汽车电机壳低压铸造方法及电机壳结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机壳铸造的技术领域，具体涉及一种汽车电机壳低压铸造方法，及实施该铸造方法的电机壳结构。
【背景技术】
[0002]铸造生产是机械制造工业中制作机械零件或者零件毛坯的重要方法。铸造是指制造铸型、熔炼金属，并将熔融金属液浇注到具有与零件形状相似的铸型型腔待其冷却凝固后，获得一定形状和性能的金属件(铸件)的方法。大多数铸件毛坯需要再经过切削加工制成机械零件。在一定工艺条件下，铸造也可以生产少削精密零件毛坯或无切削的零件。铸造成形实质上是利用熔融金属的流动性能实现成形的。
[0003]在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量10%左右，发动机箱体、变速器箱体。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大，需要切削加工的表面相应加厚。
[0004]砂型铸造是以型砂为主要材料作为铸型，并依靠液态金属自身重量和流动性，在重力作用下填充铸型，进行铸件生产的工艺方法。砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法，其主要工序包括:制造模样，制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
[0005]传统电机壳采用铆焊的工艺，多块拼接焊接组装为一个机壳，制造工艺复杂，效率低，不能形成标准化，焊接部位多，产品外观缺陷多。而目前市面上的新能源汽车采用的电力驱动，其电机的壳体若采用铸铁制作，不仅重量大，而且冷却效果不佳，钢铁的导热性差，散热慢，影响电机效率，不利于汽车的长时间运行。因此，需要研发制作一款散热效果好，持久耐用的轻型电机壳。
【发明内容】
[0006]本项发明是针对现行技术不足，提供一种汽车电机壳低压铸造方法，制造工艺简单、效率高、能够成批量生产出质量高、冷却效果好的电机壳。
[0007]本发明还提供一种实施该铸造方法的电机壳结构。
[0008]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
[0009]—种汽车电机壳低压铸造方法，其包括以下步骤:
[0010](I)制备螺旋水道的砂芯结构，该砂芯结构为左右两个相同的半圆弧结构砂芯反向拼接而成，该砂芯结构设有左右两个竖向定位块；
[0011](2)将砂芯结构放置到压铸模的下模，砂芯结构的两个竖向定位块与下模相互定位；
[0012](3)通过低压铸造装置，铸造出带有螺旋水道砂芯结构的汽车电机壳；
[0013](4)将步骤(3)所述汽车电机壳通过热处理，使汽车电机壳达到相应的硬度，再把砂振动出来，汽车电机壳形成完整的螺旋水道；
[0014](5)通过焊接将步骤(4)的汽车电机壳的侧壁上原砂芯结构的部位形成的孔焊接补全，形成完整的带有螺旋水道的汽车电机壳。
[0015]作为进一步改进，所述步骤(I)中，所述砂芯结构为两个相同的半圆弧结构砂芯反向拼接而成；半圆弧结构砂芯中部平行设有多条倾斜的半圆弧砂道，每条半圆弧砂道与竖向定位块之间设有横向连接部。
[0016]作为进一步改进，所述步骤(I)中，所述的砂芯结构为84%的锆砂、15%酚醛树月旨、I %溃散剂混合制备而成，在砂芯结构表面喷涂醇基涂料，形成砂芯表面光滑保护层；
[0017]所述步骤(4)具体还包括以下内容:将汽车电机壳进行530摄氏度的热处理7小时，将汽车电机壳整体浸没在冷水中，使汽车电机壳快速冷却，振动汽车电机壳，砂芯溃散成颗粒状流出。
[0018]作为进一步改进，所述步骤(5)还包括以下内容:将汽车电机壳热处理及把砂振出来后，砂芯结构的横向连接部使得低压铸造的汽车电机壳侧壁形成多个与螺旋水道连通的通孔，通过焊接将通孔封闭，形成完整连通的螺旋水道的汽车电机壳。
[0019]所述步骤(3)中，低压铸造装置中，设有第一锅炉及第二锅炉，第一锅炉内熔融的铝水为ZLlOl合金，第二锅炉内熔融的铝水为ZL108合金或者A356-2合金，第二锅炉中，设有搅拌装置，在铝熔炼过程中，连续地搅拌直到将它浇进铸模；
[0020]两个锅炉内温度均为630?650摄氏度，保证顺利充型又能减少渗铁量；低压铸造的金属外模为80?100摄氏度，芯模为160?180摄氏度，底模为200?300摄氏度，升液管保温到400?500摄氏度；
[0021]在产品浇注过程中，连续地经过气压或者电磁栗压力进行充型，直到将铝水浇进铸模，达到900豪巴的压力使产品成型。
[0022]作为进一步改进，所述步骤(3)中，低压铸造装置中，通入惰性气体，使第一锅炉内的熔融的铝水与压铸模型腔之间形成压力差，铝水通过升液管进入到型腔内，在型腔内壁及砂芯结构外壁上形成一薄层凝固壳后将未凝固的中心铝水倾入锅炉，在数秒钟(10?30秒)把第二锅炉内的恪融的招水在压力下注入到铸模内充满铸模的其余部分。
[0023]作为进一步改进，所述步骤(3)中，低压铸造装置中，两个锅炉分别设有电磁栗，电磁栗将第一锅炉内的熔融的铝水填充到型腔内，在型腔内壁及砂芯结构外壁上形成一薄层凝固壳后将未凝固的中心铝水倾入锅炉，在数秒钟(10?30秒)另一电磁栗将第二锅炉内的熔融的铝水在压力下注入到铸模内充满铸模的其余部分。
[0024]—种实施上述汽车电机壳低压铸造方法的电机壳结构，其包括低压铸造的电机壳本体，在该本体内形成螺旋水道结构，所述螺旋水道结构由螺旋水道砂芯结构固定在下模并铸造成型为电机壳本体，将电机壳本体进行热处理及快速冷却，螺旋水道砂芯结构自然溃散并流出，形成电机壳本体内壁光滑的螺旋水道结构。
[0025]所述螺旋水道结构设有进水口及出水口；
[0026]所述砂芯结构为左右两个相同的半圆弧结构砂芯反向拼接而成，所述半圆弧结构砂芯中部平行设有多条倾斜的半圆弧砂道。
[0027]所述半圆弧结构砂芯设有左右两个竖向定位块，每条半圆弧砂道与竖向定位块之间设有横向连接部。
[0028]本发明的有益效果:针对现有新能源发展的需求，通过汽车电机壳低压铸造方法，解决电机壳批量生产及提高电机的效率问题，采用铝合金低压铸造工艺，并通过螺旋水道砂芯铸造成螺旋水道，保证电机的冷却效果，该铝合金铸造整体成型外观比传统焊接工艺美观，冷却效果好，比传统的工艺提升6个点的电机效率，铝合金传热快，散热快，加上螺旋式的循环冷却水道，解决了电机的温升问题，大大的提高了电机的使用时间，可以满足汽车长时间的工作，并且铝合金低压铸造的工艺成型比传统的钢材焊接工艺产品更加轻量化，整个电机重量减轻大约60%。
[0029]下面结合附图与【具体实施方式】，对本发明进一步详细说明。
【附图说明】
[0030]图1为本实施例电机壳结构的整体结构示意图；
[0031]图2为本实施例电机壳结构与砂芯结构的结构示意图；
[0032]图3为本实施例砂芯结构的结构示意图；
[0033]图4为本实施例砂芯结构的半圆弧结构砂芯结构示意图；
[0034]图5为本实施例半圆弧结构砂芯俯视结构示意图；
[0035]图6为本实施例砂芯结构与下模定位的