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铝合金电机后端盖

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铝合金电机后端盖压铸:悬置孔凸台缩孔消除,X 射线达到 ASTM E505 2 级

后端盖既是电机外壳的一部分,又兼作轴承座,背面几处厚大的悬置孔凸台在 X 射线下缩松集中。我们先用模流分析把内浇口分成两支、调整进料角度,让厚壁区优先充填,再在凸台处增加局部挤压补缩,凸台内部达到 ASTM E505 2 级,轴承孔与止口同轴度稳定在 φ0.03 mm。

铝合金电机后端盖 — 1

零件参数

零件名称铝合金电机后端盖
零件类型电机与减速器壳体
应用产品电机后端盖(兼作轴承座)
客户类型电机制造商
材料牌号ADC12 (JIS H5302)
外形尺寸约 290 × 270 × 70 mm
单件重量约 2.2 kg
壁厚范围4.0 – 5.0 mm(悬置孔凸台局部超过 15 mm)
关键要求轴承孔尺寸与同轴度、止口与端面垂直度、悬置孔凸台与轴承座内部致密
后加工轴承孔、止口与端面一次装夹精加工,悬置孔与安装面加工,钻孔攻牙
表面处理抛丸
交付形式加工件
量产起始2025

* 本案例参数为代表性数值,具体项目以图纸与评审结果为准。

更新于

技术要求

轴承孔与止口

中心轴承孔按 H7 配合加工,与止口的同轴度要求 φ0.03 mm,端面对轴线垂直度 0.03 mm。后端盖直接支撑转子的一端,轴承孔偏了,转子与定子之间的气隙就会不均。

内部质量

背面的悬置孔凸台用于把电机固定到整机上,承受振动载荷。凸台与轴承座区域按 ASTM E505 2 级做 X 射线检测,加工面不允许露出气孔或缩孔。

尺寸精度

螺栓孔分布圆与悬置孔的位置度按 φ0.1 mm 控制,一般尺寸执行 GB/T 6414 铸件尺寸公差 DCTG 6 级。

技术难点

悬置孔区域充型顺序不对,气体包在里面

最初的浇注方案中,金属液先从中间进入型腔。模流分析显示,其中一处悬置孔区域在四周已被金属液包围时还没有充满,卷进去的气体无处可排。悬置孔区域结构复杂、壁厚大,本应优先充填,让冷料和气体向末端的溢流槽排出。

厚大凸台补缩不足

调整浇注系统后充型顺序改善,但试产件 X 射线检测仍发现悬置孔凸台中心有集中缩松。凸台壁厚是周边壳体的三倍以上,凝固最晚;周围薄壁先凝固、切断补缩通道后,压铸机的增压压力传不到凸台中心。

我们的做法

内浇口分成两支、调整进料角度(浇注系统设计)

我们把中间的内浇口分成两支、调整进料角度,让金属液先充填前端厚壁的悬置孔区域,再流向轴承座与壳体;在最后充填的位置设置多个溢流槽,收集前端的冷料与卷入的气体。模流分析确认充型顺序,试模时用短射件核对。

悬置孔凸台局部挤压补缩(模具设计 + 压铸工艺)

在凸台位置增加由油缸驱动的挤压销,在充型完成、金属处于半凝固状态时压入,对凸台中心强制补缩。挤压的延迟时间与保持时间通过试模确定,写入工艺卡执行。每批抽检 X 射线,首批件剖切确认。

轴承孔、止口与端面一次装夹精加工(CNC 加工)

轴承孔、止口与端面在同一次装夹中完成精加工,粗精分序,精加工只留小余量。三坐标按批检测同轴度与垂直度,轴承孔每件用塞规检查。

结果(稳定量产状态)

进入稳定量产后,悬置孔凸台的 X 射线检测稳定达到 ASTM E505 2 级,因缩孔、缩松造成的报废率由约 7% 降到 1% 以下,轴承孔与止口同轴度稳定在 φ0.03 mm 以内,关键尺寸的过程能力达到 CPK ≥ 1.33。

本案例常见问题

局部挤压适合什么样的压铸件?+

适合整体壁厚不大、但个别部位特别厚的零件,比如端盖的悬置孔凸台、壳体的轴承座、支架的安装耳。这些部位凝固最晚,压铸机的增压压力传不过去,挤压销在金属半凝固时直接对厚壁中心加压补缩。局部挤压需要在模具上增加油缸和挤压销,模具成本和保养工作量都会增加,所以一般先通过掏空减薄、调整浇注与溢流来解决,仍有缩孔的部位再用挤压。

电机端盖的轴承孔能直接压铸出来吗?+

不能。轴承孔一般要求 H7 配合和 0.03 mm 级的同轴度,压铸态公差达不到,必须由 CNC 精加工保证。压铸要做的是让轴承座内部致密、加工余量均匀,否则精镗切掉表层后孔洞就会露出来。我们在 DFM 阶段会和客户明确哪些尺寸由铸造保证、哪些由加工保证。

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