李世良，常 明

（甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 武威 733006）

人民生活水平的提高和城市的擴大改變了出行方式，汽車成為主要的交通工具，而新能源汽車作為汽車行業(yè)的新秀，以其環(huán)保、前衛(wèi)、經(jīng)濟、輕便等諸多優(yōu)勢成為汽車行業(yè)發(fā)展的主流。在新能源汽車加工生產(chǎn)中，提升產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本、增強競爭力是新能源汽車得以取代傳統(tǒng)汽車的不二法寶。新能源汽車內(nèi)的金屬或合金零部件的使用超過2500個，金屬合金作為汽車的主要構(gòu)成元素，對金屬合金零部件的改良優(yōu)化成為最為熱點的課題，也是未來新能源汽車的發(fā)展需要重點解決的問題。本文以新能源汽車的關(guān)鍵部件——電機作為突破口，探究一條提升金屬合金零部件品質(zhì)、降低成本的新途徑。

1 新能源汽車專用金屬合金零部件工藝改進方法

1.1 新能源汽車電機內(nèi)外殼體結(jié)構(gòu)特點

以新能源汽車中電機鋁合金內(nèi)殼為例，傳統(tǒng)的鋁合金電機內(nèi)殼存在內(nèi)壁外壁厚度不勻稱的缺點，且汽車在運行中對電機的氣密性、抗拉伸或抗擠壓等綜合要求均相對較高，由于鋁制合金金屬硬度偏低，在經(jīng)過一段時間的運行后，極易導(dǎo)致外殼出現(xiàn)裂縫。

尤其是其獨有的柱形桶狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)，高強度的擠壓易造成鋁制內(nèi)殼熱漲等問題，留下質(zhì)量隱患[1]。針對新能源汽車電動機內(nèi)殼的鋁合金材料進行工藝上的手段改良，用來提高電機的使用壽命及使用中的安全性能。新能源汽車電機殼體三維結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。

圖1 電動機內(nèi)外殼體結(jié)構(gòu)

如上述圖1所示，電動機殼體作為非對稱性結(jié)構(gòu)零件，殼體周圍遍布的型芯結(jié)構(gòu)通過強筋的加固確保整體電機的穩(wěn)定，可對其內(nèi)外同時均勻施加壓力，實現(xiàn)整體上的大致居中對稱，降低內(nèi)外壁的薄厚差，使鋁合金液體填充更加順暢，避免合金金屬出現(xiàn)冷熱交替不均勻?qū)е碌木植亢穸仁艿接绊?，對?nèi)部零部件實施熱化擠壓鑄造的方法實現(xiàn)發(fā)電的綜合性能的提升[2]。工藝實施所選用的材料為ADC12，該材料的主要構(gòu)成如下表1所示。

表1 ADC12材料成分構(gòu)成

如上述表1所示，使用該種以鋁金屬為主要金屬元素含量的合金材料可實現(xiàn)對新能源汽車電機殼體結(jié)構(gòu)的工藝改良，具體流程如下。

1.2 設(shè)計合理的加工工藝

傳統(tǒng)的針對金屬零件的擠壓加工方式的選擇通常根據(jù)設(shè)計模型的難易程度來決定，電機作為內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜中小型金屬部件，精準度要求相對較高，且熱澆道可利用范圍較小，對其使用直接式磨具腔道擠壓法在精度的控制范圍上相對較小，進而在選取擠壓手段時通常采用間接式擠壓法，在保證合金金屬零件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不變的條件下，實現(xiàn)工藝手段的優(yōu)化。

1.3 設(shè)計內(nèi)澆口位置

對于新能源汽車鋁合金材質(zhì)的電機零件的優(yōu)化，在擠壓手段確定的基礎(chǔ)上，首先要實現(xiàn)對內(nèi)部澆注口位置的確定，內(nèi)澆口位置的改良可直接解決電機內(nèi)部局部溫度過高導(dǎo)致的夾渣問題，針對其位置的改良計算應(yīng)滿足下述條件：①使用ADC12金屬澆筑液控制內(nèi)部結(jié)構(gòu)的填充平穩(wěn)，降低氣泡等渣料造成的卷氣現(xiàn)象的產(chǎn)生，極大程度的避免氣流紊亂導(dǎo)致的電機不平衡現(xiàn)象出現(xiàn)。②使用上述澆筑液灌至電機內(nèi)壁厚度不均勻區(qū)域，利用其快速冷凝的效果，使電機的內(nèi)外壁厚度相對均勻，起到較好的補充縮進的效果。③內(nèi)部澆注口的位置的選擇應(yīng)依照電機所處擠壓型腔的位置選擇，方便實施澆筑后可將電機零件隨時取出。④實施內(nèi)澆過程中應(yīng)將位置固定在電機的中部偏下位置，降低冷隔現(xiàn)象的出現(xiàn)。使用ADC12澆筑液對電機內(nèi)外殼澆筑的位置比例計算公式如下所示。

上述公式中Qt表示為內(nèi)部澆注口的比例大小，Ra為澆筑噴頭的截面面積，計算單位為cm2，Rg為內(nèi)部澆注口的截面面積，計算單位同上，經(jīng)過計算截面比例小于10即為可實施澆筑，經(jīng)過澆筑后的電機零件可實現(xiàn)對其的優(yōu)化。

1.4 針對擠壓時容量的分析過程

對于新能源汽車的鋁合金電機零部件的改良，在間接式擠壓手段確定的基礎(chǔ)上，分析出合理的擠壓模型腔容量，可實現(xiàn)在根本上對零件的工藝改進。首先擠壓筒的容量體積要滿足整體電機重量及型腔重量之和的基礎(chǔ)上進行，即為V室≥V澆，V室為擠壓筒的整體體積，計算單位為cm3，V澆灌注金屬液后的電機體積，計算單位同上，針對其質(zhì)量及算算單位統(tǒng)一為kg，電機的質(zhì)量通常占總體重量的55%～65%之間，若整體質(zhì)量為10kg左右，擠壓筒的容積質(zhì)量至少要大于15kg，保證后期零件的取出，擠壓容量的確定為電機零部件的準確成型提供基礎(chǔ)的空間，為實現(xiàn)工藝上的優(yōu)化打下基礎(chǔ)。

2 結(jié)語

文章開展新能源汽車專用金屬合金零部件的工藝改進的研究，通過對擠壓工藝的選擇，設(shè)計合理的內(nèi)澆口位置，針對擠壓容量的型腔的分析實現(xiàn)最終工藝手段的優(yōu)化。未來將針對更多的汽車零部件進行工藝上的改進，實現(xiàn)汽車行駛過程中配置的優(yōu)化，對于擠壓磨具的設(shè)計將更加科學(xué)化，滿足社會的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。