[發明專利]一種水冷電機殼體的加工方法

在審

• 申請號: 202310480587.X
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116532665A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 秦永瑞;朱茜;陳浩銘;鄧佳明;李小艷
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F10/38;B22F10/64;B22F10/66;B22F1/052;B33Y10/00;B33Y70/00;B22F10/366;B22F10/85;B33Y50/02
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 韓垚堃

本發明涉及一種水冷電機殼體的加工方法，S1：基于3D打印工藝制成初版水冷電機殼體；S2：熱處理初版水冷電機殼體，然后去除初版水冷電機的支撐；S3：加工裝配面，令熱處理后的初版水冷電機殼體法蘭面與裝配體相適配，形成終版水冷電機殼體。本發明采用3D打印的方式加工水冷電機殼體，可提高水冷電機殼體的表面質量，杜絕水冷電機殼體內部鑄造缺陷。

技術領域

本發明涉及汽車技術領域，具體涉及增材技術。

背景技術

新能源汽車發展帶動車用驅動電機快速發展，其中應用于純電動和混合動力新能源車的水冷電機也得到快速應用。但傳統的水冷電機外殼類產品制造工藝尤其是產品前期的設計驗證基本為翻砂鑄造，水冷電機水道的制造全靠機械加工或砂鑄，導致后續制品外觀差，產品質量不可靠，制造環節中間過程繁冗，尤其對熱處理工藝溫度，鋁液充型時壓力、時間等工藝參數有嚴苛要求。同時對于水冷電機交換水道結構實現方式，受限于砂芯自身強度，以及鋁液充型后，發氣量的影響，并不能充分發揮水冷電機的最佳熱交換效果設計，導致水冷通路設計局限性大，而且成本高，開發周期長，極其不利于新產品的開發及驗證。

現有砂鑄工藝成型水冷電機殼體均存在以下缺點：

1.制品外觀質量差，（Ra25-50μm），后續必須進行機加工處理。

2.制品內部缺陷多，容易產生沙眼/氣孔/夾渣/冷隔/翻皮等工藝缺陷。

3.制造環節中間過程繁冗，尤其對熱處理工藝制度要求極為嚴苛。

4.受制作砂本身強度及發氣量影響，最佳水冷設計水道結構受限于砂芯水道及后續鑄造工藝，無法釋放最優的設計性能。

5.完成單個設計方案的驗證周期長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水冷電機殼體的加工方法，以解決現有技術生產周期長的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種水冷電機殼體的加工方法，

S1：基于3D打印工藝制成初版水冷電機殼體；

S2：熱處理初版水冷電機殼體，然后去除初版水冷電機的支撐；

S3：加工裝配面，令熱處理后的初版水冷電機殼體法蘭面與裝配體相適配，形成終版水冷電機殼體。

進一步，所述S1具體為：

S11：建立具有冷卻水路的水冷電機殼體有限元模型，在所述水冷電機殼體有限元模型中添加支撐，并形成切片；

S12：導入所述水冷電機殼體有限元模型，然后通過3D打印的方式形成所述初版水冷電機殼體。

進一步，所述切片的打印掃描線層間交錯排列。

進一步，所述初版水冷電機殼體的材料為鋁合金粉末，所述鋁合金粉末的粒徑尺寸為30-40μm，所述鋁合金粉末的顆粒的尺寸的組成方式符合正態分布。

進一步，所述鋁合金粉末的顆粒的尺寸的組成方式為：10%的所述鋁合金粉末的顆粒尺寸小于10μm，50%的所述鋁合金粉末的顆粒尺寸小于30μm，90%的所述鋁合金粉末的顆粒尺寸小于50μm。

進一步，加工所述初版水冷電機殼體時，3D打印設備的基板和粉末預熱溫度為160℃±5℃，激光功率為390-410W，激光掃描速度1290-1310mm/s，鋪粉厚度0.03-0.05mm，掃描間距為0.13-0.16mm，氧含量0-1000ppm，成型艙壓力1-3KPa，保護氣體為氮氣。

進一步，所述建立水冷電機殼體有限元模型后，優化水冷電機殼體有限元模型，所述優化的方法為：

結構特征識別，在水冷電機殼體有限元模型上標注出內部流道和外部殼體；

工藝適用性評估，在3D打印時選擇擺放方式及打印參數；