电机外套铸造模具及其设计方法和使用方法

摘要

本申请公开了一种电机外套铸造模具，包括模具本体，模具本体具有成型电机外套的型腔，型腔内可分离地设置有活块，电机外套上设有铭牌面，活块面向铭牌面，活块适于成型铭牌面，可分离设置的活块可迅速地伸入型腔并对型腔内电机外套的铭牌面进行有效地散热操作，使得铭牌面上不会聚集热量，也能在对铭牌面进行上涂料操作时，可将活块从型腔内移出，便于对铭牌面进行上涂料操作，同时浇注过程中产生的气体可通过排气槽和排气通道排出，有效地避免铭牌面上出现皮下气孔、针孔的缺陷，提高生产出来电机外套的质量和合格率。

权利要求

1.一种电机外套铸造模具，包括模具本体，所述模具本体具有成型电机外套的型腔，其特征在于：所述型腔内可分离地设置有活块，所述电机外套上设有铭牌面，所述活块面向所述铭牌面，所述活块适于成型所述铭牌面，所述活块包括结构块以及成型块，所述结构块可拆卸地连接于所述成型块，所述结构块上设有排气通道，所述成型块上设有排气槽，所述排气槽连通所述排气通道；

所述活块设置有铸造活块和冷却活块，所述铸造活块得以在所述模具本体进行铸造放置于所述型腔内，在铸造完成后，可将所述铸造活块从所述模具本体内取出，再将所述冷却活块插入所述型腔内，所述冷却活块得以对所述型腔内的所述铭牌面产生的热量进行吸收。

2.如权利要求1所述的电机外套铸造模具，其特征在于：所述成型块包括连接部和接触部，所述接触部固接于所述连接部的下方，所述接触部螺纹连接于所述结构块，所述接触部对准所述铭牌面。

3.如权利要求2所述的电机外套铸造模具，其特征在于：所述排气槽包括第一排气槽以及第二排气槽，所述第一排气槽设置于所述第二排气槽的上方，所述第一排气槽的一端连通所述排气通道，所述第一排气槽的另一端连通所述第二排气槽，所述第一排气槽横向地设置于所述接触部，所述第二排气槽竖直地设置于所述接触部，所述第二排气槽的数量为多个，多个所述第二排气槽间隔地设置于所述接触部，各个所述第二排气槽分别连通所述第一排气槽。

4.如权利要求3所述的电机外套铸造模具，其特征在于：所述成型块上设有横纵交错地网纹槽，所述网纹槽的深度小于所述排气槽的深度。

5.一种如权利要求2所述电机外套铸造模具的设计方法，其特征在于，包含以下步骤：S1，应用仿真软件分析找出所述铭牌面的凸出部，将所述凸出部等效为长方体结构，并确定所述凸出部的高度为H1，宽度为W1，厚度为δ1；

S2，计算所述凸出部的体积V1＝H1×W1×δ1；计算所述凸出部的质量M1＝ρ1×V1＝ρ1×H1×W1×δ1，其中ρ1为所述铭牌面的密度；

S3，确定所述铭牌面浇注时的温度T1以及开模时的温度T2，计算出所述凸出部储存的能量Q1，Q1＝C1×M1×Δt1＝C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，其中C1为浇注液在开模温度下的比热容，Δt1为T1和T2之间的温差；

S4，将所述成型块上与所述铭牌面对准的所述接触部设计为长方体结构，确定所述接触部的高度为H1，宽度为W1，厚度为δ2；

S5，计算所述接触部的体积V2＝H1×W1×δ2，计算所述接触部的质量M2，M2＝ρ2×V2＝ρ2×H1×W1×δ2，其中ρ2为所述成型块的密度；

S6，确定所述接触部所需吸收的热量为Q2，确定所述接触部的初始温度为T3；计算Q2＝C2×M2×Δt2＝C2×ρ2×H1×W1×δ2×(T2‑T3)，其中，C2为所述铭牌面在开模温度下的比热容，Δt2为T2和T3之间的温差；

S7，根据Q2≥Q1，即C2×ρ2×H1×W1×δ2×(T2‑T3)≥C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，可得S8，取δ2的最小值 确定所述接触部的尺寸，并根据所述接触部的尺寸设计所述成型块形状和尺寸，进一步再设计所述模具本体的形状和尺寸。

6.如权利要求5所述的电机外套铸造模具的设计方法，其特征在于：所述步骤S8中，对δmin进行修正，取得修正值δcor＝aδmin，1.4≤a≤2，a为修正系数。

7.如权利要求6所述的电机外套铸造模具的设计方法，其特征在于：C1＝921J/kg·℃，

3 3

ρ1＝2630kg/m ，T1＝690℃，T2＝400℃，C2＝560J/kg·℃，ρ2＝7850kg/m ，T3＝80℃，可得代入上述数据，结果保留小数点后一位，可得δmin＝0.5δ1，取a＝

1.6，得到δcor＝aδmin＝0.5aδ1＝0.8δ1。

8.一种如权利要求1‑4中任一项权利要求所述电机外套铸造模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，对每个模具本体均配制一个所述铸造活块以及一个所述冷却活块，将所述铸造活块放置于所述型腔内，并进行铸造；

S200，铸造完成后，将所述铸造活块从所述模具本体内取出，再将所述冷却活块放置于所述模具本体内，使得所述冷却活块得以对铭牌面产生的热量进行吸收。

9.如权利要求8所述的电机外套铸造模具的使用方法，其特征在于：所述步骤S200中设置多个所述冷却活块，使得多个所述冷却活块得以分别对多个所述模具本体进行散热操作；

当上一所述冷却活块对上一所述模具本体进行冷却完成后，将下一所述模具本体内的所述铸造活块抽出，抽出后再将下一所述冷却活块插入下一所述模具本体内，使得下一所述冷却活块得以对下一所述模具本体内的所述铭牌面产生的热量进行吸收；

重复上述步骤，直至最后一个所述冷却活块插入与其对应的所述模具本体内，且最后一个所述冷却活块对该所述模具本体内的所述铭牌面产生的热量吸收完成后，再将下一个所述模具本体内的所述铸造活块抽出，抽出后再将第一个所述冷却活块插入下一个所述模具本体内使得其对所述模具本体内的所述铭牌面产生的热量进行吸收，使得多个所述冷却活块得以进行新一轮的冷却操作。

10.如权利要求9所述的电机外套铸造模具的使用方法，其特征在于：多个所述冷却活块按顺序进行编号，并交替循环使用。

说明书

电机外套铸造模具及其设计方法和使用方法

技术领域

[0001] 本申请涉及重力铸造技术领域，尤其涉及一种电机外套铸造模具及其设计方法和使用方法。

背景技术

[0002] 重力铸造时至金属熔液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇注。重力浇注包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造等。现有技术中若按照传统的铸造
工艺设计出来的铭牌面，一般都是通过冷却水对其进行冷却，但是因铭牌面在模具中总是
处于凹坑中，且其表面有花纹，使得冷却水无法对其进行充分彻底地冷却，同时因其花纹结
构，导致上涂料过程比较繁琐，且无法准确地对铭牌面上各处进行均匀的涂抹涂料，同时花
纹结构也易导致其排气过程不够顺畅，此外其表面也容易聚集热量，现有的冷却方式无法
对其进行充分的冷却，使得生产出来的铸件易出现皮下气孔、针孔等缺陷，影响铸件的整体
外观。

发明内容

[0003] 为了克服现有技术的不足，本申请的一个目的在于提供一种电机外套铸造模具，其通过可分离设置的活块得以对铭牌面进行有效地散热冷却和排气，使得整个生产过程中
铭牌面的散热速度快、排气顺畅，生产出来的电机外套无皮下气孔、针孔的缺陷。

[0004] 本申请的另一个目的在于提供一种电机外套铸造模具，其设置可分离的活块，便于将其从型腔内抽出，从而便于对铭牌面进行上涂料操作，使得涂料能够均匀地涂覆于铭
牌面上，提高上涂料的效率。

[0005] 本申请的另一个目的在于提供一种电机外套铸造模具的设计方法，能够快速地对铭牌面的各项参数进行设计，通过铭牌面的参数可筛选出接触部的各项最佳参数，在此参
数下生产出来的电机外套的质量和品质得以大大提高。

[0006] 本申请的另一个目的在于提供一种铸造模具的使用方法，可通过多个活块按顺序逐个地对多个模具本体内的铭牌面进行散热和排气操作，得以提高活块对铭牌面的散热效
率，有效地提高生产出来电机外套的合格率。

[0007] 为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种电机外套铸造模具，包括模具本体，所述模具本体具有成型电机外套的型腔，所述型腔内可分离地设置有活块，所述电机外
套上设有铭牌面，所述活块面向所述铭牌面，所述活块适于成型所述铭牌面。

[0008] 进一步地，所述活块包括结构块以及成型块，所述结构块可拆卸地连接于所述成型块，所述结构块上设有排气通道，所述成型块上设有排气槽，所述排气槽连通所述排气通
道。

[0009] 进一步地，所述成型块包括连接部和接触部，所述接触部固接于所述连接部的下方，所述连接部螺纹连接于所述结构块，所述接触部对准所述铭牌面。

[0010] 进一步地，所述排气槽包括第一排气槽以及第二排气槽，所述第一排气槽设置于所述第二排气槽的上方，所述第一排气槽的一端连通所述排气通道，所述第一排气槽的另
一端连通所述第二排气槽。

[0011] 进一步地，所述第一排气槽横向地设置于所述接触部，所述第二排气槽竖直地设置于所述接触部，所述第二排气槽的数量为多个，多个所述第二排气槽间隔地设置于所述
接触部，各个所述第二排气槽分别连通所述第一排气槽。

[0012] 进一步地，所述接触部设有横纵交错地网纹槽，所述网纹槽的深度小于所述排气槽的深度。

[0013] 一种电机外套铸造模具的设计方法，包含以下步骤：

[0014] S1，应用仿真软件分析找出铭牌面的凸出部，将所述凸出部等效为长方体结构，并确定所述凸出部的高度为H1，宽度为W1，厚度为δ1；

[0015] S2，计算所述凸出部的体积V1=H1×W1×δ1；计算所述凸出部的质量M1=ρ1×V1=ρ1×H1×W1×δ1，其中ρ1为所述铭牌面的密度；

[0016] S3，确定所述铭牌面浇注时的温度T1以及开模时的温度T2，计算出所述凸出部储存的能量Q1，Q1=C1×M1×Δt1= C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，其中C1为浇注液在开模温度下
的比热容，Δt1为T1和T2之间的温差；

[0017] S4，将成型块上与所述铭牌面对准的接触部设计为长方体结构，确定所述接触部的高度为H1，宽度为W1，厚度为δ2；

[0018] S5，计算所述接触部的体积V2=H1×W1×δ2，计算所述接触部的质量M2，M2=ρ2×V2=ρ2×H1×W1×δ2，其中ρ2为所述成型块的密度；

[0019] S6，确定所述接触部所需吸收的热量为Q2，确定所述接触部的初始温度为T3；计算Q2=C2×M2×Δt2= C2×ρ2×H1×W1×δ2×（T2‑T3），其中，C2为所述铭牌面在开模温度下的比
热容，Δt2为T2和T3之间的温差；

[0020] S7，根据Q2≥Q1，即C2×ρ2×H1×W1×δ2×（T2‑T3）≥C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，可得δ2≥ ×δ1；

[0021] S8，取δ2的最小值δmin= ×δ1，确定所述接触部的尺寸，并根据所述接触部的尺寸设计所述成型块形状和尺寸，进一步再设计所述模具本体的形状和尺寸。

[0022] 进一步地，所述步骤S8中，对δmin进行修正，取得修正值δcor=aδmin，1.4≤a≤2，a为修正系数。

[0023] 进一步地，C1=921J/kg▪℃，ρ1=2630kg/m3，T1=690℃，T2=400℃，C2=560J/kg▪℃，ρ2=3
7850kg/m ，T3=80℃，可得 δ2≥ ×δ1，代入上述数据，结果保留小数点后
一位，可得δmin=0.5δ1，取a=1.6，得到 δcor=aδmin=0.5aδ1=0.8δ1。

[0024] 一种电机外套铸造模具的使用方法，包括以下步骤：

[0025] S100，对每个模具本体均配制一个铸造活块以及冷却活块，将所述铸造活块放置于所述型腔内，并进行铸造；

[0026] S200，铸造完成后，将所述铸造活块从所述模具本体内取出，再将所述冷却活块放置于所述模具本体内，使得所述冷却活块得以对铭牌面产生的热量进行吸收；

[0027] 进一步地，所述步骤S200中设置多个所述冷却活块，使得多个所述冷却活块得以分别对多个所述模具本体进行散热操作；

[0028] 具体操作为：当上一所述冷却活块对上一所述模具本体进行冷却完成后，得以将下一所述模具本体内的所述铸造活块抽出，抽出后将下一所述冷却活块插入下一所述模具
本体内，使得下一所述冷却活块得以对下一所述模具本体内的所述铭牌面产生的热量进行
吸收。重复上述步骤，直至最后一个所述冷却活块插入与其对应的所述模具本体内，且最后
一个所述冷却活块对该所述模具本体内的所述铭牌面产生的热量吸收完成后，再将下一个
所述模具本体内的所述铸造活块抽出，抽出后再将第一个所述冷却活块插入下一个所述模
具本体内使得其对所述模具本体内的所述铭牌面产生的热量进行吸收，使得多个所述冷却
活块得以进行新一轮的吸热冷却操作。

[0029] 进一步地，所述冷却活块的数量为5个。

[0030] 进一步地，多个所述冷却活块按顺序进行编号，并交替循环使用。

[0031] 与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

[0032] （1）设有铸造模具以及活块，活块可分离地设置于型腔内，得以对铭牌面进行有效地散热和排气，提高整个铭牌面的散热效率，同时保证电机外套生产过程中排气顺畅，避免
出现皮下气孔、针孔等缺陷，从而提高生产出来电机外套的质量，也提高生产出来电机外套
的合格率。

[0033] （2）设置可分离的活块，得以在进行上涂料操作时，可将活块从型腔内取出，便于对电机外套进行上涂料操作，简化上涂料过程，提高上涂料的效率。

[0034] （3）提供一种电机外套铸造模具的设计方法，可快速地确定铭牌面的各项参数，从而通过实验验证找出成型块中接触部的最佳参数，在该参数下生产出来的铭牌面无皮下气
孔、针孔的缺陷，大大提高生产出来电机外套的质量和合格率。

[0035] （4）提供一种电机外套铸造模具的使用方法，可通过多个冷却活块按顺序对车间内多个模具本体内进行散热，多个冷却活块按顺序进行编号，通过设置的编号可快速地实
现当上一个冷却活块对上一个模具本体内进行吸热完成后，下一个冷却活块可快速地对下
一个模具本体内的铭牌面进行吸热，得以提高整个生产过程中的生产效率，同时上一个冷
却活块也可在使用后进行冷却，为下一循环使用过程做准备。

附图说明

[0036] 图1为本申请中铸造模具的立体图。

[0037] 图2为本申请活块远离铸造模具时的爆炸示意图。

[0038] 图3为本申请中接触部面向铭牌面的示意图。

[0039] 图4为本申请中结构块和成型块分离时的示意图。

[0040] 图5为本申请中活块的主视图。

[0041] 图6为本申请中图5沿A‑A处的剖视图。

[0042] 图7中本申请图6中B处的放大示意图。

[0043] 图8为多个活块对准多个模具本体时的示意图。

[0044] 图9为单个活块对准单个模具本体时的示意图。

[0045] 图中：1、铸造模具；10、模具本体；20、型腔；30、活块；31、结构块；311、排气通道；32、成型块；321、连接部；322、接触部；33、排气槽；331、第一排气槽；332、第二排气槽；34、网
纹槽；35、铸造活块；36、冷却活块；40、电机外套；41、铭牌面。

具体实施方式

[0046] 下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

[0047] 在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、 “横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位
置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须
具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

[0048] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

[0049] 本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备
不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、
方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，且为了便于表达清楚本申请中各部分结构，所以
在本申请的说明书附图中铸造模具的整体结构并没有全部展示出来，但并不表示本申请中
铸造模具只限于说明书附图中展示的部分，其他铸造模具中必备的部件也属于本申请中的
保护范围内。

[0050] 如图1‑9所示的一种电机外套铸造模具1，包括模具本体10，模具本体10具有成型电机外套40的型腔20，型腔20内可分离地设置有活块30，电机外套40上设有铭牌面41，活块
30面向铭牌面41，活块30适于成型铭牌面41，其中，铭牌面41上设有3mm的加工余量，3mm的
加工余量既能保证可有效地消除前工序的各种误差和表面缺陷，同时也不会造成生产材料
的浪费。可分离设置的活块30可迅速地伸入型腔20并对型腔20内电机外套40的铭牌面41进
行有效地散热操作，使得铭牌面41上不会聚集热量，也能在对铭牌面41进行上涂料操作时，
可将活块30从型腔20内移出，便于对铭牌面41进行上涂料操作，同时浇注过程中产生的气
体可通过排气槽33和排气通道311排出，有效地避免铭牌面41上出现皮下气孔、针孔的缺
陷，提高生产出来的电机外套40的质量和合格率。

[0051] 其中，如图2‑4所示，活块30包括结构块31以及成型块32，结构块31可拆卸地连接于成型块32，优选地，成型块32可通过螺栓固定于结构块31上，通过螺栓固定的方式，连接
简单牢固，便于安装；结构块31上设有排气通道311，成型块32上设有排气槽33，排气槽33连
通排气通道311，气体得以通过排气槽33进入排气通道311，随后从排气通道311排出，能够
快速有效地对铭牌面41进行排气，整个排气过程快速有效，避免气体聚集在铭牌面41处而
导致铭牌面41易出现皮下气孔、针孔的缺陷，提高生产出来的电机外套40的合格率。

[0052] 其中，如图3和图4所示，成型块32包括连接部321和接触部322，接触部322固接于连接部321的下方，连接部321螺纹连接于结构块31，连接部321得以将成型块32固定于结构
块31上，接触部322对准铭牌面41，接触部322得以对铭牌面41进行散热操作。

[0053] 其中，如图5‑7所示，排气槽33包括第一排气槽331以及第二排气槽332，第一排气槽331设置于第二排气槽332的上方，第一排气槽331的一端连通排气通道311，第一排气槽
331的另一端连通第二排气槽332，气体得以依次通过第二排气槽332、第一排气槽331进入
排气通道311，随后通过排气通道311排出，得以提高对内部气体的排出速度，提高其排气过
程中的顺畅性，从而加快空气的流通，提高散热效率，有效地解决现有技术中因排气不充分
而导致铭牌面41表面易出现皮下气孔、针孔的问题。第一排气槽331横向地设置于接触部
322，横向地设置便于连接其下方的多个第二排气槽332，使得多个第二排气槽332内的气体
得以通过第一排气槽331以及排气通道311排出；第二排气槽332竖直地设置于接触部322，
竖直地设置便于气体顺着第二排气槽332进入第一排气槽331，第二排气槽332的数量为多
个，多个第二排气槽332间隔地设置于接触部322，多个第二排气槽332间隔地设置于接触部
322上，多个第二排气槽332得以加快接触部322的排气速度，提高接触部322的排气效率，各
个第二排气槽332分别连通第一排气槽331，便于各个第二排气槽332内的气体得以通第一
排气槽331进行排气通道311，随后再通过排气通道311进行排出，整个排气过程快速便捷、
排气效果好。

[0054] 其中，如图7所示，接触部322上设有横纵交错地网纹槽34，网纹槽34的深度小于排气槽33的深度。具体地，网纹槽34的深度为1mm，排气槽33的深度为2mm，使得气体可通过网
纹槽34进行有效地排出的同时也能保证整个接触部322的吸热效果。

[0055] 其中，第一排气槽331以及第二排气槽332的深度均为2mm，宽度均为4mm，得以在保证第一排气槽331以及第二排气槽332排气的顺畅性的同时也能最大限度内提高整个接触
部322的吸热效率，使得接触部322既具有优异的排气性能，也具有优异的吸热冷却性能。

[0056] 其中，如图8‑9所示，在铸造模具1的使用方法中，每个模具本体10内均设有活块30，活块30包括铸造活块35和冷却活块36，铸造活块35得以在模具本体10进行铸造时，可将
其放置于型腔20内，便于模具本体10对铸造活块35进行铸造；当铸造完成后，将铸造活块35
从模具本体10内取出，随后将冷却活块36插入模具本体10的型腔20内，使得冷却活块36得
以对铭牌面41产生的热量进行吸收，通过设置铸造活块35和冷却活块36得以对模具本体10
内的电机外套40进行铸造生产，同时也能对铭牌面41产生的热量进行吸收，达到对铭牌面
41进行降温的目的。

[0057] 其中，如图8‑9所示，在铸造模具1的使用方法中，冷却活块36的数量为5个，5个冷却活块从左至右依次按顺序排列，5个冷却活块36的设置不仅能够有效地提高生产过程中
对多个模具本体10内铭牌面41进行冷却的效率，使得生产出来的电机外套40无皮下气孔、
针孔的缺陷。在生产过程中可对5个冷却活块36按顺序进行编号，5个冷却活块36的编号依
次为1号、2号、3号、4号以及5号，当对第一个模具本体10进行铸造时，将铸造活块35放置于
型腔20内，并进行铸造，当第一个模具本体10铸造完成后，得以将第一个模具本体10内的铸
造活块35取出，再将1号冷却活块36插入第一个模具本体10内，使得1号冷却活块36得以对
第一个模具本体10内的铭牌面41产生的热量进行吸收，吸收完成后，将1号冷却活块36从第
一个模具本体10内抽出，即完成第一个模具本体10内的电机外套40的生产和冷却操作，当
第一个模具本体10完成对电机外套40的生产和冷却后，第二个模具本体10得以移动至2号
冷却活块36下方，此时将第二个模具本体10内的铸造活块35抽出，将2号冷却活块36插入第
二个模具本体10内，使得2号冷却活块36得以对第二个模具本体10内生产的铭牌面41进行
冷却操作，当2号冷却活块36完成冷却操作后，将2号冷却活块36从第二个模具本体10内抽
出，循环上述操作，使得3号冷却活块36得以对第三个模具本体10内的铭牌面41进行冷却操
作，4号冷却活块36得以对第四个模具本体10内的铭牌面41进行冷却，5号冷却活块36得以
对第五个模具本体10内的铭牌面41进行冷却，当第五个模具本体10冷却完成后，此时1号冷
却活块36的温度已经降至未对第一模具本体10内的铭牌面41进行冷却时的初始温度，当对
第六个模具本体10进行冷却时，可先将第六个模具本体10内的铸造活块35从模具本体10内
取出，随后将1号冷却活块36插入第六个模具本体10内，使得1号冷却活块36得以对第六个
模具本体10内的铭牌面41进行冷却，由此得以实现5个冷却活块36交替循环使用，选用5个
冷却活块36的目的在于有效地避免采用一个冷却活块36在冷却完第一个模具本体10后，其
需要很长的时间进行降温后才能对第二个模具本体10内的铭牌面41进行冷却操作，由此会
大大降低整个生产过程中的冷却效率。因此选用5个冷却活块36，得以实现在1号冷却活块
36冷却完成后，2号冷却活块36得以对第二个模具本体10进行冷却操作，2号冷却活块36冷
却完成后，3号冷却活块36再进行冷却，依次类推循环直至5号冷却活块36冷却完成，2号冷
却活块36开始冷却直至5号冷却活块36冷却完成的这个时间段内，1号冷却活块36得以进行
自身降温，使得1号冷却活块36得以在冷却完成后有足够的时间进行自身降温，为下一次冷
却做好准备，保障其进行下一次冷却时的冷却效果，并且该过程也不会影响生产过程中下
一个模具本体10的正常冷却操作，从而大大提高整个生产过程中的冷却效率。

[0058] 一种电机外套铸造模具的设计方法，包含以下步骤：

[0059] S1，应用仿真软件分析找出铭牌面的凸出部，将凸出部等效为长方体结构，并确定凸出部的高度为H1，宽度为W1，厚度为δ1；

[0060] S2，计算凸出部的体积V1=H1×W1×δ1；计算凸出部的质量M1=ρ1×V1=ρ1×H1×W1×δ1，其中ρ1为铭牌面的密度；

[0061] S3，确定铭牌面浇注时的温度T1以及开模时的温度T2，计算出凸出部储存的能量Q1，Q1=C1×M1×Δt1= C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，其中C1为浇注液在开模温度下的比热
容，Δt1为T1和T2之间的温差；

[0062] S4，将成型块上与铭牌面对准的接触部设计为长方体结构，确定接触部的高度为H1，宽度为W1，厚度为δ2；

[0063] S5，计算接触部的体积V2=H1×W1×δ2，计算接触部的质量M2，M2=ρ2×V2=ρ2×H1×W1×δ2，其中ρ2为成型块的密度；

[0064] S6，确定接触部所需吸收的热量为Q2，确定接触部的初始温度为T3；计算Q2=C2×M2×Δt2= C2×ρ2×H1×W1×δ2×（T2‑T3），其中，C2为铭牌面在开模温度下的比热容，Δt2为T2
和T3之间的温差；

[0065] S7，根据Q2≥Q1，即C2×ρ2×H1×W1×δ2×（T2‑T3）≥C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，可得δ2≥ ×δ1；

[0066] S8，取δ2的最小值δmin= ×δ1，确定接触部的尺寸，并根据接触部的尺寸设计成型块形状和尺寸，进一步再设计模具本体的形状和尺寸。

[0067] 进一步地，步骤S8中，对δmin进行修正，取得修正值δcor=aδmin，1.4≤a≤2，a为修正系数。

[0068] 进一步地，C1=921J/kg▪℃，ρ1=2630kg/m3，T1=690℃，T2=400℃，C2=560J/kg▪℃，ρ2=3
7850kg/m ，T3=80℃，可得 δ2≥ ×δ1，代入上述数据，结果保留小数点后
一位，可得δmin=0.5δ1，取a=1.6，得到 δcor=aδmin=0.5aδ1=0.8δ1。

[0069] 其中，设置修正值的目的是因为生产过程中活块的初始温度T3会出现大于80℃的情况，或在热传递过程中热传递的转化率没有100%，而为了补偿上述两方面可能造成的热
损失，因此在实际生产过程中会增大δ2的值，使得活块能够对铭牌面产生的热量进行有效
彻底地吸收，从而提高活块的散热效果。

[0070] 一种电机外套铸造模具的使用方法，包括以下步骤：

[0071] S100，对每个模具本体均配制一个铸造活块以及冷却活块，将铸造活块放置于型腔内，并进行铸造；

[0072] S200，铸造完成后，将铸造活块从模具本体内取出，再将冷却活块放置于模具本体内，使得冷却活块得以对铭牌面产生的热量进行吸收；

[0073] 其中，步骤S200中设置多个冷却活块，使得多个冷却活块得以分别对多个模具本体进行散热操作。具体操作为：当上一冷却活块对上一模具本体进行冷却完成后，得以将下
一模具本体内的铸造活块抽出，抽出后将下一冷却活块插入下一模具本体内，使得下一冷
却活块得以对下一模具本体内的铭牌面产生的热量进行吸收。重复上述步骤，直至最后一
个冷却活块插入与其对应的模具本体内，且最后一个冷却活块对该模具本体内的铭牌面产
生的热量吸收完成后，再将下一个模具本体内的铸造活块抽出，抽出后再将第一个冷却活
块插入下一个模具本体内使得其对模具本体内的铭牌面产生的热量进行吸收，使得多个冷
却活块得以进行新一轮的吸热冷却操作。

[0074] 其中，冷却活块的数量为5个。

[0075] 其中，多个冷却活块按顺序进行编号，并交替循环使用。

[0076] 5个冷却活块的具体冷却操作如下：对5个冷却活块按顺序进行编号，5个冷却活块的编号依次为1号、2号、3号、4号以及5号，当对第一个模具本体进行铸造时，将铸造活块放
置于型腔内，并进行铸造，当第一个模具本体铸造完成后，得以将第一个模具本体内的铸造
活块取出，再将1号冷却活块插入第一个模具本体内，使得1号冷却活块得以对第一个模具
本体内的铭牌面产生的热量进行吸收，吸收完成后，将1号冷却活块从第一个模具本体内抽
出，即完成第一个模具本体内的电机外套的生产和冷却操作，当第一个模具本体完成对电
机外套的生产和冷却后，第二个模具本体得以移动至2号冷却活块下方，此时将第二个模具
本体内的铸造活块抽出，将2号冷却活块插入第二个模具本体内，使得2号冷却活块得以对
第二个模具本体内生产的铭牌面进行冷却操作，当2号冷却活块完成冷却操作后，将2号冷
却活块从第二个模具本体内抽出，循环上述操作，使得3号冷却活块得以对第三个模具本体
内的铭牌面进行冷却操作，4号冷却活块得以对第四个模具本体内的铭牌面进行冷却，5号
冷却活块得以对第五个模具本体内的铭牌面进行冷却，当第五个模具本体冷却完成后，此
时1号冷却活块的温度已经降至未对第一模具本体内的铭牌面进行冷却时的初始温度，当
对第六个模具本体进行冷却时，可先将第六个模具本体内的铸造活块从模具本体内取出，
随后将1号冷却活块插入第六个模具本体内，使得1号冷却活块得以对第六个模具本体内的
铭牌面进行冷却，由此得以实现5个冷却活块交替循环使用，选用5个冷却活块的目的在于
有效地避免采用一个冷却活块在冷却完第一个模具本体后，其需要很长的时间进行降温后
才能对第二个模具本体内的铭牌面进行冷却操作，由此会大大降低整个生产过程中的冷却
效率。因此选用5个冷却活块，得以实现在1号冷却活块冷却完成后， 2号冷却活块36得以对
第二个模具本体10进行冷却操作，2号冷却活块36冷却完成后，3号冷却活块36再进行冷却，
依次类推循环直至5号冷却活块36冷却完成，2号冷却活块36开始冷却直至5号冷却活块36
冷却完成的这个时间段内，此时1号冷却活块得以进行自身降温，使得1号冷却活块得以在
冷却完成后有足够的时间进行自身降温，为下一次冷却做好准备，保障其进行下一次冷却
时的冷却效果，并且该过程也不会影响生产过程中下一个模具本体的正常冷却操作，从而
大大提高整个生产过程中的冷却效率。

[0077] 实施例1

[0078] 一种电机外套铸造模具的设计方法，包含以下步骤：

[0079] （1）应用UG‑3D软件分析找出铭牌面的凸出部，将凸出部等效为长方体结构，并并确定凸出部的高度H1为151.3mm，宽度W1为140.6mm，厚度为δ1为15mm；

[0080] （2）计算凸出部的体积V1=H1×W1×δ1=151.3×140.6×15=319091.7mm3；计算凸出3
部的质量M1=ρ1×V1=ρ1×H1×W1×δ1，其中ρ1为铭牌面的密度，ρ1=2630kg/m ，代入上述数据
得M1=0.839kg；

[0081] （3）确定铭牌面浇注时的温度T1为690℃以及开模时的温度T2为400℃，计算出凸出部储存的能量Q1，Q1=C1×M1×Δt1= C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，其中C1为浇注液在开模
温度下的比热容，其数值为C1=921J/kg▪℃，Δt1为T1和T2之间的温差，将上述数值代入可得
Q1=921×0.839×(690‑400)=224088.5J；

[0082] （4）将成型块上与铭牌面对准的接触部设计为长方体结构，确定接触部的高度H1为151.3mm，宽度W1为140.6mm，厚度为δ2；

[0083] （5）计算接触部的体积V2=H1×W1×δ2，计算接触部的质量M2，M2=ρ2×V2=ρ2×H1×W13
×δ2，其中ρ2为成型块的密度，其数值为ρ2=7850kg/m，

[0084] （6）确定接触部所需吸收的热量为Q2，确定接触部的初始温度T3为80℃；计算Q2=C2×M2×Δt2= C2×ρ2×H1×W1×δ2×（T2‑T3），其中，C2为铭牌面在开模温度下的比热容，其数
值为C2=560 J/kg▪℃，Δt2为T2和T3之间的温差；

[0085] （7）根据Q2≥Q1，即C2×ρ2×H1×W1×δ2×（T2‑T3）≥C1×ρ1×H1×W1×δ1×(T1‑T2)，可得δ2≥ ×δ1= ×δ1，代入数据C1=921J/kg▪℃，ρ1=2630kg/
3 3
m ，T1=690℃，T2=400℃，C2=560J/kg▪℃，ρ2=7850kg/m ，T3=80℃，保留小数点后一位，可得δ2
≥0.5δ1；

[0086] （8）考虑到生产过程中活块的初始温度T3会出现大于80℃的情况，或在热传递过程中热传递的转化率没有100%，为了补偿上述两方面可能造成的热损失，因此在实际生产
过程中会增大δ2的值，使得δ2=0.8×δ1=0.8×15=12mm通过增大δ2的值来补偿上述热损失，
使得活块能够对铭牌面产生的热量进行完全吸收，从而保证活块的吸热效果。

[0087] （9）当δ2=12mm时，此时计算得出实际的T3≥200.3℃，此时实际的T3温度值大于80℃，能够满足生产过程中活块的初始温度T3大于80℃的情况，使得此时的活块也能对铭牌
面产生的热量进行有效地吸收，保证活块的吸收效率。

[0088] 实施例2

[0089] 一种电机外套铸造模具的设计方法同实施例1，不同之处在于步骤（4）中凸出部的厚度为δ1，接触部的厚度为δ2，且δ2=0.5δ1。

[0090] 实施例3

[0091] 一种电机外套铸造模具的设计方法同实施例1，不同之处在于步骤（4）中凸出部的厚度为δ1，接触部的厚度为δ2，且δ2=0.6δ1。

[0092] 实施例4

[0093] 一种电机外套铸造模具的设计方法同实施例1，不同之处在于步骤（4）中凸出部的厚度为δ1，接触部的厚度为δ2，且δ2=0.7δ1。

[0094] 实施例5

[0095] 一种电机外套铸造模具的设计方法同实施例1，不同之处在于步骤（4）中凸出部的厚度为δ1，接触部的厚度为δ2，且δ2=0.9δ1。

[0096] 实施例6

[0097] 一种电机外套铸造模具的设计方法同实施例1，不同之处在于步骤（4）中凸出部的厚度为δ1，接触部的厚度为δ2，且δ2=δ1。

[0098] 实施例7

[0099] 一种电机外套铸造模具的设计方法同实施例1，不同之处在于步骤（4）中凸出部的厚度为δ1，接触部的厚度为δ2，且δ2=1.1δ1。

[0100] 实施例1 7浇注的电机外套的性能见表1所示，每组分别浇注100件， 各个电机外~
套的皮下气孔数量，并计算出每组的平均皮下气孔数量以及生产出来的电机外套的合格
率。

[0101] 电机外套的合格标准是电机外套表面的皮下气孔数量小于等于1个即为合格，电机外套的合格率为合格的电机外套数量/电机外套总数量。

[0102] 表1实施例1 7浇注的电机外套的性能~

[0103]

[0104] 由表1数据可知：（1）当δ2＞12mm，可计算得出a＞1.6，此时生产出来的电机外套基本无缩孔，合格率高，但是随着a值的进一步增大生产出来的电机外套的合格率也无明显增
大，但是此时接触部的厚度较厚，会浪费生产材料；（2）当δ2＜12mm，可计算出a＜1.6，此时
生产出来的电机外套皮下气孔数量较多，使得生产出来的电机外套的合格率低；（3）当δ2=
12mm，可计算出a=1.6，此时生产出来的电机外套的表面基本无缩孔，合格率高，同时接触部
的厚度适中，使得其在具有良好的吸热效果的同时也不会因接触部厚度过厚而造成浪费生
产原料的问题，因此实施例1中接触部的厚度为本申请中接触部厚度的最佳尺寸。

[0105] 由上述试验可得出该类活块厚度的设计公式可为δ2=0.8δ1，此厚度下的活块能够在快速有效地对铭牌面产生的热量进行吸收的同时，生产出来的电机外套其也无皮下气
孔、针孔的缺陷，从而大大提高生产出来电机外套的合格率，从而降低生产过程中的报废
率，提高生产效率。

[0106] 以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，
在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落
入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界
定。