CN103264258A - 车用启动电机外壳的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用启动电机外壳的加工工艺,包括下料、冲焊接工艺定位缺口、预弯成U形后卷圆、氩弧焊、精密冷挤压整形、冲两个冲孔工艺定位缺口、车加工两个定位圆台、冲磁钢孔、磁钢孔倒角工艺步骤。相比传统的采用无缝钢管机械加工启动电机外壳的方法,具有加工方便、制造成本低、一致性好、使用寿命长等特点。

Description

车用启动电机外壳的加工工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种轿、微车启动电机用的外壳加工方法,属于机械加工工艺领域。
背景技术
[0002] 汽车启动电机为励磁电机,是汽车发动机的重要零部件,而启动电机外壳是保证励磁电机性能的主要零件。
[0003]启动电机外壳为圆筒形,传统的启动电机外壳均采用无缝钢管经机械加工制成,存在的主要问题是:
[0004] (I)传统机加方工艺涉及的加工设备繁多,工艺繁琐,致使加工效率低、制造成本闻、价格昂贵;
[0005] (2)现有无缝钢管的含碳量高(含碳量高达20%),含碳量高会导致电机磁损严重,启动效率逐渐降低,直至失效;
[0006] (3)传统加工工艺精度低、一致性差,废品率高。
发明内容
[0007] 本发明旨在提供一种车用启动电机外壳的加工工艺,具有加工方便、制造成本低、一致性好、使用寿命长等特点。
[0008]为解决以上技术问题,本发明提供的一种车用启动电机外壳的加工工艺,其工艺步骤如下:
[0009] ( I)下料:采用热轧钢板冲压下料;
[0010] (2)冲焊接工艺定位缺口:在热轧钢板的其中一条长边上冲一个定位缺口,作为焊接工艺定位缺口;
[0011] (3)预弯成U形后卷圆:沿着热轧钢板的长度方向将热轧钢板预弯成U形后,继续弯形,直至卷制成圆形;
[0012] (4)氩弧焊:采用氩弧焊将卷圆后的热轧钢板焊接成圆筒,并保证焊缝位置处光滑平整;冷挤压;
[0013] (5)精密冷挤压整形:对圆筒的内、外径同时进行冷挤压整形,冷挤压过程中工件需充分浸泡在挤压润滑液中;
[0014] (6)车加工两个定位圆台:在工件的左、右端部的外圆周上各车加工一个定位圆台,两个定位圆台的外径不相等;
[0015] (7)冲两个冲孔工艺定位缺口:在热轧钢板的两条长边上各冲一个定位缺口,作为冲孔工艺的定位缺口,其中一个冲孔工艺定位缺口是在焊接工艺定位缺口位置处继续冲压而成,两个定位缺口的宽度不相等,并成一定的夹角;
[0016] (8)冲磁钢孔:通过冲侧孔设备在圆筒上冲制周向均布的磁钢孔;
[0017] (9)磁钢孔倒角:对每个磁钢孔的外侧端倒角。
[0018] 优选为,上述 步骤(8)中所述的冲侧孔设备包括上模组件、下模组件、底座(I)、气缸组件、电机组件和电控箱(24);[0019] 所述上模组件包括上模座(4),固设在上模座(4)下方的导柱(5)和上模块(6),所述上模块(6)的下端成内凹的圆弧形;[0020] 所述下模组件包括下模座(7)、芯轴(8)、冲头(9)、第一回位弹簧(10)和浮动套(11),所述下模座(7 )固定在底座(I)上,所述芯轴(8 )水平穿过下模座(7 )并与下模座(7 ) 固连在一起,所述冲头(9)和第一回位弹簧(10)竖直固定安装在芯轴(9)内并位于下模座 (7 )的左侧,所述下模座(7 )的左侧壁上设置有第一竖直导轨(7a),所述浮动套(11)为下端开口的圆弧形块,浮动套(11)套装在芯轴(8)上,所述第一回位弹簧(10)的上端伸到芯轴(9)外并抵在浮动套(11)的内壁上,所述浮动套(11)上开有冲头过孔(11a),浮动套(11) 的右端通过浮动套固定座(25 )与所述第一竖直导轨(7a )滑动连接,所述下模座(7 )上设置有与导柱(5)对应的导向孔(7b),所述浮动套(11)位于上模块(6)的正下方,所述浮动套固定座(25)的左侧壁上固设有工件右定位销(26);[0021] 所述气缸组件包括气缸体(15)、活塞(16)、下托板(17)和第一水平导轨(18),所述气缸体(16)和第一水平导轨(18)固定安装在底座(I)上,活塞(16)的左端伸入气缸体(16)内,活塞(16)的右端与下托板(17)固连在一起,所述下托板(17)与第一水平导轨(18) 滑动连接;[0022] 所述电机组件包括伺服电机(3)、电机轴承座(12)、分度盘(13)、第二竖直导轨(14)、工件固定套(19),所述伺服电机(3)的输出轴与分度盘(13)、工件固定套(19)从左到右依次同轴固连在一起,伺服电机(3)的输出轴上套装有电机轴承(2),所述电机轴承(2) 安装在电机轴承座(12)内,在电机轴承座(12)的下方设置有第二回位弹簧(23),所述第二竖直导轨(14)固定在下托板(17)上,所述电机轴承座(12)与第二竖直导轨(14)滑动连接, 所述工件固定套(19)位于芯轴(8)的左侧,在工件固定套(19)的右侧壁上固设有工件左定位销(27)。[0023] 该冲 侧孔设备创造性地实现了由内向外对圆筒件的冲孔的方式,冲孔后的型腔内无毛刺、且不会产生变形,由于启动电机外壳上的磁钢孔外端本身需要进行倒角,因此,冲孔后留在圆筒外的毛刺在倒角工序中可一并去除,提高了产品合格率,突破了圆筒件冲侧孔后型腔内有毛刺、容易变形的技术瓶颈。[0024] 上模组件安装在压机上,工件首先放在浮动套上,并通过工件右定位销对工件进行粗定位防止工件旋转,启动电控箱,气缸组件的活塞杆推动伺服电机组件向右滑动,将分度盘顶紧工件,通过工件固定套和工作左定位销对工件进行精定位;上模组件向下运动靠近工件直至浮动套紧贴芯轴,冲头从浮动套的冲头过孔中伸出对工件进行单次冲孔,冲孔完成后上模组件回升,浮动套在第一回位弹簧的作用下回位,从而将工件从冲头上方脱出。 上模组件回升过程中接触压机上的光电开关,控制箱向伺服电机发出信号,伺服电机带动工件旋转到设置角度后,上模组件再次下滑冲孔。压机上还设置有与电机轴承座对应的压杆,以实现电机轴承座与浮动套的同步上下运动,上模组件与浮动套接触时,压机上的压杆与电机轴承座接触,压机带动上模组件及压杆一起回升后,第二回位弹簧推动电机轴承座回位。[0025] 进一步,所述上模组件还包括连接杆(20),所述连接杆(20)的上端固连在上模座(4)上,连接杆(20)的下端安装有滚动轴承(21),所述滚动轴承(21)的正下方设置有可前后滑动的楔形废料推块(22),所述连接杆(20)位于上模块(6)的左侧。在冲孔过程中会产生大量的废料,滚动轴承沿着楔形废料推块的斜面运动,从而将堆积在楔形废料推块上的废料清除,不需要人工清除,进一步提高了设备的自动化水平和工作效率。
[0026] 本发明的有益效果是:
[0027] ( I)采用优质热轧板材而不是传统的无缝钢管,优质热轧板材的含碳量低(约7%),有效降低磁损,提高了电机效率,大大地降低了电机剩磁系数,延长了电机的使用寿命;
[0028] (2)采用热轧板材直接卷制焊接,工艺简单、设备单一、生产效率非常高,同时热轧板材价格低廉,实现了加工及原材料的低成本;
[0029] (3)采用热轧钢板卷制后圆筒后再焊缝而成,外壳精度非常高,产品尺寸稳定,一致性好,真圆度由原来的0.4mm提高到0.05mm,进一步降低了磁损,提高电机效率及降低温升带来的热损失;
[0030] (4)进一步,步骤(8)中所使用的冲侧孔设备,可以在启动电机外壳上由内向外冲磁钢孔,以解决冲孔后型腔 内有毛刺、容易变形的技术难题。
附图说明
[0031] 图1是车用启动电机外壳的加工工艺流程图。
[0032] 图2是冲侧孔设备的结构示意图。
[0033] 图3是图2的爆炸图。
[0034] 图4是车用启动电机外壳的结构示意图。
[0035] 图5是图4的左视图
[0036] 图6是图4的右视图。
[0037] 图7是图4的轴测图。
具体实施方式
[0038] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
[0039] 如图4——7所示的车用启动电机外壳,是由热轧钢板卷制而成的带有焊缝F的圆筒,在圆筒上冲有四个周向均布的径向孔A用于安装磁钢,且每个径向孔A的外侧端设置有倒角。在圆筒左端部的外圆周上设置有左定位圆台B,并在该左定位圆台B上冲有左定位缺口 C。在圆筒右端部的外圆周上设置有右定位圆台D,并在该右定位圆台D上冲有右定位缺口 E。径向孔A的数量不限于四个,根据需要设置。左定位圆台B和右定位圆台D采用车加工而成。
[0040] 要加工如图4-7所示的车用启动电机外壳,包括如下工艺步骤:如图1所述:
[0041] (I)下料:采用热轧钢板冲压下料,热轧钢板的材质优选为Q195,也可以选用其它含碳量低于7%的优质热轧钢板;优选为,冲裁截面呈70度左右的斜角,料片平行度控制在0.3mm以内,冲裁截面无明显毛刺。
[0042] (2)冲焊接工艺定位缺口:在热轧钢板的其中一条长边上冲一个定位缺口,作为焊接工艺定位缺口 ;焊接工艺定位缺口要与料片垂直,定位缺口不得有毛刺。
[0043] (3)预弯成U形后卷圆:沿着热轧钢板的长度方向将热轧钢板预弯成U形后,继续弯形,直至卷制成圆形;成型后回弹需控制在一定范围内,成型方向最好与金属纤维流动方向一致。[0044] (4)氩弧焊:采用氩弧焊将卷圆后的热轧钢板焊接成圆筒,并保证焊缝位置处光滑平整;冷挤压;工件放入焊接模具需注意定位方向,工件焊道无油及杂质,氩气喷嘴要与焊道一致。[0045] (5)精密冷挤压整形:对圆筒的内、外径同时进行冷挤压整形,冷挤压过程中工件需充分浸泡在挤压润滑液中;挤压前工件表面无锈斑及杂质,挤压过程中确保工件与压料杆保持同步。[0046] (6)车加工两个定位圆台:在工件的左、右端部的外圆周上各车加工一个定位圆台,两个定位圆台的外径不相等。[0047] (7)冲两个冲孔工艺定位缺口:在热轧钢板的两条长边上各冲一个定位缺口,作为冲孔工艺的定位缺口,其中一个冲孔工艺定位缺口是在焊接工艺定位缺口位置处继续冲压而成,两个定位缺口的宽度不相等,并成一定的夹角。[0048] (8)冲磁钢孔:通过冲侧孔设备在圆筒上冲制周向均布的磁钢孔;冲磁钢孔也可由内向外冲,也可以由外向内冲。[0049] (9)磁钢孔倒角:对每个磁钢孔的外侧端倒角。[0050] 步骤(8)中,优选为由内向外冲磁钢孔,因此设计了一套专用于由内向外的冲侧孔设备,如图2——3所示,该冲侧孔设备由上模组件、下模组件、底座1、气缸组件、电机组件和电控箱24等组成。[0051] 上模组件主要由上模座4、两个导柱5和上模块6组成,导柱5和上模块6固设在上模座4的下方,上模块6可直接固定在上模座4上,也可以通过上垫块29固定在上模座 4上,上模块6的下端成内凹的圆弧形。[0052] 下模组件主要由下模座7、芯轴8、冲头9、两个第一回位弹簧10和浮动套11组成。 下模座7固定在底座I上,芯轴8水平穿过下模座7并与下模座7固连在一起,芯轴8通过芯轴锁块30、固定圈31与下模座7固定在一起,下模座7上开有供芯轴8穿过的圆孔,芯轴 8的左端伸到下模座7外。[0053] 冲头9和第一回位弹簧10竖直固定安装在芯轴9内并位于下模座7的左侧,两个第一回位弹簧10对称布置在冲头9的左右两侧。下模座7的左侧壁上设置有第一竖直导轨 7a,浮动套11为下端开口的圆弧形块,浮动套11套装在芯轴8上,第一回位弹簧10的上端伸到芯轴9外并抵在浮动套11的内壁上,浮动套11上开有冲头过孔Ila,浮动套11的右端通过浮动套固定座25与第一竖直导轨7a滑动连接。下模座7上设置有与导柱5对应的导向孔7b,上模组件的导柱5与下模组件的导向孔7b结合为上模块6的上下运动进行导向。 浮动套11位于上模块6的正下方,浮动套固定座25的左侧壁上固设有工件右定位销26。[0054] 气缸组件主要由气缸体15、活塞16、下托板17和第一水平导轨18组成。气缸体 16和第一水平导轨18固定安装在底座I上,活塞16的左端伸入气缸体16内,活塞16的右端与下托板17固连在一起,下托板17与第一水平导轨18滑动连接。[0055] 电机组件主要由伺服电机3、电机轴承座12、分度盘13、第二竖直导轨14、工件固定套19组成。伺服电机3的输出轴与分度盘13、工件固定套19从左到右依次同轴固连在一起,伺服电机3的输出轴上套装有电机轴承2,电机轴承2最好选用铜套,电机轴承2安装在电机轴承座12内,在电机轴承座12的左侧设置 有轴承端盖32。在电机轴承座12的下方设置有第二回位弹簧23,第二回位弹簧23的下端固定在第二竖直导轨14的底板上,第二竖直导轨14固定在下托板17上。电机轴承座12与第二竖直导轨14滑动连接,工件固定套19位于芯轴8的左侧,在工件固定套19的右侧壁上固设有工件左定位销27。
[0056] 优选为,上模组件上还设置有连接杆20,连接杆20的上端固连在上模座4上,连接杆20的下端安装有滚动轴承21,滚动轴承21通过安装销33安装在连接杆20的下端。滚动轴承21的正下方设置有可前后滑动的楔形废料推块22,连接杆20位于上模块6的左侧。在冲孔过程中会产生大量的废料,滚动轴承21沿着楔形废料推块22的斜面运动,从而将堆积在楔形废料推块22上的废料清除,不需要人工清除,进一步提高了设备的自动化水平和工作效率。
[0057] 上模组件安装在压机上,工件28首先放在浮动套11上,并通过工件右定位销26对工件进行粗定位防止工件旋转,启动电控箱24,气缸组件的活塞杆16推动伺服电机组件向右滑动,将分度盘13顶紧工件28,通过工件固定套19和工作左定位销27对工件28进行精定位;上模组件向下运动靠近工件28直至浮动套11紧贴芯轴8,冲头9从浮动套11的冲头过孔Ila中伸出对工件28进行单次冲孔,冲孔完成后上模组件回升,浮动套11在第一回位弹簧10的作用下回位,从而将工件28从冲头9上方脱出。在上模组件上设置有感应器34,上模组件回升过程中感应器34接触压机上的光电开关,控制箱24向伺服电机3发出信号,伺服电机3带动工件28旋转到设置角度后,上模组件再次下滑冲孔。压机上还设置有与电机轴承座12对应的压杆,以实现电机轴承座12与浮动套11的同步上下运动,上模组件与浮动套11接触时,压机上的压杆与电机轴承座12上设置的第一压柱35接触,在上模组件上还设置有第二压柱36,压机带动上模组件及压杆一起回升后,第二回位弹簧23推动电机轴承座12回位。为防止电机轴承座12在向上滑动的过程中从第二竖直导轨14上方窜出,在第二竖直导轨14的上方设置有轴承座挡板37,轴承座挡板37的前后两端固定在各自对应的第二竖 直导轨14上,在轴承座挡板37上开有供第一压柱35通过的圆孔37a。

Claims (3)

1.一种车用启动电机外壳的加工工艺,其工艺步骤如下: (1)下料:采用热轧钢板冲压下料; (2)冲焊接工艺定位缺口:在热轧钢板的其中一条长边上冲一个定位缺口,作为焊接工艺定位缺口; (3)预弯成U形后卷圆:沿着热轧钢板的长度方向将热轧钢板预弯成U形后,继续弯形,直至卷制成圆形; (4)氩弧焊:采用氩弧焊将卷圆后的热轧钢板焊接成圆筒,并保证焊缝位置处光滑平整;冷挤压; (5)精密冷挤压整形:对圆筒的内、外径同时进行冷挤压整形,冷挤压过程中工件需充分浸泡在挤压润滑液中; (6)车加工两个定位圆台:在工件的左、右端部的外圆周上各车加工一个定位圆台,两个定位圆台的外径不相等; (7)冲两个冲孔工艺定位缺口:在热轧钢板的两条长边上各冲一个定位缺口,作为冲孔工艺的定位缺口,其中一个冲孔工艺定位缺口是在焊接工艺定位缺口位置处继续冲压而成,两个定位缺口的宽度不相等,并成一定的夹角; (8)冲磁钢孔:通过冲侧孔设备在圆筒上冲制周向均布的磁钢孔; (9)磁钢孔倒角:对每个磁钢孔的外侧端倒角。
2.按照权利要求1所述的车用启动电机外壳的加工工艺,其特征在于:步骤(8)中所述的冲侧孔设备包括上模组件、下模组件、底座(I)、气缸组件、电机组件和电控箱(24); 所述上模组件包括上模座(4),固设在上模座(4)下方的导柱(5)和上模块(6),所述上模块(6)的下端成内凹的圆弧形; 所述下模组件包括下模座(7 )、芯轴(8 )、冲头(9 )、第一回位弹簧(10 )和浮动套(11),所述下模座(7 )固定在底座(I)上,所述芯轴(8 )水平穿过下模座(7 )并与下模座(7 )固连在一起,所述冲头(9)和第一回位弹簧(10)竖直固定安装在芯轴(9)内并位于下模座(7)的左侧,所述下模座(7)的左侧壁上设置有第一竖直导轨(7a),所述浮动套(11)为下端开口的圆弧形块,浮动套(11)套装在芯轴(8)上,所述第一回位弹簧(10)的上端伸到芯轴(9)外并抵在浮动套(11)的内壁上,所述浮动套(11)上开有冲头过孔(I la),浮动套(11)的右端通过浮动套固定座(25)与所述第一竖直导轨(7a)滑动连接,所述下模座(7)上设置有与导柱(5)对应的导向孔(7b),所述浮动套(11)位于上模块(6)的正下方,所述浮动套固定座(25)的左侧壁上固设有工件右定位销(26); 所述气缸组件包括气缸体(15)、活塞(16)、下托板(17)和第一水平导轨(18),所述气缸体(16)和第一水平导轨(18)固定安装在底座(I)上,活塞(16)的左端伸入气缸体(16)内,活塞(16)的右端与下托板(17)固连在一起,所述下托板(17)与第一水平导轨(18)滑动连接; 所述电机组件包括伺服电机(3 )、电机轴承座(12 )、分度盘(13 )、第二竖直导轨(14)、工件固定套(19),所述伺服电机(3)的输出轴与分度盘(13)、工件固定套(19)从左到右依次同轴固连在一起,伺服电机(3)的输出轴上套装有电机轴承(2),所述电机轴承(2)安装在电机轴承座(12 )内,在电机轴承座(12 )的下方设置有第二回位弹簧(23 ),所述第二竖直导轨(14)固定在下托板(17)上,所述电机轴承座(12)与第二竖直导轨(14)滑动连接,所述工件固定套(19 )位于芯轴(8 )的左侧,在工件固定套(19 )的右侧壁上固设有工件左定位销(27)。
3.按照权利要求2所述的车用启动电机外壳的加工工艺,其特征在于:所述上模组件还包括连接杆(20),所述连接杆(20)的上端固连在上模座(4)上,连接杆(20)的下端安装有滚动轴承(21),所述滚动轴承(21)的正下方设置有可前后滑动的楔形废料推块(22),所述连接杆(20)位于上模块 (6)的左侧。
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