的端面从所述电机壳体1的一端露出，所述支撑杆31的露出端面与消失模底注式浇铸***4的下端相连。
请参阅图2所示，所述铜制螺旋盘管水道2的表面设有能够增强铝合金壳体1与铜制螺旋盘管结合度的凹坑或麻点23。
请参阅图3所示，所述铜制螺旋盘管水道2的外表面设有波浪起伏的棱线或凹槽24。
请参阅图4所示，所述铜制螺旋盘管水道2的外表面设有能够增强铝合金壳体1与铜制螺旋盘管结合度的包覆铜丝网25。
所述铜制螺旋盘管水道2采用铜制矩形扁管弯制而成，矩形扁管的规格尺寸为：25 x 7 x 0.3mm。
所述铜制螺旋盘管水道2采用铜制圆管弯制而成，圆管的规格尺寸为：φ7 x 0.3mm。
请参阅图5所示，所述铜制螺旋盘管水道2的内圈或外圈上设有增强铜制螺旋盘管刚性的焊接加强筋26。
请参阅图6所示，所述铜制螺旋盘管水道2的上下两端的端头各设有一个膨胀伸缩区27，所述膨胀伸缩区27中设有一个薄壁的铜制波纹管伸缩腔体28。
所述铜制螺旋盘管水道2由紫铜或黄铜螺旋盘管加工而成。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：包括一个铝合金铸造的电机壳体，所述电机壳体中镶嵌铸造有一个铜制螺旋盘管水道，所述铜制螺旋盘管水道的上下两端侧面分别设有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别从所述电机壳体的圆柱面上伸出，所述进水口和出水口上都设有能够与水冷循环***相连的螺纹连接头，所述铜制螺旋盘管水道的一端还连接有一个铸造过程用的工艺支撑骨架，所述工艺支撑骨架也铸造于所述电机壳体中，所述工艺支撑骨架的一端设有支撑杆，所述支撑杆的端面从所述电机壳体的一端露出，所述支撑杆的露出端面与消失模底注式浇铸***的下端相连。
2.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道的表面设有能够增强铝合金壳体与铜制螺旋盘管结合度的凹坑或麻点。
3.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道的外表面设有波浪起伏的棱线或凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道的外表面设有能够增强铝合金壳体与铜制螺旋盘管结合度的包覆铜丝网。
5.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道采用铜制矩形扁管弯制而成，矩形扁管的规格尺寸为：25 x 7 x 0.3mm。
6.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道采用铜制圆管弯制而成，圆管的规格尺寸为：φ7 x 0.3mm。
7.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道的内圈或外圈上设有增强铜制螺旋盘管刚性的焊接加强筋。
8.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道的上下两端的端头各设有一个膨胀伸缩区，所述膨胀伸缩区中设有一个薄壁的铜制波纹管伸缩腔体。
9.根据权利要求1所述的一种内置铜制螺旋盘管水道的铸造铝合金电机壳，其特征在于：所述铜制螺旋盘管水道由紫铜或黄铜螺旋盘管加工而成。
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