一种电机转子的低压铸造模具及工艺方法与流程

本发明属于电机转子低压铸造，具体涉及一种电机转子的低压铸造模具及工艺方法。

背景技术：

1、随着国家高效、绿色、节能的大力推进，与之相配套的生产设备也向着大型化、高运转率方向发展，绿色节能的超超高效电机的研制及开发必将成为电机行业的目标。传统的离心和高压铸铝工艺不能满足新的技术要求，低压铸铝工艺的技术优势日益显现，它的优点是铝液的充型压力小，型腔内的空气能够充分排出，铸造后的成品组织致密，晶粒小。同时超超高效电机的效率提升需要进一步降低损耗，势必对铸造铝转子的铜损耗要求更高，对杂散损耗同时进行精细控制，然而现有的低压铸造工艺难以控制铸造铝转子的铜损耗、杂散损耗。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，解决现有低压铸造工艺难以控制铸造铝转子的铜损耗、杂散损耗等技术问题，本发明提供一种电机转子的低压铸造模具及工艺方法。

2、本发明通过以下技术方案予以实现。

3、本发明提供了一种电机转子的低压铸造模具，包括从上到下依次设置的上模板、上叶型、中模、下叶型和下模板，所述中模套设于转子铁芯外侧，所述转子铁芯中部设有假轴，所述假轴内嵌装有斜键，所述假轴与下叶型之间设有分流器，所述上模板和下模板结构相同且相对于中模对称分布，所述上模板上端面和下模板下端面中心均设有通孔，所述上模板上端面和下模板下端面上均设有排气环槽，所述通孔与排气环槽之间均布有若干径向排气槽，所述径向排气槽与排气环槽连通设置，所述排气环槽分别与上模板上端面侧壁、下模板下端面侧壁之间均布有若干排气通槽，所述排气通槽与排气环槽连通设置。

4、进一步，所述上叶型和下叶型均包括若干平衡柱型腔和若干风叶型腔，若干所述平衡柱型腔和风叶型腔与径向排气槽一一对应。

5、进一步，所述下叶型中部还包括有水口。

6、进一步，所述排气环槽的宽度尺寸大于5mm。

7、进一步，所述上模板和上叶型之间通过内六角螺栓连接，所述下模板和下叶型之间也通过内六角螺栓连接。

8、进一步，所述平衡柱型腔与上模板、下模板之间均设有排气塞。

9、进一步，一种电机转子的低压铸造模具的工艺方法，包括以下步骤：

10、1)规定参数：

11、将铸铝转子铝重定为w-铝，单位为kg；

12、铸铝转子铝密度定为ρ-铝，为2.4g/cm3；

13、转子铁芯加热温度定为t1，单位为℃；

14、转子铁芯重量定为w1，单位为kg；

15、2)根据物理条件进一步确定水口体积：

16、模具设计时水口重量是铸铝转子铝重w-铝的15％-30％，则整理后得到水口体积＝k×(w-铝/ρ-铝)，k为0.15-0.3；

17、根据计算得到的水口体积进一步设计电机转子的低压铸造模具；

18、3)控制转子铁芯的加热温度t1：

19、根据转子铁芯加热温度t1＝660×[1-0.57×(w-铝/w1)]绘制函数曲线，根据电机铸铝转子的实际情况w-铝/w1的比值，0<w-铝/w1<1从函数曲线进一步得到缩小比值范围后的估值图表，根据估值图表估算铁芯加热温度t1；

20、4)对铝液进行初步处理：

21、对铝液进行净化、除气处理，控制保温炉内铝液温度在700-720℃；

22、5)对电机转子的低压铸造模具进行冗余处理：

23、将电机转子的低压铸造模具预热后，在低压铸造模具内部喷涂隔热保温涂料；

24、6)确定电机转子的低压铸造的工艺参数并进行铸造：

25、将电机转子的低压铸造的最大充型压力按照p＝kρ-铝gh计算，其中，p为最大充型压力，k为阻力系数，一般为1.0-1.5，ρ-铝为铸铝转子铝密度，g为重力加速度，h为电机转子的中心高高度，加压速度为10-18mmhg，保压时间为3-5min，充型时间为8-12s；

26、确定铸造工艺参数后，将工艺参数输入低压铸造机准备进行铸造，转子铁芯放入低压铸造模具后开始铸造，铸造过程中，观察控制面板的压力曲线变化，压力曲线显示进入保压状态时，打开水冷喷枪，对上模板进行强制水冷，冷却2-3min后，对转子铁芯外表面自上而下进行循环冷却。

27、本发明所达到的有益效果是：本发明选用一种电机转子的低压铸造模具，中模的设置可以保证电机转子的同心度以及转子铁芯散热的要求；排气环槽、径向排气槽以及排气通槽的设置使得转子铁芯排气畅通，排气阻力小；还提出了一种电机转子的低压铸造模具的工艺方法，低压铸造模具内部喷涂隔热保温涂料，既可以改变水口部分的温度场，减小水口部分的冷却速度，保证铸铝转子下部无缩孔，又可以减少fe离子的介入从而降低电机转子的电阻率，进一步降低转子铜损耗；铸造开始后进入保压状态时，打开水冷喷枪，对上模板进行强制水冷，强制水冷的过程，增加上模板的冷却速度，确保转子铁芯自上而下，由外至内的冷却循序，进一步达到高质量铸造。

28、与现有技术相比，本发明具有转子铁芯排气通畅、降低电机转子铜损耗、高质量铸造等优点。

技术特征：

1.一种电机转子的低压铸造模具，包括从上到下依次设置的上模板(1)、上叶型(2)、中模(3)、下叶型(4)和下模板(5)，所述中模(3)套设于转子铁芯(6)外侧，所述转子铁芯(6)中部设有假轴(7)，所述假轴(7)内嵌装有斜键(8)，所述假轴(7)与下叶型(4)之间设有分流器(9)，其特征在于：所述上模板(1)和下模板(5)结构相同且相对于中模(3)对称分布，所述上模板(1)上端面和下模板(5)下端面中心均设有通孔(10)，所述上模板(1)上端面和下模板(5)下端面上均设有排气环槽(11)，所述通孔(10)与排气环槽(11)之间均布有若干径向排气槽(12)，所述径向排气槽(12)与排气环槽(11)连通设置，所述排气环槽(11)分别与上模板(1)上端面侧壁、下模板(5)下端面侧壁之间均布有若干排气通槽(13)，所述排气通槽(13)与排气环槽(11)连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种电机转子的低压铸造模具，其特征在于：所述上叶型(2)和下叶型(4)均包括若干平衡柱型腔(14)和若干风叶型腔(15)，若干所述平衡柱型腔(14)和风叶型腔(15)与径向排气槽(12)一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种电机转子的低压铸造模具，其特征在于：所述下叶型(4)中部还包括有水口(16)。

4.根据权利要求3所述的一种电机转子的低压铸造模具，其特征在于：所述排气环槽(11)的宽度尺寸大于5mm。

5.根据权利要求4所述的一种电机转子的低压铸造模具，其特征在于：所述上模板(1)和上叶型(2)之间通过内六角螺栓(17)连接，所述下模板(5)和下叶型(4)之间也通过内六角螺栓(17)连接。

6.根据权利要求5所述的一种电机转子的低压铸造模具，其特征在于：所述平衡柱型腔(14)与上模板(1)、下模板(5)之间均设有排气塞(18)。

7.基于权利要求6所述的一种电机转子的低压铸造模具的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种电机转子的低压铸造模具及工艺方法，属于电机转子低压铸造技术领域，解决了现有低压铸造工艺难以控制铸造铝转子的铜损耗、杂散损耗等技术问题。解决方案为：一种电机转子的低压铸造模具，包括从上到下依次设置的上模板、上叶型、中模、下叶型和下模板，上模板上端面和下模板下端面上均设有排气环槽，通孔与排气环槽之间均布有若干径向排气槽，排气环槽分别与上模板上端面侧壁、下模板下端面侧壁之间均布有若干排气通槽；工艺方法包括：1)规定参数；2)根据物理条件进一步确定水口体积；3)控制转子铁芯的加热温度T1；4)对铝液进行初步处理；5)对电机转子的低压铸造模具进行冗余处理；6)确定电机转子的低压铸造的工艺参数并进行铸造。与现有技术相比，本发明本发明具有转子铁芯排气通畅、降低电机转子铜损耗、高质量铸造等优点。技术研发人员：程鹏航,孔祥勇,张洪荣,崔超,王小红受保护的技术使用者：山西电机制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29