作品名稱：水冷式鋁合金電機殼連續擠壓模的設計
學校名稱：廣州科技職業技術大學
參賽隊伍：廣科鋁途
參賽學生：梁嘉亮 寸海燕 曾峰
指導老師：鄧汝榮 陳良喜
通過模具實現自動化、智能制造一直是模具行業技術發展的趨勢和追求目標。向管理要質量，向技術創新要效益，如何優化結構減少相類似產品的模具開發,降低模具開發成本，這些都是值得模具行業繼續研究的方向。
傳統的電機殼一般都是自然冷卻或風冷方式，其生產工藝是采用鋁合金或鑄鐵通過砂型鑄造或壓力鑄造而成，這種鑄造工藝效率低而且其加工的場地惡劣，鑄造時對環境會產生污染，顯然不符合時代經濟和社會發展的要求。采用鋁合金擠壓電機殼替代鋁合金鑄造成型電機殼，它能解決鑄造鋁合金電機殼的材料致密度較差、容易造成氣孔、砂眼等鑄造缺陷的問題，并且可解決鑄造鋁合金電機殼表面鑄造粗糙度差，嚴重影響機體的耐蝕性和耐腐性，同時加工量也會增大的缺陷，更重要的是電動機外殼產品只需從擠壓型材上定尺鋸切即可，具有很大的靈活性；而且生產的效率高，可實現一套模具連續大批量的生產，極大的滿足市場要求。
特別是隨著新能源電動汽車、大型計算機IT設備以及大型礦山設備等行業的發展，開發新型冷卻效率高且適用的水冷式電機引起了行業廣泛的關注，但水冷式電機殼擠壓型材的結構要比風冷和自然冷卻方式的結構復雜得多，模具的設計、加工及擠壓生產的難度要大得多。要開發經濟適用的水冷式電機殼，模具的開發是關鍵和根本。因為我國鋁加工行業目前對鋁合金材料方面的開發和應用技術完全能滿足電機外殼的各項性能要求，難點和痛點在于如何將高性能的材料通過模具生產成水冷式電機外殼產品。目前國內大多數的水冷式電機殼材料主要還是依賴于進口。究其原因是模具的問題使國產水冷式電機外殼原始型材的精度較低，制約了國產水冷式電機殼的推廣使用。
本作品突破傳統的設計理念，通過CAE現代數字化模擬與分析技術，對水冷式鋁合金電機殼擠壓模進行設計和研制，提出了一種四件式分流擠壓模以及一種整體式上模鑲嵌方法，充分利用產品的特點，巧妙的將復雜的眾多模芯分布在兩個上模上，解決了金屬在擠壓中的流速不均問題，同時大大降低了制造的難度，簡化了加工，使模具的制造精度大大提高，從而用模具擠出的型材同心度高、內孔圓度精度高、壁厚均勻，解決了因型材質量低而造成水冷式鋁合金殼電機工作中噪聲大、壽命短的問題。
一、作品的主要結構特點
1.模具采用四件式分流模。改變了傳統的上、下模兩件或三件的結構組成而采用四件式結構組成。在上模前端設置一件前導板。這樣的好處在于，金屬經過前導板進行一個預先分流成形，第一次變形時可選用較大的分流比使金屬進入前導板進行金屬分流、預分配，可大大降低擠壓力。
2.采用二件上模的結構。巧妙的將復雜的眾多模芯分布在兩個上模上，而且兩個上模采用鑲嵌的方式組合在一起，解決了金屬在擠壓中的流速不均問題，同時大大降低了制造的難度，簡化了加工，使模具的制造精度大大提高。
3.采用階梯式的分流入料方式，避免了擠壓力最大峰值的形成，可大大提高模具強度。
二、本作品的功能及使用說明
1.作品功能
作品具有擠壓力低、成型容易、擠壓過程平穩、模具強度高、制造簡單、互換性高的特點，模具一次氮化后擠出的產量高，且擠壓出的制品尺寸精度高、表面質量好，可達國家標準高精級、局部超高精級。具有模具壽命高、消耗材料少和制造簡單的特性。
（1）模具的壽命不低于60噸。
（2）模具材料損耗降低20%以上、材料利用率提高5%以上。
（3）型材的尺寸精度和形狀誤差達到GB5237的高精級。中心孔的圓度誤差小于0.07mm；壁厚均勻度誤差小于0.03mm
2.作品使用說明
本作品適合擠壓6061、6063和6082鋁合金。適合的擠壓工藝如下：
（1）擠壓溫度：450-480℃
（2）擠壓筒溫度420-450℃
(3)擠壓速度：30-60/米。
使用時模具必須進行預熱，模具溫度為420-450℃，保溫4小時,同時必須使用專用支承模墊，模具適應在4500到5500噸擠壓機上擠壓。每次連續擠壓時間不宜超過4小時。模具在每次擠壓通過量超過5噸后應當做氮化表面處理。
