电机制造工艺学第三章 笼型转子的制造工艺
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(如铸铁坩埚、工具等)及空气相互作用，主 要有： 与O2作用：4Al+3O2→2Al2O3 与H2O作用：2Al+3H2O→Al2O3+3H2 与CO作用：6Al+3CO →Al2O3+Al4C3 与CO2作用：2Al+3CO2→Al2O3+3CO
3.铝液的清化
铝液很容易氧化，在液面生成一层氧化铝
(Al2O3)薄膜，它具有良好的保护作用，
3.预热炉
离心铸铝的转子铁心和铸铝模必须预热，
温度分别为500℃和350℃左右。预热炉
通常用反射炉，但也可以采用电炉。
3.2.3 离心铸铝模的结构和设计
1.离心铸铝模的结构 2.铸铝模的材料 3.离心铸铝模设计的几个问题
1.离心铸铝模的结构 离心铸铝模由上模、下模、中模、分流器和 假轴几部分组成，在小型电机中，假轴的端部起 分流器作用，如图3-4所示。其结构设计是否合
3D1.TIF
3.2.1 转子铁心压装
图3-1 转子冲片理片机
3.2.1 转子铁心压装
图3-2 装压好的转子铁心
3.2.2 离心铸铝的主要设备
1.离心铸铝机 2.熔铝炉 3.预热炉
1.离心铸铝机
离心铸铝机的结构如图3-3所示。电动机
及传动机构安装在地坑内，法兰盘以上部分 在地面以上。电动机21通过V带20带动主轴 17旋转，法兰盘8和主轴连在一起也同时旋 转。在法兰盘上装有三根长螺杆，作用是压 住铸铝模，使它不至因受到离心力作用而抛 出。
为了防止铝液飞溅伤人，
离心机必须装有防护罩。
除此之外，还有漏斗及
刹车装置等等。如果同
一台离心铸铝机用来铸
不同直径的转子，为适
应不同转数的需要，应
在传动部分增设变速 机构。
图3-3 离心铸铝机的结构 1—防护罩 2—上模 3—转子铁心 4—假轴 5—长螺杆
6—垫圈 7—销子 8—法兰盘 9—勺子 10—漏斗 11—中模 12—下模 13—石棉纸 14、18、19—轴承 15—刹车 16—带轮 17—主轴 20—V带 21—电动机
பைடு நூலகம்
2.熔铝炉
熔铝炉的要求是：①温度上升快；②火焰
不直接接触铝液表面，以防止铝在熔化时吸 收由于煤或油燃烧不完全而挥发出来的氢和
碳氢气体；③温度容易控制。目前一般都在
采用带鼓风机的焦炭炉或煤炉。有的工厂还 采用电炉。采用电炉的优点是可以实现温度 自动控制，铝液比较干净，缺点是耗电量大。 电炉分为两种：一种是电阻电炉；一种是工 频感应加热电炉。前者已逐渐被后者所代替。
1)浇口的设计。 2)排气槽的设计。 3)分流器的设计。 4)中模间隙。 5)铸铝模表面粗糙度、斜度和圆角。 6)假轴。
1)浇口的设计。
表3-2 某厂小型电动机转子铸铝采用的内浇口数目和尺寸
3.2.4 熔铝和清化
1.熔铝坩埚的处理 2.铝的熔化 3.铝液的清化
1.熔铝坩埚的处理
熔铝坩埚使用前处理的好坏，对铝液质量有 很大影响。石墨坩埚不溶于铝液，所得到的 铝液比较纯净，质量好。但石墨坩埚成本高， 容积较小，不够坚固，容易损坏，使用前处 理比较麻烦，所以逐渐被铸铁坩埚所代替。
2.铸铝模的材料
铸铝模在高温下反复进行 工作，同时铝液在高温时对
模具也有侵蚀作用，因此对 铸铝模所用材料的要求是： 受热后变形小，热膨胀系数 小，在高温下有防止氧化的 能力。对于离心铸铝模，因 为其受压力较小，上、下模 可以采用球墨铸铁或中碳钢 制造，中模多采用灰铸铁制 造。
图3-7 中模
3.离心铸铝模设计的几个问题
对于新的石墨坩埚要做如下处理才能使 用：先在80～100℃的烘房内低温处理14～
20天，然后在500℃烘房内烘6h左右，冷却 之后，再将坩埚烧红，然后放入铝块熔化。 浇注后剩余的铝液要倒掉，使坩埚均匀冷却。
2.铝的熔化
先将铝块预热，除去水分，当坩埚加热到发 暗红后，分两次或三次加入预热的铝锭。铝 的熔点是659℃。铝的熔化过程与周围介质
产。
表3-1 国产铝锭的牌号、化学成分及用途
3.2 离心铸铝
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9
转子铁心压装 离心铸铝的主要设备 离心铸铝模的结构和设计 熔铝和清化 转子铁心和铸铝模预热 离心机转速的确定 浇注方法和浇注速度 铸铝转子的质量检查 离心铸铝常见的缺陷及防止措施
2)转子铜排约占整个电机用铜量的40％左右，
采用铸铝转子能节省大量纯铜。
3)铸铝导体填充整个转子槽中，槽满率近乎10
0％，有利于热量的导散。
4)转子风叶和端环铸在一起，增加散热能力，
不需另装风扇，省去了一些工序。
5)铸铝转子结构对称紧凑；平衡柱与端环铸在
一起，机械上容易取得平衡。
6)生产周期短，工时少，成本低，适于大批生
是二拼合结构(见图3-4)和三拼合结构 (见图3-5和图3-6)。
图3-5为风叶和端环型腔在外拼块上的 结构，这种结构的风叶型腔可以用插床加
工，也可以用刨床加工(风叶型腔的斜度由 钳工加工)。
图3-5 上、下模结构 a) 上模 b)下模
1—上模内圈 2—上模压板 3—上模外圈 4—下模外圈 5—下模内圈
图3-6为风叶和端环型腔在内拼块上的结构，
这种结构的风叶型腔加工也很方便，可以铣，也可 以刨。上模中间呈喇叭口形状的部分为直浇口，这 种上小下大的直浇口，可以防止离心铸铝时铝液向 上抛，并容易脱模。直浇口和假轴的端部组成内浇 口，内浇口是铝液的进口处。
图3-6 上、下模结构 a) 上模 b) 下模
理，对转子的铸铝质量和模具的寿命有很大影响。
图3-4 离心铸铝模 1—沉头螺钉 2—上模内圈 3—上模外圈 4—中模 5—假轴芯子 6—假轴套筒 7—下模外圈 8—下模内圈 9—压圈 10—六角螺母
上模和下模是转子端环、风叶和平衡柱的 型腔。上、下模的结构应满足下述要求： 制造容易，更换和清理方便。用得较多的
第3章 笼型转子的制造工艺
3.1 概述 3.2 离心铸铝 3.3 压力铸铝 3.4 低压铸铝 3.5 减少铸铝转子附加损耗的几项工艺措施 3.6 铸铝转子的质量问题 3.7 焊接笼型转子的制造工艺 3.8 焊接笼型转子的质量分析
3.1 概述
1)转子槽形不受铜条形状的限制，可任意选择
最佳槽形，改善电机的起动性能。
3.铝液的清化
铝液很容易氧化，在液面生成一层氧化铝
(Al2O3)薄膜，它具有良好的保护作用，
3.预热炉
离心铸铝的转子铁心和铸铝模必须预热，
温度分别为500℃和350℃左右。预热炉
通常用反射炉，但也可以采用电炉。
3.2.3 离心铸铝模的结构和设计
1.离心铸铝模的结构 2.铸铝模的材料 3.离心铸铝模设计的几个问题
1.离心铸铝模的结构 离心铸铝模由上模、下模、中模、分流器和 假轴几部分组成，在小型电机中，假轴的端部起 分流器作用，如图3-4所示。其结构设计是否合
3D1.TIF
3.2.1 转子铁心压装
图3-1 转子冲片理片机
3.2.1 转子铁心压装
图3-2 装压好的转子铁心
3.2.2 离心铸铝的主要设备
1.离心铸铝机 2.熔铝炉 3.预热炉
1.离心铸铝机
离心铸铝机的结构如图3-3所示。电动机
及传动机构安装在地坑内，法兰盘以上部分 在地面以上。电动机21通过V带20带动主轴 17旋转，法兰盘8和主轴连在一起也同时旋 转。在法兰盘上装有三根长螺杆，作用是压 住铸铝模，使它不至因受到离心力作用而抛 出。
为了防止铝液飞溅伤人，
离心机必须装有防护罩。
除此之外，还有漏斗及
刹车装置等等。如果同
一台离心铸铝机用来铸
不同直径的转子，为适
应不同转数的需要，应
在传动部分增设变速 机构。
图3-3 离心铸铝机的结构 1—防护罩 2—上模 3—转子铁心 4—假轴 5—长螺杆
6—垫圈 7—销子 8—法兰盘 9—勺子 10—漏斗 11—中模 12—下模 13—石棉纸 14、18、19—轴承 15—刹车 16—带轮 17—主轴 20—V带 21—电动机
பைடு நூலகம்
2.熔铝炉
熔铝炉的要求是：①温度上升快；②火焰
不直接接触铝液表面，以防止铝在熔化时吸 收由于煤或油燃烧不完全而挥发出来的氢和
碳氢气体；③温度容易控制。目前一般都在
采用带鼓风机的焦炭炉或煤炉。有的工厂还 采用电炉。采用电炉的优点是可以实现温度 自动控制，铝液比较干净，缺点是耗电量大。 电炉分为两种：一种是电阻电炉；一种是工 频感应加热电炉。前者已逐渐被后者所代替。
1)浇口的设计。 2)排气槽的设计。 3)分流器的设计。 4)中模间隙。 5)铸铝模表面粗糙度、斜度和圆角。 6)假轴。
1)浇口的设计。
表3-2 某厂小型电动机转子铸铝采用的内浇口数目和尺寸
3.2.4 熔铝和清化
1.熔铝坩埚的处理 2.铝的熔化 3.铝液的清化
1.熔铝坩埚的处理
熔铝坩埚使用前处理的好坏，对铝液质量有 很大影响。石墨坩埚不溶于铝液，所得到的 铝液比较纯净，质量好。但石墨坩埚成本高， 容积较小，不够坚固，容易损坏，使用前处 理比较麻烦，所以逐渐被铸铁坩埚所代替。
2.铸铝模的材料
铸铝模在高温下反复进行 工作，同时铝液在高温时对
模具也有侵蚀作用，因此对 铸铝模所用材料的要求是： 受热后变形小，热膨胀系数 小，在高温下有防止氧化的 能力。对于离心铸铝模，因 为其受压力较小，上、下模 可以采用球墨铸铁或中碳钢 制造，中模多采用灰铸铁制 造。
图3-7 中模
3.离心铸铝模设计的几个问题
对于新的石墨坩埚要做如下处理才能使 用：先在80～100℃的烘房内低温处理14～
20天，然后在500℃烘房内烘6h左右，冷却 之后，再将坩埚烧红，然后放入铝块熔化。 浇注后剩余的铝液要倒掉，使坩埚均匀冷却。
2.铝的熔化
先将铝块预热，除去水分，当坩埚加热到发 暗红后，分两次或三次加入预热的铝锭。铝 的熔点是659℃。铝的熔化过程与周围介质
产。
表3-1 国产铝锭的牌号、化学成分及用途
3.2 离心铸铝
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9
转子铁心压装 离心铸铝的主要设备 离心铸铝模的结构和设计 熔铝和清化 转子铁心和铸铝模预热 离心机转速的确定 浇注方法和浇注速度 铸铝转子的质量检查 离心铸铝常见的缺陷及防止措施
2)转子铜排约占整个电机用铜量的40％左右，
采用铸铝转子能节省大量纯铜。
3)铸铝导体填充整个转子槽中，槽满率近乎10
0％，有利于热量的导散。
4)转子风叶和端环铸在一起，增加散热能力，
不需另装风扇，省去了一些工序。
5)铸铝转子结构对称紧凑；平衡柱与端环铸在
一起，机械上容易取得平衡。
6)生产周期短，工时少，成本低，适于大批生
是二拼合结构(见图3-4)和三拼合结构 (见图3-5和图3-6)。
图3-5为风叶和端环型腔在外拼块上的 结构，这种结构的风叶型腔可以用插床加
工，也可以用刨床加工(风叶型腔的斜度由 钳工加工)。
图3-5 上、下模结构 a) 上模 b)下模
1—上模内圈 2—上模压板 3—上模外圈 4—下模外圈 5—下模内圈
图3-6为风叶和端环型腔在内拼块上的结构，
这种结构的风叶型腔加工也很方便，可以铣，也可 以刨。上模中间呈喇叭口形状的部分为直浇口，这 种上小下大的直浇口，可以防止离心铸铝时铝液向 上抛，并容易脱模。直浇口和假轴的端部组成内浇 口，内浇口是铝液的进口处。
图3-6 上、下模结构 a) 上模 b) 下模
理，对转子的铸铝质量和模具的寿命有很大影响。
图3-4 离心铸铝模 1—沉头螺钉 2—上模内圈 3—上模外圈 4—中模 5—假轴芯子 6—假轴套筒 7—下模外圈 8—下模内圈 9—压圈 10—六角螺母
上模和下模是转子端环、风叶和平衡柱的 型腔。上、下模的结构应满足下述要求： 制造容易，更换和清理方便。用得较多的
第3章 笼型转子的制造工艺
3.1 概述 3.2 离心铸铝 3.3 压力铸铝 3.4 低压铸铝 3.5 减少铸铝转子附加损耗的几项工艺措施 3.6 铸铝转子的质量问题 3.7 焊接笼型转子的制造工艺 3.8 焊接笼型转子的质量分析
3.1 概述
1)转子槽形不受铜条形状的限制，可任意选择
最佳槽形，改善电机的起动性能。