CN106329802B - 汽车微电机壳及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车微电机壳及其制造方法，汽车微电机壳包括筒形的壳体，所述壳体的一端为开口端，所述壳体的另一端形成有筒底，所述筒底上设置有轴向向外凸出并容纳轴承的轴承室，所述轴承室的轴向外端部设置有用于固定轴承的轴向端部的固定部，所述固定部上开有用于电机轴伸出的通孔，在筒底的轴向外壁面与轴承室的径向外壁面之间的过渡区上设置有轴向向内凹进的打凹槽，并在筒底的轴向内壁面与轴承室的径向内壁面之间的过渡区上形成有与打凹槽对应并向壳体内部凸出和用于延长轴承室的轴向有效长度的凸筋。本发明不仅保证了装配轴承的轴向配合长度，而且保证了固定部与轴承室回转中心的垂直度要求，避免了轴承与其之间的松动，从而产生噪音，影响电机正常运转的现象。

Description

汽车微电机壳及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种汽车微电机壳及其制造方法，主要用于小型转动机械(例如：汽车雨刮器喷水泵，汽车座椅移动执行器，电动梯刀等)上。
背景技术
目前，现有乘用轿车中微电机使用越来越多，如：汽车座椅的前、后位置调节，靠背的及座位的角度调节，汽车玻璃清洗时的喷水泵驱动，汽车后视镜的方向调节，汽车前大灯的方向调节等，汽车的性能和安全性要求也越来越高，而制造现有的这种微电机时，其外壳大部分是机械切削加工成型或几个零件组合成型实现的，其制造成本高，加工效率低，并且组合成型机壳，由于机加工的工艺特点决定，不得不在肩部的磁铁定位凸的加工中，重新进行装、卡，这样使得肩部的磁铁定位凸的尺寸精度无法达到设计要求，而中部的磁铁限位蝴蝶翼的加工，又必须采用另外的定位基准进行加工，并且也需要重新装、卡，致使中部的磁铁限位蝴蝶翼的尺寸精度也很难保证，特别是机壳端部轴承室，更难达到与整个机壳定位中心轴的同轴度要求，由于用于轴承固定的固定部有垂直轴承回转轴线的要求，机加工必须在轴承室底部做退刀工艺才能保证，这样就大大的减少了轴承室的轴向配合长度，因此，由于机加工的特性，难以做到即保证轴承的轴向配合长度，又保证固定部与轴承室回转中心的垂直度；还有一部分是采用薄板拉伸成形的，但都是采用单工序、单冲模实现的，和机械加工的机壳相比，虽然有些进步，可仍然需要用不同定位，或二次定位的问题，同样难以做到，即保证轴承的轴向配合长度，又保证固定部与轴承室回转中心的垂直度，也难在到机壳端部轴承室与整个机壳定位中心轴的同轴度要求，但汽车在行驶过程中随着路面的颠簸，车身的震动以及长时间的转动，如果没有轴承的轴向配合长度和轴承端部的轴向定位部与轴承室回转中心的垂直度的保证，轴承就会出现与机壳间的松动，产生噪音，有的甚至出现轴承松动、脱落，严重影响了电机的正常运转，有严重的安全隐患，急需突破现有的产品缺陷，开发、制造出安全、可靠的汽车微电机外壳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种汽车微电机壳，它不仅保证了装配轴承的轴向配合长度，而且保证了固定部与轴承室回转中心的垂直度要求，避免了轴承与其之间的松动，从而产生噪音，影响电机正常运转的现象。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种汽车微电机壳，它包括筒形的壳体，所述壳体的一端为开口端，所述壳体的另一端形成有筒底，所述筒底上设置有轴向向外凸出并容纳轴承的轴承室，所述轴承室的轴向外端部设置有用于固定轴承的轴向端部的固定部，所述固定部上开有用于电机轴伸出的通孔，在筒底的轴向外壁面与轴承室的径向外壁面之间的过渡区上设置有轴向向内凹进的打凹槽，并在筒底的轴向内壁面与轴承室的径向内壁面之间的过渡区上形成有与打凹槽对应并向壳体内部凸出和用于延长轴承室的轴向有效长度的凸筋。
进一步提供了一种形成轴承室的方式，所述轴承室是由壳体的筒底材料变薄拉伸而成，并且轴承室的壁厚为筒底材料的壁厚的40％～50％。
进一步为了装配端盖，所述壳体在其开口端设置有与壳体的回转轴同轴的止口部。
进一步提供了一种形成止口部的方式，所述止口部是由壳体靠近开口端的基材变薄拉伸而成，并且止口部的壁厚为基材壁厚的25％～40％。
进一步为了提高筒底的轴向外壁面的尺寸精度，以使其作为安装工作面，所述筒底的轴向外壁面的平面度误差不大于0.08mm，并且筒底的轴向外壁面与形成止口部的轴向台阶面的平行度误差小于0.1mm。
进一步为了在其内安装并定位电刷座，在所述壳体的开口端设置有至少两个用于电刷座定位的定位槽，所述定位槽的轴向深度比所述止口部的轴向深度深。
进一步为了在自动化生产过程中的方向确定和工序过程的防呆设置，在所有的定位槽中，其中至少两个定位槽在壳体周向上的宽度不相同。
进一步为了限定定子磁铁在壳体的周向上移动，所述壳体的中部向壳体内延伸出至少两个用于限定定子磁铁在壳体的周向上移动的定位部。
进一步，所述定位部设置有两个，并且形成在壳体的周向上对称的蝴蝶翼形状，所述定位部在壳体的轴向上的长度L小于15mm，所述定位部在向壳体内延伸的延伸方向上的长度h小于10mm，两个定位部相交所形成的锐角不大于40°。
进一步为了限定定子磁铁在壳体的轴向上移动，在壳体靠近所述筒底的圆周壁上设置有用于对定子磁铁轴向定位的轴向定位部。
进一步提供了一种形成所述轴向定位部的方式，所述轴向定位部为在壳体的圆周壁上由外向内冲压或冲切得到的定位片。
进一步，所述壳体的筒底的轴向外壁面为安装工作面，所述安装工作面上设置有用于与被驱动机构安装的连接孔和/或工艺定位孔。
本发明还提供了一种汽车微电机壳的制造方法，所述方法的步骤中含有：
(1)毛坯定位：采用单排连续模方式，将毛坯导入模具粗定位块中，然后在毛坯的表面冲制定位孔；
(2)加工毛坯：利用定位孔在模具中定位，根据壳体尺寸及工艺要求，首先对毛坯的外形整体切割修整，然后再对切割后的毛坯的边缘处进行侧边修正；
(3)拉伸加工：利用拉伸零件对经过切制处理后的毛坯进行多次拉伸作业，并生成壳体的初步轮廓；其中，多次拉伸作业中包括一次预拉伸作业和二次精拉伸作业，一次预拉伸作业中包括壳体的预拉伸和轴承室的预拉伸；二次精拉伸作业中包括轴承室的变薄拉伸以及初步形成打凹槽和凸筋；
(4)精整加工：根据壳体的尺寸要求，利用模具精整零件对壳体的初步轮廓进行精密加工，并生成整体的壳体，并对打凹槽和凸筋进一步精整；
(5)冲压成型：对整体的壳体各侧表面分别进行冲压作业，并达到壳体的要求尺寸；
(6)切边加工：利用旋切工具，对经过冲压成型的壳体各边进行切割，即可得到成品的汽车微电机壳。
采用了上述技术方案后，本发明的凸筋增加了轴承室的轴向有效长度，极大地改善了轴承安装强度，有效地防止了轴承的脱落现象；同时在轴承室的轴向外端部设置有固定部，并且固定部上设置有通孔，这样的轴承室侧壁变薄拉伸的过程中，由于变形比较大，即保证了轴承室的径向内壁面与径向外壁面的同轴度要求，又保证了固定部与轴承室的径向内壁面的回转轴线的垂直度，更重要的是，由于在固定部上设置有通孔，在轴承室的侧壁变薄拉伸并同时形成固定部时，有很好的材料释放区，这样在保证轴承室侧壁不拉伤的情况下，大大地减小了轴承室的径向内壁面与固定部的过渡区的长度小于0.2毫米，从而有效地增加了轴承室的轴承轴向配合长度，通过以上措施，不仅保证了装配轴承的轴向配合长度，而且保证了固定部与轴承室回转中心的垂直度要求，避免了轴承与其之间的松动产生噪音，影响电机正常运转的现象。
附图说明
图1为本发明的汽车微电机壳的立体图；
图2为本发明的汽车微电机壳的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图3中的B部放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示，一种汽车微电机壳，该机壳通过把一块薄钢板经过多次的冲压冲切、冲压拉伸、冲压成型，制成一个大体上中空带底的筒形的壳体，所述壳体的一端为开口端1，所述壳体的另一端形成有筒底2，所述筒底2上设置有轴向向外凸出并容纳轴承的轴承室3，所述轴承室3的轴向外端部设置有用于固定轴承的轴向端部的固定部31，所述固定部31上开有用于电机轴伸出的通孔311，在筒底2的轴向外壁面20与轴承室3的径向外壁面30之间的过渡区上设置有轴向向内凹进的打凹槽4，并在筒底2的轴向内壁面200与轴承室3的径向内壁面300之间的过渡区上形成有与打凹槽4对应并向壳体内部凸出和用于延长轴承室3的轴向有效长度的凸筋5；凸筋5的高度少于1mm。
本发明的凸筋5增加了轴承室3的轴向有效长度，极大地改善了轴承安装强度，有效地防止了轴承的脱落现象；同时在轴承室3的轴向外端部设置有固定部31，并且固定部31上设置有通孔311，这样的轴承室3侧壁变薄拉伸的过程中，由于变形比较大，即保证了轴承室3的径向内壁面与径向外壁面的同轴度要求，又保证了固定部31与轴承室3的径向内壁面的回转轴线的垂直度，更重要的是，由于在固定部31上设置有通孔311，在轴承室3的侧壁变薄拉伸并同时形成固定部31时，有很好的材料释放区，这样在保证轴承室3侧壁不拉伤的情况下，大大地减小了轴承室3的径向内壁面与固定部31的过渡区的长度小于0.2毫米，从而有效地增加了轴承室3的轴承轴向配合长度，通过以上措施，不仅保证了装配轴承的轴向配合长度，而且保证了固定部31与轴承室3回转中心的垂直度要求，避免了轴承与其之间的松动产生噪音，影响电机正常运转的现象。
所述轴承室3是由壳体的筒底材料变薄拉伸而成，并且轴承室3的壁厚为筒底材料的壁厚的40％～50％。
如图1所示，所述壳体在其开口端1设置有与壳体的回转轴同轴的止口部6。所述止口部6是由壳体靠近开口端1的基材变薄拉伸而成，并且止口部6的壁厚为基材壁厚的25％～40％。止口部6的失圆度要小于壳体的筒形部分内壁面600的失圆度0.02毫米，其与筒形部分内壁面600的同轴度误差小于Φ0.05毫米；
如图1所示，在所述壳体的开口端1设置有至少两个用于电刷座定位的定位槽11，所述定位槽11的轴向深度比所述止口部6的轴向深度深。
为了在自动化生产过程中的方向确定和工序过程的防呆设置，如图1所示，在所有的定位槽11中，其中至少两个定位槽11在壳体周向上的宽度不相同。
如图3所示，所述壳体的中部向壳体内延伸出至少两个用于限定定子磁铁在壳体的周向上移动的定位部7。
如图2所示，所述定位部7设置有两个，并且形成在壳体的周向上对称的蝴蝶翼形状，所述定位部7在壳体的轴向上的长度L小于15mm，所述定位部7在向壳体内延伸的延伸方向上的长度h小于10mm，两个定位部7相交所形成的锐角α不大于40°。
如图3所示，在壳体靠近所述筒底2的圆周壁上设置有用于对定子磁铁轴向定位的轴向定位部8，每个定子磁铁对应地轴向定位部8不少于两个，每个定子磁铁的轴向定位部8均是为在壳体的圆周壁上由外向内冲压或冲切得到的定位片，并且每个定子磁铁的轴向定位部8均是在同一工序步骤中完成，以保证其每个定子磁铁的轴向定位部8尺寸精度和不同定子磁铁的轴向定位部8之间的相对尺寸精度。
如图2所示，所述壳体的筒底2的轴向外壁面20为安装工作面，所述筒底2的轴向外壁面20的平面度误差不大于0.08mm，并且筒底2的轴向外壁面20与形成止口部6的轴向台阶面60的平行度误差小于0.1mm，所述安装工作面上设置有用于与被驱动机构安装的连接孔21，所述连接孔为螺纹孔，本实施例的螺纹孔设置有两个，但是其数量不局限于此，所述安装工作面上还设置有工艺定位孔22，本实施例的工艺定位孔22设置有两个，但是其数量不限于此，连接孔21均布为以轴承室3的径向外壁面的回转中心轴为圆心的圆周上，并对称设置，而工艺定位孔22均布在以机壳的筒形部分内壁面的回转轴为圆心的圆周上，并对称设置。
筒底2的轴向外端面通过冲压的材料成型与变形计算，在模具的凹模上预留材料的弹性变形补偿量，该补偿量的数据是根据所选用材料的物理特性由实验取得，本实施例中采用的是上海宝钢的电镀锌板(SECD-O)，其补偿量在3％～5％。
以上汽车微电机壳的制造方法的步骤中含有：
(1)毛坯定位：采用单排连续模方式，将毛坯导入模具粗定位块中，然后在毛坯的表面冲制定位孔；毛坯的待加工材料为0.6～2.0毫米；
(2)加工毛坯：利用定位孔在模具中定位，根据壳体尺寸及工艺要求，首先对毛坯的外形整体切割修整，然后再对切割后的毛坯的边缘处进行侧边修正；
(3)拉伸加工：利用拉伸零件对经过切制处理后的毛坯进行多次拉伸作业，并生成壳体的初步轮廓；其中，多次拉伸作业中包括一次预拉伸作业和二次精拉伸作业，一次预拉伸作业中包括壳体的预拉伸和轴承室3的预拉伸；二次精拉伸作业中包括轴承室3的变薄拉伸以及初步形成打凹槽4和凸筋5；
(4)精整加工：根据壳体的尺寸要求，利用模具精整零件对壳体的初步轮廓进行精密加工，并生成整体的壳体，并对打凹槽4和凸筋5进一步精整；
(5)冲压成型：对整体的壳体各侧表面分别进行冲压作业，并达到壳体的要求尺寸；
(6)切边加工：利用旋切工具，对经过冲压成型的壳体各边进行切割，即可得到成品的汽车微电机壳。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种汽车微电机壳，其特征在于，它包括筒形的壳体，所述壳体的一端为开口端(1)，所述壳体的另一端形成有筒底(2)，所述筒底(2)上设置有轴向向外凸出并容纳轴承的轴承室(3)，所述轴承室(3)的轴向外端部设置有用于固定轴承的轴向端部的固定部(31)，所述固定部(31)上开有用于电机轴伸出的通孔(311)，在筒底(2)的轴向外壁面(20)与轴承室(3)的径向外壁面(30)之间的过渡区上设置有轴向向内凹进的打凹槽(4)，并在筒底(2)的轴向内壁面(200)与轴承室(3)的径向内壁面(300)之间的过渡区上形成有与打凹槽(4)对应并向壳体内部凸出和用于延长轴承室(3)的轴向有效长度的凸筋(5)；
其中，轴承室(3)的径向内壁面(300)与固定部(31)之间的过渡区的长度小于0.2毫米。
2.根据权利要求1所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述轴承室(3)是由壳体的筒底材料变薄拉伸而成，并且轴承室(3)的壁厚为筒底材料的壁厚的40％～50％。
3.根据权利要求1所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述壳体在其开口端(1)设置有与壳体的回转轴同轴的止口部(6)。
4.根据权利要求3所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述止口部(6)是由壳体靠近开口端(1)的基材变薄拉伸而成，并且止口部(6)的壁厚为基材壁厚的25％～40％。
5.根据权利要求3所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述筒底(2)的轴向外壁面(20)的平面度误差不大于0.08mm，并且筒底(2)的轴向外壁面(20)与形成止口部(6)的轴向台阶面(60)的平行度误差小于0.1mm。
6.根据权利要求3所述的汽车微电机壳，其特征在于：在所述壳体的开口端(1)设置有至少两个用于电刷座定位的定位槽(11)，所述定位槽(11)的轴向深度比所述止口部(6)的轴向深度深。
7.根据权利要求6所述的汽车微电机壳，其特征在于：在所有的定位槽(11)中，其中至少两个定位槽(11)在壳体周向上的宽度不相同。
8.根据权利要求1所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述壳体的中部向壳体内延伸出至少两个用于限定定子磁铁在壳体的周向上移动的定位部(7)。
9.根据权利要求8所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述定位部(7)设置有两个，并且形成在壳体的周向上对称的蝴蝶翼形状，所述定位部(7)在壳体的轴向上的长度L小于15mm，所述定位部(7)在向壳体内延伸的延伸方向上的长度h小于10mm，两个定位部(7)相交所形成的锐角不大于40°。
10.根据权利要求1所述的汽车微电机壳，其特征在于：在壳体靠近所述筒底(2)的圆周壁上设置有用于对定子磁铁轴向定位的轴向定位部(8)。
11.根据权利要求10所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述轴向定位部(8)为在壳体的圆周壁上由外向内冲压或冲切得到的定位片。
12.根据权利要求1所述的汽车微电机壳，其特征在于：所述壳体的筒底(2)的轴向外壁面(20)为安装工作面，所述安装工作面上设置有用于与被驱动机构安装的连接孔(21)和/或工艺定位孔(22)。
13.一种如权利要求1至12中任一项所述的汽车微电机壳的制造方法，其特征在于所述方法的步骤中含有：
(1)毛坯定位：采用单排连续模方式，将毛坯导入模具粗定位块中，然后在毛坯的表面冲制定位孔；
(2)加工毛坯：利用定位孔在模具中定位，根据壳体尺寸及工艺要求，首先对毛坯的外形整体切割修整，然后再对切割后的毛坯的边缘处进行侧边修正；
(3)拉伸加工：利用拉伸零件对经过切制处理后的毛坯进行多次拉伸作业，并生成壳体的初步轮廓；其中，多次拉伸作业中包括一次预拉伸作业和二次精拉伸作业，一次预拉伸作业中包括壳体的预拉伸和轴承室(3)的预拉伸；二次精拉伸作业中包括轴承室(3)的变薄拉伸以及初步形成打凹槽(4)和凸筋(5)；
(4)精整加工：根据壳体的尺寸要求，利用模具精整零件对壳体的初步轮廓进行精密加工，并生成整体的壳体，并对打凹槽(4)和凸筋(5)进一步精整；
(5)冲压成型：对整体的壳体各侧表面分别进行冲压作业，并达到壳体的要求尺寸；
(6)切边加工：利用旋切工具，对经过冲压成型的壳体各边进行切割，即可得到成品的汽车微电机壳。
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