專利名稱：鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用含有純鋁或硅等的鋁合金來鑄造鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法。
圖3是一般的鼠籠式轉(zhuǎn)子的扇形縱斷面圖。帶有軸孔76的層疊鐵芯7外周邊上的多個槽形導(dǎo)體77由上、下短路環(huán)78、75形成短路，上短路環(huán)78上形成有翼79，下短路環(huán)75的下端部形成有直澆口74。
由于轉(zhuǎn)子外徑尺寸小，因此，這種鼠籠式轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的形成方法各不相同，一般有壓鑄法、低壓鑄造法(低壓金屬模鑄造法)以及在銅或銅合金導(dǎo)體棒上釬焊短路的釬焊方法。對于小型鼠籠式轉(zhuǎn)子來說，使用純鋁(約占99.7％)比較合適，因為其導(dǎo)電率較好，利用這種方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子電特性、電流大小及機械強度都很充裕，能大量生產(chǎn)，因此，設(shè)備投資容易。采用壓鑄法時，轉(zhuǎn)子的外徑值以大約φ200～300為限。對于轉(zhuǎn)子外徑為φ300～500范圍的回轉(zhuǎn)電機來說，采用多品種少量生產(chǎn)，導(dǎo)體使用純鋁的用低壓鑄造法較合適，這與對于同樣大小轉(zhuǎn)子采用壓鑄法相比較，材料無缺陷，性能良好。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)采用低壓鑄造方法的縱斷面圖。圖中，帶有空氣口2a及蓋2b的保護爐2中可以蓄有補充的金屬溶液，料管3的底端部浸在其中。料管3的上端以上、下可分離的方式與帶有上直澆口4a的澆口杯4液密地接合在一起。在下模5上備有上直澆口4a，可連通的模澆口5b及下短路環(huán)用的模穴5a。在中間模6中，為了在插入的中心軸6a的外部形成導(dǎo)體用的槽，圍繞層疊鐵芯7的外周設(shè)有該槽用的模穴7a。在上模8中，備有為上短路環(huán)而設(shè)置的模穴8a及為翼而設(shè)置的模穴8b。澆口杯部4、下模5、中間模6及上模8的接合面處是可分離的。
插入層疊鐵芯7的中心軸6a裝在下模5、中間模6及上模8中，整個金屬模用適當(dāng)?shù)姆椒A(yù)熱，使其與澆口杯4液密地接合后，從空氣口2a對氣體壓力為0.05～0.1大氣壓的空氣等氣體加壓，使金屬溶液1從料管3上升，再經(jīng)過澆口杯部4、上澆口4a、模澆口5b依次上升到下短路環(huán)的模穴5a、槽的模穴7a、上短路環(huán)的模穴8a及翼的模穴8b，這樣充滿了全部的模穴。模穴內(nèi)的金屬溶液凝固后，為了要將上直澆口4a及模澆口5b間的導(dǎo)體金屬分離，需要將下模5與澆口杯部4分離。然后，將下模5、中間模6及上模8分開，從中取出帶有槽形導(dǎo)體、短路環(huán)及翼的鼠籠式轉(zhuǎn)子。具有足夠容積的澆口杯部4中的金屬溶液還未凝固時，下模5便與之分離。
利用前述低壓鑄造方法所形成的鼠籠式轉(zhuǎn)子的短路環(huán)78、75及槽形導(dǎo)體77往往存在下述缺點(1)上短路環(huán)78上有縮孔疵點產(chǎn)生。(2)上短路環(huán)78的表面會發(fā)生斷裂(微細裂紋等)。(3)槽形導(dǎo)體77上的縮孔疵點有時會發(fā)生槽形導(dǎo)體的破裂現(xiàn)象。而且，上述缺陷(1)、(2)、(3)，若鼠籠式轉(zhuǎn)子形體越大、短路環(huán)78、75的斷面積(體積)越大、層疊鐵芯7、長導(dǎo)體槽77越細時越容易發(fā)生，疲勞強度也會降低。對這種類型的鼠籠式轉(zhuǎn)子、銅和銅合金的槽形導(dǎo)體棒采用短路環(huán)釬焊方法時，必須得變更設(shè)計，從而使價格變得昂貴。
通過對上述缺點的分析，由于利用低壓鑄造方法時金屬溶液充填在下方，金屬模內(nèi)的導(dǎo)體從上方到下方依次凝固，所以需要充分的定向凝固。對整個金屬模來說，很明顯，由于細槽形導(dǎo)體介于中間，其上、下壁厚部分(短路環(huán)部分)有一定形狀，同時，層疊鐵芯保持在中間模，需要的熱容量大，因此就不能達到充分的預(yù)熱溫度。如果得不到這種定向凝固，就基本上達不到鑄件昌口的效果，這樣就會發(fā)生上述的缺陷。
本發(fā)明的目的是消除前述導(dǎo)體鑄件的缺陷，而提供一種能使上下具有一定壁厚和形狀的短路環(huán)而其中間置有細槽形導(dǎo)體的導(dǎo)體從上到下凝固時，實現(xiàn)定向凝固的鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法。
根據(jù)本發(fā)明，它提供了一種鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法，該方法所使用的低壓鑄造裝置包括浸入儲有金屬溶液并可以加壓的保持爐底端部的料管，料管的上端與帶有上直澆口的澆口杯部相連接，下模備有為上直澆口和可以連通的模澆口及下短路環(huán)而設(shè)置的模穴，中間模備有為所插入的中心軸外周導(dǎo)體用的槽而設(shè)置的模穴，該模穴圍繞著層疊鐵芯的外周而布置，上模備有為上短路環(huán)而設(shè)置的模穴，澆口杯部、下模、中間模及上模的相互的接合面處是可分離的，用第一預(yù)熱裝置預(yù)熱上模，同時將軸和層疊鐵芯組裝在中間模和下模中，并用第二預(yù)熱裝置預(yù)熱，使其溫度高于上模的溫度，此后，將從各預(yù)熱裝置取出的上模、中間模及下模組裝在一起，進行低壓鑄造。
這時，將從各預(yù)熱裝置取出的上模、中間模及下模組裝在一起，此后或在此之前，在下模下面再次加熱，或者在用第二預(yù)熱裝置對中間模和下模就要預(yù)熱完之前，在第二預(yù)熱裝置之內(nèi)再次在下模下面加熱。
根據(jù)本發(fā)明，由于中間模及下模的預(yù)熱溫度高于上模的預(yù)熱溫度，因此，金屬溶液充滿全部的腔穴之后再凝固，即使對于細槽形導(dǎo)體介于其中間、上下具有一定形狀和壁厚的短路環(huán)的導(dǎo)體來說，也可實現(xiàn)從上方到下方的定向凝固，從而消除了導(dǎo)體鑄造所存在的缺陷，并且，利用對下模下面再次加熱的方法，這樣更準確地實現(xiàn)了定向凝固，特別是，由于金屬模內(nèi)的最終凝固部分(液相和固相的邊界部分)留在澆口杯部的上直澆口及下模的模澆口之間的附近，因此，下?？梢院苋菀着c澆口杯分離。


圖1是本發(fā)明實施例的低壓鑄造方法的工序示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)低壓鑄造方法的縱斷面圖。
圖3是一般鼠籠式轉(zhuǎn)子扇形狀的縱斷面圖。
圖中1金屬溶液 2保護爐3料管 4澆口杯5下模 5a模穴6中間模 6a軸7層疊鐵板 7a模穴8上模 8a模穴11第一預(yù)熱裝置12第二預(yù)熱裝置13第三預(yù)熱裝置圖1示出了低壓鑄造方法一個實施例的工序，圖中除預(yù)熱裝置之外，與圖2相同的元件用同一序號表示。澆口杯4、料管3及保護爐2等與圖2相同，下文參照圖2再對其結(jié)構(gòu)要點加以說明。帶有空氣口2a及蓋2b的保護爐2蓄有可以補充的金屬溶液1，料管3的底端部浸在金屬溶液1中。料管3的上端以上、下可分離的方式與帶有上直澆口4a的澆口杯4液密地接合在一起。在下模5上備有為上直澆口4a、可連通的模澆口5b及下短路環(huán)而設(shè)置的模穴5a。在中間模6中，備有為所插入的中心軸6a外部導(dǎo)體用的槽而設(shè)置的模穴7a，該模穴7a圍繞層疊鐵芯7而設(shè)置。上模8上備有為上短路環(huán)而設(shè)置的模穴8a及為翼所設(shè)置的模穴8b。澆口杯4、下模5、中間模6及上模8，在相互接合面處可以分離。
現(xiàn)對實施例的低壓鑄造方法進行敘述。用第一預(yù)熱裝置11對上模8進行預(yù)熱，同時將軸6a及層疊鐵芯7組裝在中間模6及下模5中，并用第二預(yù)熱裝置12預(yù)熱，使其溫度高于上模8的預(yù)熱溫度。此后，從各預(yù)熱裝置11、12中取出上模8、中間模6及下模5組裝在一起，再利用圖2所示的方式進行低壓鑄造。在從各預(yù)熱裝置11、12中取出的上模8、中間模6及下模5組裝之后或者在此之前，最好用第三預(yù)熱裝置13在下模5的下面再次加熱，或者最好在中間模6及下模5用第二預(yù)熱裝置12預(yù)熱完了之前，在第二預(yù)熱裝置12之內(nèi)，在下模5的下面再次加熱。第一預(yù)熱裝置11及第二預(yù)熱裝置12可以采用燃氣爐或電爐，第三預(yù)熱裝置13可以采用感應(yīng)加熱爐，或者第一預(yù)熱裝置11及第二預(yù)熱裝置12使用感應(yīng)加熱裝置，而第三預(yù)熱裝置13使用燃氣燃燒器。
對于這種方法，由于中間模6及下模5的預(yù)熱溫度高于上模8的預(yù)熱溫度，所以金屬溶液全部充滿模穴之后再凝固，即使對于這樣的導(dǎo)體，其上具有位于中間的細槽形導(dǎo)體77，上、下具有一定形狀和壁厚的短路環(huán)78、75也可以實現(xiàn)從上方到下方的定向凝固，消除了導(dǎo)體鑄造所存在的缺陷。并且，利用對下模5下面再次加熱的方法，這樣，更準確地實現(xiàn)了定向凝固，特別是，由于金屬模內(nèi)的最終凝固部分(液相和固相的邊界部分)留在澆口杯部4的上直澆口4a及下模5的模澆口5b之間處附近，因此，下模5可以很容易與澆口杯部4分離。
本發(fā)明所提供的鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法，由于中間模及下模的預(yù)熱溫度高于上模的預(yù)熱溫度，因此，金屬溶液充滿所有的模穴之后才凝固，即使對于這樣的導(dǎo)體，細槽形導(dǎo)體介于其中間的話，具有一定形狀和壁厚的短路環(huán)設(shè)在其上、下，也能實現(xiàn)從上方到下方進行凝固的定向凝固，從而消除導(dǎo)體鑄造的缺陷，達到期望的效果。而且，利用對下模下面再次加熱的方法，可以更準確地實現(xiàn)定向凝固，特別是，由于金屬模內(nèi)的最后凝固部分(液相和固相的邊界部分)留在澆口杯部的上直澆口和下模的模澆口之間處附近，因此，下模很容易與澆口杯部分離，達到所期望的效果。
權(quán)利要求
1.一種鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法，該方法所使用的低壓鑄造裝置包括，儲有金屬溶液、可以加壓的保護爐底端部設(shè)有料管，料管的上端與具有上直澆口的澆口杯相連接，下模上有為上直澆口和可連通的模澆口及下短路環(huán)而設(shè)置的模穴，中間模中備有為所插入的中心軸外部導(dǎo)體用的槽而設(shè)置的模穴，該模穴圍繞層疊鐵芯外周而布置，上模上備有為上短路環(huán)而設(shè)的模穴，澆口杯、下模、中間模及上模的相互接合面處是可以分離的，其特征是，整個上模用第一預(yù)熱裝置預(yù)熱，同時組裝有軸和層疊鐵芯的中間模及下模用第二預(yù)熱裝置預(yù)熱，使其溫度高于上模的預(yù)熱溫度，此后，從各預(yù)熱裝置中取出上模、中間模及下模，再組裝在一起進行低壓鑄造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法，其特征是，從各預(yù)熱裝置中取出的上模、中間模及下模組裝之后或在此之前，在下模下面再次加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鼠籠式轉(zhuǎn)子的低壓鑄造方法，其特征是，在中間模及下模用第二預(yù)熱裝置預(yù)熱完了之前，在第二預(yù)熱裝置之內(nèi)，在下模下面再次加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低壓鑄造方法。上模8由第一預(yù)熱裝置11預(yù)熱，組裝有軸6a及層疊鐵芯7的中間模6及下模5用第二預(yù)熱裝置12預(yù)熱，溫度高于上模5的預(yù)熱溫度。從各預(yù)熱裝置11、12取出上模8、中間模6及下模5，并組裝再進行低壓鑄造。從各預(yù)熱裝置11、12取出的上模8、中間模6及下模5組裝之后或之前，用第三預(yù)熱裝置13在下模5下面，或在中間模6及下模5由第二預(yù)熱裝置12預(yù)熱完之前在第二預(yù)熱裝置12內(nèi)在下模5下面再次加熱。
文檔編號H02K15/00GK1122065SQ9411793
公開日1996年5月8日 申請日期1994年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月26日
發(fā)明者南部勤, 沖陽一, 間中功一 申請人:富士電機株式會社