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解读新能源汽车电机壳体压铸模设计经验分享

发布时间:2022/5/27 17:27:52   

来源:动力总成技术在线

电机代替燃油动力已成为当下的必然趋势,作为新能源汽车的核心组成部分,电机壳体的设计和生产成为了关键。

今天我们就来看看电机壳体压铸模具设计中,有哪些难点和重点问题,以及对应的解决方案。

01

中国电机壳体压铸行业现状

电机壳体的铸造在国内处于起步阶段,大家都在不断的摸索和进步。

压力铸造因其高效、少/无切削、生产流程短、工序简单集中、产品精度高、表面光洁等优势,逐渐成为发展较快的金属精密铸造方法。尤其是铝合金压铸工艺,成为了汽车行业不可或缺的工艺之一。

近几年由于国内汽车行业的持续发展,对大型精密压铸模具的需求越来越大,目前国内的大型精密压铸模具设计与制作虽然已经有了很大进步,但是与国外先进国家还有一定的差距。

由于这类产品的质量将直接影响汽车电机的性能,且后序加工制造费用大。

因此,对于此类模具的成品率、生产效率、制造成本以及模具的可靠性要求更高。

对于压铸来说,铸件质量的好坏最终取决于压铸模结构设计、浇注系统设计以及排溢系统设计等是否合理。

下面我们将重点探讨某新能源汽车电机壳体铸件的模具的设计方案。

02

产品结构与材料

▲电机壳体三维图

上图所示为新能源汽车电机壳体铸件三维模型,该铸件铸件结构复杂,性能要求具有良好的强度与硬度,表面光洁度高,产品抗腐蚀性好。

铸件外型尺寸XXmm,机加成品重量克左右。最大和最小壁厚分别为15mm和4mm,平均壁厚5.5mm,厚度分布较为均匀。

产品内部安装转子位置需要机加,机加后不允许有气孔。同时产品做试漏检测,产品大腔在室温下通过0.2MPa气体,充气时间20s、保压时间30s,检测时间20s,泄漏量小于30cc/min。

根据客户要求,产品材料是铝合金ADC12,ADCl2铝合金在汽车零部件的加工制造领域应用较为广泛,其化学成分如下表所示。

Si

Cu

Mn

Mg

Fe

9.6-12

1.5-3.5

≤0.5

≤0.3

≤1.3

Zn

Ni

Sn

Pb

Ti

≤1.0

≤0.3

≤0.2

≤0.2

≤0.3

Al

余量

▲ADCl2铝合金化学成分(质量分数%)

该电机壳体属于一体水冷式电机壳体,相较老式分体式水冷电机壳体的铸造工艺、模具结构都更为复杂。

▲两种电机壳体的对比

老式电机的冷却水道是由内壳和外壳两个零件配合后形成,大大降低了零件的制造和加工难度。

而新式的电机壳体本身带冷却水道的内腔和外腔,在水道中通有冷却液对电机转子进行冷却。

这就对机壳内部质量要求非常高,不允许出现任何泄漏缺陷。

且电机壳体内孔加工表面大,机加面上出现渣孔、缩孔等缺陷的概率就大,且在后期定子安装为热套过盈配合,增加了产品的制造生产难度,更是极大的提高了压铸模具的设计及制造难度。

03

模具方案设计

初始方案确定

压铸机吨位选择

依据铸件信息:整模投影面积c㎡、铸件的质量要求,我们选择铸造比MPa,压铸机安全系数一般取1.2,依据铸件的涨型力计算压铸机的吨位F为:

由于电机壳体对铸件泄露有严格限制,且铸件外形尺寸及成型高度尺寸都较大,为了有足够的锁模力,保证铸件压射充型时的内部质量。

根据理论计算及现有的压铸厂压铸机的设备配置,该铸件选择在DCCT的压铸机上进行生产。

通过分析铸件结构,我们认为:对于这款电机壳体的冷却水道部位的填充需要重点

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