電機(jī)殼前后端蓋鑲鋼套鑄造方法及前后端蓋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)殼端蓋制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電機(jī)殼前后端蓋鑲鋼套鑄造方法，及實(shí)施該制備方法的前后端蓋。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)電機(jī)殼前、后端蓋采用鋼板加工成型及球鐵鑄造成型，加工成本高，工藝復(fù)雜，產(chǎn)品笨重，散熱效果不好。鑲嵌鋼套采用用于鑄造電動(dòng)汽車電機(jī)端蓋的砂芯進(jìn)行鑄造，工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本項(xiàng)發(fā)明是針對現(xiàn)行技術(shù)不足，提供一種電機(jī)殼前后端蓋鑲鋼套鑄造方法，一次成型，產(chǎn)品外形光滑、弧線分明，在軸承位置鑲鋼套，解決軸承受熱軸承位變形的問題，增加了軸承位的硬度。
[0004]本發(fā)明還提供一種實(shí)施該鑄造方法的前后端蓋。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種電機(jī)殼前后端蓋鑲鋼套鑄造方法，其特征在于，其包括以下步驟:
[0007](I)制備鋼套，鋼套上設(shè)有防脫槽及防滑槽；
[0008](2)將鋼套通過高頻等離子加熱8?12秒，鋼套溫度達(dá)400°C以上；
[0009](3)將步驟(2)加熱后的鋼套放置到低壓鑄造設(shè)備的下模中并定位，將700°C熔融鋁水從模具底部向上注入到模具中，增壓至800Mpa，保壓550MPa，使鋁水包覆鋼套，鋁水凝固形成密度高、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高的端蓋，成型的端蓋抱在上模中，脫模時(shí)頂針從上往下頂出鋼套，端蓋脫落；
[0010](4)步驟(3)鋼套與端蓋之間形成分離線，軸承位長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的熱量傳遞到軸承位鋼套上，鋼套在分離線位置把熱量釋放掉了。
[0011]所述步驟(2)具體還包括以下內(nèi)容:設(shè)置高頻等離子體發(fā)生設(shè)備，由兩支同軸石英管組成，外管套有一個(gè)由細(xì)銅管纏繞而成的螺旋管，通以高頻電流，在螺旋管中產(chǎn)生高頻交變磁場，磁通量變化感應(yīng)出電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢在導(dǎo)電介質(zhì)中感應(yīng)產(chǎn)生電流和相應(yīng)的熱，使得位于設(shè)備內(nèi)的鋼套迅速被加熱到指定溫度。
[0012]所述的步驟(3)具體還包括以下內(nèi)容:在低壓鑄造設(shè)備中設(shè)置基于模糊自適應(yīng)PID的液面加壓控制系統(tǒng)，根據(jù)模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理，在線對PID參數(shù)進(jìn)行修正，該控制系統(tǒng)包括PLC、模擬輸入/輸出模塊、壓力變送器、伺服電磁閥，該控制系統(tǒng)設(shè)置在低壓鑄造設(shè)備內(nèi)，保證低壓壓鑄過程中及保壓過程的壓力值達(dá)到設(shè)定數(shù)值。
[0013]所述的步驟(3)具體還包括以下內(nèi)容:模糊控制規(guī)則具體實(shí)現(xiàn)方法為:將離線計(jì)算得到的Λ ΚΡ、Λ KjPA Kd的模糊控制表分別保存在數(shù)據(jù)塊DB30、DB31和DB32中，周期性中斷組織塊0B30每隔40ms調(diào)用查詢模糊控制表的子程序FC61，F(xiàn)C61根據(jù)e和ec的量化值查詢模糊控制表，取得Λ Kp、AKjPA K d的量化值。
[0014]所述步驟(2)中，具體還包括以下內(nèi)容:設(shè)置等離子加熱設(shè)備，通過等離子加熱設(shè)備的電磁感應(yīng)耦合式等離子對鋼套進(jìn)行超高溫快速加熱。
[0015]所述步驟(3)中，具體還包括以下內(nèi)容:通過計(jì)算機(jī)的ANSYS有限元軟件中的CFD流體仿真模塊和Thermal模塊，建立嵌入不同溫度鋼套的端蓋的低壓鑄造充型和凝固過程中的流場合溫度場變化仿真模型，采用數(shù)值模擬計(jì)算得到鑄型中流體金屬的流動(dòng)狀態(tài)、壓力分布、速度分布和溫度分布，預(yù)測鑄件存在的卷氣、夾渣、縮松及縮孔的缺陷，并分析獲得實(shí)際生產(chǎn)所需的鋼套溫度、澆注壓力，和澆注溫度的工藝參數(shù)，將澆注壓力的工藝參數(shù)發(fā)送至液面加壓控制系統(tǒng)中，控制澆注的壓力。
[0016]一種實(shí)施上述電機(jī)殼前后端蓋鑲鋼套鑄造方法的前后端蓋，其包括鋼套，及通過低壓鑄造，包覆在鋼套外圍的端蓋，所述鋼套設(shè)有防脫槽及防轉(zhuǎn)槽，所述端蓋形成與防脫槽及防轉(zhuǎn)槽相適配的卡凸。
[0017]所述鋼套為中空圓柱體結(jié)構(gòu)，所述防脫槽為設(shè)置在鋼套外壁中部的圓周凹槽，所述防轉(zhuǎn)槽為設(shè)置在鋼套外壁上的豎向凹槽，防轉(zhuǎn)槽與防脫槽連通，所述防轉(zhuǎn)槽的長度為鋼套厚度的一半。
[0018]所述鋼套外壁上均勻的設(shè)置多條防轉(zhuǎn)槽，多條防轉(zhuǎn)槽設(shè)置在防脫槽的同一側(cè)，或者設(shè)置在防脫槽的兩側(cè)。
[0019]設(shè)置在防脫槽的兩側(cè)的多條防轉(zhuǎn)槽對齊或者錯(cuò)位設(shè)置。
[0020]本發(fā)明的有益效果:針對現(xiàn)有新能源汽車永磁伺服電機(jī)前、后端蓋，采用低壓鋁合金鑄造，一次成型，產(chǎn)品外形光滑、弧線分明；為了增加強(qiáng)度，在軸承位置鑲鋼套，解決軸承受熱軸承位變形的問題，增加了軸承位的硬度。
[0021]低壓鑄造原理，通過高頻等離子加熱鋼套達(dá)400度，放到模具定位上，使鋁水流動(dòng)把鋼套包起來，熔為一體，比整體加工的鋼件或球鐵件減輕40%的重量，就實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的使用要求。
[0022]鋁質(zhì)的端蓋與鋼套同形成分離線，軸承位長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的熱量傳遞到軸承位鋼套上，鋼套在分離線位置把熱量釋放掉了，這樣保證電機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn)軸承位不變形、不磨損，機(jī)座同端蓋使用同樣的材料鋁合金，鋁合金比鋼件的散熱效果好，電機(jī)外形美觀，節(jié)約了 20%的人工成本。
[0023]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)施例的鋼套與下模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)施例的鋼套放置在下模的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)施例的鋼套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本實(shí)施例的端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1.鋼套，11.防脫槽，12.防轉(zhuǎn)槽，2.端蓋，3.下模。
【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施例，參見圖1?4，本實(shí)施例提供的電機(jī)殼前后端蓋鑲鋼套鑄造方法，其包括以下步驟:
[0030](I)制備鋼套1，鋼套I上設(shè)有防脫槽11及防滑槽；
[0031](2)設(shè)置等離子加熱設(shè)備，通過等離子加熱設(shè)備的電磁感應(yīng)耦合式等離子對鋼套I進(jìn)行超高溫快速加熱，將鋼套I通過高頻等離子加熱8?12秒，鋼套I溫度達(dá)400°C以上；設(shè)置高頻等離子體發(fā)生設(shè)備，由兩支同軸石英管組成，外管套有一個(gè)由細(xì)銅管纏繞而成的螺旋管，通以高頻電流，在螺旋管中產(chǎn)生高頻交變磁場，磁通量變化感應(yīng)出電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢在導(dǎo)電介質(zhì)中感應(yīng)產(chǎn)生電流和相應(yīng)的熱，使得位于設(shè)備內(nèi)的鋼套I迅速被加熱到指定溫度；
[0032](3)將步驟(2)加熱后的鋼套I放置到低壓鑄造設(shè)備的下模3中并定位，將700°C熔融鋁水從模具底部向上注入到模具中，增壓至800Mpa，保壓550MPa，使鋁水包覆鋼套1，鋁水凝固形成密度高、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高的端蓋2，成型的端蓋2抱在上模中，脫模時(shí)頂針從上往下頂出鋼套1，端蓋2脫落；與一般的低壓鑄造壓力值400Mpa不同，本發(fā)明增壓至SOOMpa，保壓550MPa，即保證凝固成型后的端蓋2密度高、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高，同時(shí)保證端蓋2與鋼套I的結(jié)合度好，并且使得凝固成型后的端蓋2抱緊在上模上，便于后續(xù)脫模；
[0033]在低壓鑄造設(shè)備中設(shè)置基于模糊自適應(yīng)PID的液面加壓控制系統(tǒng)，根據(jù)模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理，在線對PID參數(shù)進(jìn)行修正，該控制系統(tǒng)包括PLC、模擬輸入/輸出模塊、壓力變送器、伺服電磁閥，該控制系統(tǒng)設(shè)置在低壓鑄造設(shè)備內(nèi)，保證低壓壓鑄過程中及保壓過程的壓力值達(dá)到設(shè)定數(shù)值；
[0034]通過計(jì)算機(jī)的ANSYS有限元軟件中的CFD流體仿真模塊和Thermal模塊，建立嵌入不同溫度鋼套I的端蓋2的低壓鑄造充型和凝固過程中的流場合溫度場變化仿真模型，采用數(shù)值模擬計(jì)算得到鑄型中流體金屬的流動(dòng)狀態(tài)、壓力分布、速度分布和溫度分布，預(yù)測鑄件存在的卷氣、夾渣、縮松及縮孔的缺陷，并分析獲得實(shí)際生產(chǎn)所需的鋼套I溫度(400°C以上)、澆注壓力(增壓至800Mpa，保壓550MPa)，和澆注溫度(700°C )的工藝參數(shù)，將澆注壓力的工藝參數(shù)發(fā)送至液面加壓控制系統(tǒng)中，控制澆注的壓力；
[0035](4)步驟(3)鋼套I與端蓋2之間形成分離線，軸承位長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的熱量傳遞到軸承位鋼套I上，鋼套I在分離線位置把熱量釋放掉了。
[0036]高頻等離子加熱工作原理是當(dāng)管內(nèi)流過氧氣