一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺及其模具

摘要

本发明涉及一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺及其模具，属于低压铸铝技术领域，解决了传统低压铸铝工艺和模具只能适合于普通电机，对于特殊电机易造成漏铝，影响电机的通风和散热等技术问题。解决方案为：一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺，包括以下步骤：冷态叠压；加热转子铁芯；准备过程；热态叠压；低压浇注。一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝模具，包括上叶型总成、下叶型总成、转子铁芯和假轴，低压铸铝模具还包括第一压紧装置和四组第二压紧装置，第二压紧装置包括拉杆和卡板。本发明中低压铸铝工艺适应特殊端板结构铸铝转子，彻底消除了特殊端板结构铸铝转子铸铝过程中漏铝的隐患，提高了铸铝转子的成功率。

说明书

技术领域

本发明属于低压铸铝技术领域，具体涉及的是一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺及其模具。

背景技术

现有的电动机转子低压铸铝工艺技术，对于常规的通风道转子铸铝及非通风道转子完全可以满足要求，但对于特殊结构的铸铝转子则传统的模具和工艺均存在一些弊端。

图1为一种电机的特殊结构转子端板，图2为电机的普通转子端板，可以看出区别为齿压条的位置不一致，图1的特殊性在于齿压条位于两个槽形之间，两个槽形的距离大，图2的齿压条位于槽形的后面，齿压条位置的不同，导致普通的电机铸铝转子的低压铸铝工艺和模具均无法满足图1所述铸铝转子的要求。

对于图1所示的特殊转子端板结构，在铸铝过程中，若发生漏铝，铝液将在槽形和齿压条之间凝固，而由于中间齿压条的存在，无法对凝固的铝液进行清理，严重影响电机的通风和散热，严重的转子只能报废。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺及其模具，解决了传统低压铸铝工艺和模具只能适合于普通电机，对于特殊电机易造成漏铝，影响电机的通风和散热等技术问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺，其中：包括以下步骤：

1)冷态叠压：将多片转子冲片依次叠套在假轴上，将叠套后的转子冲片组放入油压机进行叠压形成转子铁芯，油压机的吨位为30-50T，油压机施加的叠压压力为2.5-3.0MPa，叠压直至转子铁芯达到第一规定长度后，用压盖和吊环螺栓进行紧固；

2)加热转子铁芯：将步骤1)中叠压后的转子铁芯送至加热炉进行加热，将转子铁芯以70～90℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，然后将其以70～90℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，最后将其以80～100℃的升温速度加热1小时后，保温5小时，最终温度为()

3)准备过程：将下垫板和下模连接后放置在步骤1)中的油压机上，放置好分流器，拉杆和卡块准备完成；

4)热态叠压：将步骤2)中加热完毕的转子铁芯吊出加热炉，放置于步骤3)中放置好的下模上，然后将上叶型总成放于转子铁芯上，同时上垫板上的压紧通孔穿过拉杆上端，使用压紧螺母初步紧固，启动步骤3)中的油压机，对转子铁芯继续叠压，达到第二规定长度后，再一次紧固压紧螺母；

5)低压浇注：将步骤4)中紧固完毕的模具快速吊运至低压铸铝机上铸铝，铸铝工艺参数按设定的低压铸铝曲线进行。

进一步，所述转子冲片的毛刺小于0.05mm。

进一步，热态叠压中转子铁芯的第二规定长度＝冷态叠压中转子铁芯的第二规定长度×1.013。

一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝模具，包括上叶型总成、下叶型总成、转子铁芯和假轴，所述上叶型总成包括上垫板和上模，所述下叶型总成包括下垫板和下模，所述假轴包括竖直设置的轴体、设于轴体上部的假轴上盖和设于轴体下部的假轴下盖，所述假轴和下模之间设置有分流器，其中：所述低压铸铝模具还包括第一压紧装置和四组第二压紧装置，所述第一压紧装置设于所述假轴顶部对所述转子铁芯中部进行压紧；

所述下垫板四角处中部分别设置有水平方向的卡槽，所述卡槽上方的下垫板上设置有U形孔，所述U形孔的开口朝向外侧，所述上垫板与所述U形孔相对应位置处设有压紧通孔；所述第二压紧装置包括拉杆和卡板，所述卡板设于所述卡槽中，所述拉杆竖直设置且其底端穿过U形孔与卡板顶面连接，所述拉杆顶端穿过与其相对应的压紧通孔后通过压紧螺母固定。

进一步，所述卡槽的水平横截面的面积大于U形孔的水平横截面面积。

进一步，所述第一压紧装置包括压盖和吊环螺栓；所述压盖为底部开口的圆柱形筒体，所述压盖同轴盖设于所述假轴顶端，且所述压盖的底部边缘压设于所述转子铁芯顶面，所述假轴上盖中部设有第一螺纹孔，所述压盖顶面与所述第一螺纹孔相对位置处设有第二螺纹孔，所述吊环螺栓下端穿过第二螺纹孔与第一螺纹孔配合连接。

进一步，所述上垫板顶面设置有两组吊环。

进一步，所述轴体中部竖直方向设置有第一通孔，所述第一通孔底端同轴设有环形卡槽，所述环形卡槽的内径尺寸大于第一通孔的内径尺寸；

所述假轴下盖包括圆形盖板和设于圆形盖板顶面的盖体，所述盖体为竖直设置的圆柱形结构，所述盖体上部伸入所述第一通孔中且所述轴体底面设于圆形盖板顶面，所述盖体下部外壁上设有与所述环形卡槽相配合的环形卡台，所述圆形盖板的外径尺寸大于所述轴体的外径尺寸，所述假轴下盖中部竖直方向设置有第二通孔；

所述分流器为圆柱形结构，所述分流器顶面中部设置有与所述圆形盖板相配合的盖板放置槽，所述盖板放置槽中心处同轴设置有圆柱凸起，所述圆柱凸起伸入所述第二通孔中且所述圆形盖板设于所述盖板放置槽中，所述分流器底面中心处设置有向下隆起的圆弧凸起。

进一步，所述圆柱凸起和第二通孔之间、所述盖板放置槽和圆形盖板之间均为间隙配合。

进一步，所述圆形盖板底面外边缘、所述分流器底面外边缘、所述盖板放置槽底面边缘和所述第二通孔底面边缘处均设置有倒角。

本发明的有益效果：

本发明中低压铸铝工艺适应特殊端板结构铸铝转子，冷态叠压、热态叠压和油压机的结合，配合第一压紧装置和第二压紧装置的压紧，确保了叠压的紧密度，彻底消除了特殊端板结构铸铝转子铸铝过程中漏铝的隐患，提高了铸铝转子的成功率，具有工艺过程简单、成本低。

第二压紧装置通过拉杆将上垫板和下垫板的紧固，便实现了对上下模和转子铁芯的压紧，结构简单，无需增加复杂压紧设备进行压紧，并且操作方便，调节方便，也提高了效率。

附图说明

图1为一种特殊结构的转子端板结构示意图；

图2为一种普通结构的转子端板结构示意图；

图3为本发明低压铸铝模具的结构示意图；

图4为本发明中轴体的结构示意图；

图5为本发明中假轴下盖和分流器的结构示意图；

图6为本发明中下垫板一角处的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例中的一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺，其中：包括以下步骤：

1)冷态叠压：将多片转子冲片依次叠套在假轴2上，将叠套后的转子冲片组放入油压机进行叠压形成转子铁芯1，油压机的吨位为30T，油压机施加的叠压压力为2.5MPa，叠压直至转子铁芯1达到第一规定长度后，用压盖8-1和吊环螺栓8-2进行紧固；

2)加热转子铁芯：将步骤1)中叠压后的转子铁芯1送至加热炉进行加热，将转子铁芯以70℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，然后将其以70℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，最后将其以80℃的升温速度加热1小时后，保温5小时；

3)准备过程：将下垫板5和下模6连接后放置在步骤1)中的油压机上，放置好分流器7，拉杆9-1和卡块9-2准备完成；

4)热态叠压：将步骤2)中加热完毕的转子铁芯吊出加热炉，放置于步骤3)中放置好的下模上，然后将上叶型总成放于转子铁芯1上，同时上垫板3上的压紧通孔3-1穿过拉杆9-1上端，使用压紧螺母9-3初步紧固，启动步骤3)中的油压机，对转子铁芯1继续叠压，达到第二规定长度后，再一次紧固压紧螺母9-3；

5)低压浇注：将步骤4)中紧固完毕的模具快速吊运至低压铸铝机上铸铝，铸铝工艺参数按设定的低压铸铝曲线进行。

进一步，所述转子冲片的毛刺小于0.05mm。

进一步，热态叠压中转子铁芯的第二规定长度＝冷态叠压中转子铁芯的第二规定长度×1.013。

实施例2

本实施例中的一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺，其中：包括以下步骤：

1)冷态叠压：将多片转子冲片依次叠套在假轴2上，将叠套后的转子冲片组放入油压机进行叠压形成转子铁芯1，油压机的吨位为40T，油压机施加的叠压压力为2.8MPa，叠压直至转子铁芯1达到第一规定长度后，用压盖8-1和吊环螺栓8-2进行紧固；

2)加热转子铁芯：将步骤1)中叠压后的转子铁芯1送至加热炉进行加热，将转子铁芯以80℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，然后将其以80℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，最后将其以90℃的升温速度加热1小时后，保温5小时；

3)准备过程：将下垫板5和下模6连接后放置在步骤1)中的油压机上，放置好分流器7，拉杆9-1和卡块9-2准备完成；

4)热态叠压：将步骤2)中加热完毕的转子铁芯吊出加热炉，放置于步骤3)中放置好的下模上，然后将上叶型总成放于转子铁芯1上，同时上垫板3上的压紧通孔3-1穿过拉杆9-1上端，使用压紧螺母9-3初步紧固，启动步骤3)中的油压机，对转子铁芯1继续叠压，达到第二规定长度后，再一次紧固压紧螺母9-3；

5)低压浇注：将步骤4)中紧固完毕的模具快速吊运至低压铸铝机上铸铝，铸铝工艺参数按设定的低压铸铝曲线进行。

进一步，所述转子冲片的毛刺小于0.05mm。

进一步，热态叠压中转子铁芯的第二规定长度＝冷态叠压中转子铁芯的第二规定长度×1.013。

实施例3

本实施例中的一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝工艺，其中：包括以下步骤：

1)冷态叠压：将多片转子冲片依次叠套在假轴2上，将叠套后的转子冲片组放入油压机进行叠压形成转子铁芯1，油压机的吨位为50T，油压机施加的叠压压力为3.0MPa，叠压直至转子铁芯1达到第一规定长度后，用压盖8-1和吊环螺栓8-2进行紧固；

2)加热转子铁芯：将步骤1)中叠压后的转子铁芯1送至加热炉进行加热，将转子铁芯以90℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，然后将其以90℃的升温速度加热1小时后，保温1小时，最后将其以100℃的升温速度加热1小时后，保温5小时；

3)准备过程：将下垫板5和下模6连接后放置在步骤1)中的油压机上，放置好分流器7，拉杆9-1和卡块9-2准备完成；

4)热态叠压：将步骤2)中加热完毕的转子铁芯吊出加热炉，放置于步骤3)中放置好的下模上，然后将上叶型总成放于转子铁芯1上，同时上垫板3上的压紧通孔3-1穿过拉杆9-1上端，使用压紧螺母9-3初步紧固，启动步骤3)中的油压机，对转子铁芯1继续叠压，达到第二规定长度后，再一次紧固压紧螺母9-3；

5)低压浇注：将步骤4)中紧固完毕的模具快速吊运至低压铸铝机上铸铝，铸铝工艺参数按设定的低压铸铝曲线进行。

进一步，所述转子冲片的毛刺小于0.05mm。对毛刺的控制，确保了端板的平整度，避免出现翘曲现象。

进一步，热态叠压中转子铁芯的第二规定长度＝冷态叠压中转子铁芯的第二规定长度×1.013。由于热胀的因素，第二规定长度选取第一规定长度的1.013倍，消除了温度的影响。

加热转子铁芯过程中，升温速度的设定，不会造成升温速度过大，防止转子冲片在加热过程汇总出现翘曲，影响转子质量，最终保温温度均比普通端板结构工艺中的温度高20～30℃，因为考虑后续热态叠压过程中的热量损失，通过冷态叠压和热态叠压两次叠压的过程，配合第一压紧装置8和第二压紧装置9的内部和外部的双重压紧，消除了铸铝过程中漏铝的隐患，提高了铸铝转子的质量。

如图2-6所示的一种特殊端板结构铸铝转子的低压铸铝模具，包括上叶型总成、下叶型总成、转子铁芯1和假轴2，所述上叶型总成包括上垫板3和上模4，所述下叶型总成包括下垫板5和下模6，所述假轴2包括竖直设置的轴体2-1、设于轴体2-1上部的假轴上盖2-2和设于轴体2-1下部的假轴下盖2-3，所述假轴2和下模6之间设置有分流器7，其中：所述低压铸铝模具还包括第一压紧装置8和四组第二压紧装置9，所述第一压紧装置8设于所述假轴2顶部对所述转子铁芯1中部进行压紧；

所述下垫板5四角处中部分别设置有水平方向的卡槽5-1，所述卡槽5-1上方的下垫板5上设置有U形孔5-2，所述U形孔5-2的开口朝向外侧，所述上垫板3与所述U形孔5-2相对应位置处设有压紧通孔3-1；所述第二压紧装置9包括拉杆9-1和卡板9-2，所述卡板9-2设于所述卡槽5-1中，所述拉杆9-1竖直设置且其底端穿过U形孔5-2与卡板9-2顶面连接，所述拉杆9-1顶端穿过与其相对应的压紧通孔3-1后通过压紧螺母9-3固定。拉杆9-1上段外壁上设有外螺纹，压紧螺母9-3与拉杆9-1上的外螺纹进行螺纹连接，第二压紧装置9结构简单，操作方便，成本低，在热态叠压过程中通过压紧螺母9-3完成了紧固。

卡槽5-1和U形孔5-2的设置，节省了空间，也无需再添加外部压紧设备，便可实现压紧，成本低，不会对下模6造成影响。

进一步，所述卡槽5-1的水平横截面的面积大于U形孔5-2的水平横截面面积。对卡板9-2起到了限位作用，防止在紧固过程中卡板9-2脱落。

进一步，所述第一压紧装置8包括压盖8-1和吊环螺栓8-2；所述压盖8-1为底部开口的圆柱形筒体，所述压盖8-1同轴盖设于所述假轴2顶端，且所述压盖8-1的底部边缘压设于所述转子铁芯1顶面，所述假轴上盖2-2中部设有第一螺纹孔2-2-1，所述压盖8-1顶面与所述第一螺纹孔2-2-1相对位置处设有第二螺纹孔8-1-1，所述吊环螺栓8-2下端穿过第二螺纹孔8-1-1与第一螺纹孔2-2-1配合连接。第一压紧装置8通过拧紧吊环螺栓8-2，使得压盖8-1对转子铁芯1进行了压紧。

进一步，所述上垫板3顶面设置有两组吊环3-2。吊环3-2的设置方便吊装进行运输。

进一步，所述轴体2-1中部竖直方向设置有第一通孔2-1-1，所述第一通孔2-1-1底端同轴设有环形卡槽2-1-2，所述环形卡槽2-1-2的内径尺寸大于第一通孔2-1-1的内径尺寸；

所述假轴下盖2-3包括圆形盖板2-3-1和设于圆形盖板2-3-1顶面的盖体2-3-2，所述盖体2-3-2为竖直设置的圆柱形结构，所述盖体2-3-2上部伸入所述第一通孔2-1-1中且所述轴体2-1底面设于圆形盖板2-3-1顶面，所述盖体2-3-2下部外壁上设有与所述环形卡槽2-1-2相配合的环形卡台2-3-3，所述圆形盖板2-3-1的外径尺寸大于所述轴体2-1的外径尺寸，所述假轴下盖2-3中部竖直方向设置有第二通孔2-3-4；

所述分流器7为圆柱形结构，所述分流器7顶面中部设置有与所述圆形盖板2-3-1相配合的盖板放置槽7-1，所述盖板放置槽7-1中心处同轴设置有圆柱凸起7-2，所述圆柱凸起7-2伸入所述第二通孔2-3-4中且所述圆形盖板2-3-1设于所述盖板放置槽7-1中，所述分流器7底面中心处设置有向下隆起的圆弧凸起7-3。圆弧凸起7-3的设置使得铝液的分流更加均匀，提高了浇注的质量。

进一步，所述圆柱凸起7-2和第二通孔2-3-4之间、所述盖板放置槽7-1和圆形盖板之间均为间隙配合。分流器7和假轴下盖2-3之间的间隙配合即方便了安装也方便了拆卸。

进一步，所述圆形盖板2-3-1底面外边缘、所述分流器7底面外边缘、所述盖板放置槽7-1底面边缘和所述第二通孔2-3-4底面边缘处均设置有倒角。