CN107617854A - 一种新能源汽车电机内壳的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的新能源汽车电机内壳的加工方法，在粗车后，将工件进行一定时间的热处理，待工件冷却至室温后再精车工件，消除了工件本身的应力，解决了工件品质不稳定的问题，且在加工过程中为每台机床配置水温冷却机，进一步解决了工件因温度变化而出现品质不稳定的问题；加工过程中采用设计的专用夹具，避免了工件加工过程中易变形、同心度超差的问题，大大提高了工件的合格率和工件加工的生产效率，从而节省了生产成本。

Description

一种新能源汽车电机内壳的加工方法

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车电机内壳的加工领域，尤其是涉及一种新能源汽车电机内壳的加工方法。

背景技术

对于电机内壳的加工，常规工艺首先使用卧式车床，用三爪内撑工件内孔，粗车削外径，其次用环形三爪夹持以车削外径，精车内孔及内槽，再次用三爪内撑以车削内孔，精车削外径和外槽，最后用立式铣床铣削加工，由于新能源汽车电机内壳具有壁薄、材料去除率大等特点，使用传统夹具会造成工件变形，同心度超差的问题，无法满足工件的精度要求。

同时，车削时工件会因为室内温度和切削液温度的变化，而出现品质不稳定的问题，无法满足工件的正常生产；而加工好的工件由于其本身的应力释放，在放置一定时间后，尺寸会发生变化，也会造成工件的品质不稳定等问题。

发明内容

本发明提供了一种新能源汽车电机内壳的加工方法，能够解决工件同心度超差、工件易变形以及工件品质不稳定等问题，提高了工件的合格率。本发明的主要内容为：

一种新能源汽车电机内壳的加工方法，包括如下步骤：

S1.使用锯切机将金属管原料锯切为毛坯件；

S2.使用六点浮动夹具夹持所述毛坯件的外径，粗车削所述毛坯件的端面和内孔，所述毛坯件的内孔留有余量进行精车；

S3.使用内撑夹具撑住内孔，粗车削外径和外槽，所述毛坯件的外径留有余量进行精车；

S4.工件热处理，将工件放入时效车并推入加热设备；

S5.使用专用夹具，精车削工件，保证工件内孔和外径的同心度，然后铣削端面槽、钻孔攻牙及外表面钻孔；

S6.使用清洗机清洗铣削好的工件；

S7.在工件上通过激光刻字机编写包含工件信息的二维码；

其中，S5中所述专用夹具包括内孔专用夹具和外径专用夹具。

优选的，加工过程中使用的机床均配置有一水温冷却机。

优选的，所述内孔专用夹具夹持工件进行精车内孔和端面，所述内孔专用夹具包括压紧装置和内撑装置，所述内撑装置设置在放置工件的支撑座内，所述压紧装置设置在放置工件的支撑座外围，所述内撑装置为三爪卡盘，所述三爪卡盘的卡爪为圆弧状的软爪，所述压紧装置包括用于压紧工件端面的压紧压板和用于抵紧工件外径的抵紧压板。

优选的，将夹具放置在支撑座上后，所述内孔专用夹具的工作过程为：

a.内撑装置的三爪卡盘上升，撑开工件的内孔，

b.压紧装置的所述抵紧压板抵紧工件外径；

c.三爪卡盘松开工件并下降至初始位置，精车工件的上端面；

d.三爪卡盘上升撑开工件内孔；

e.压紧装置的所述压紧压板压紧工件端面；

f.三爪卡盘松开工件并下降至初始位置，精车工件内孔和内槽径；

g.压紧装置松开工件，将工件掉头放置，开始精车工件的另一端面。

优选的，所述外径专用夹具夹持工件进行精车外径和外槽径，所述外径专用夹具包括定位装置和压紧装置，所述定位装置为三爪卡盘，设置在放置工件的支撑座内，所述三爪卡盘为中空结构，所述压紧装置设置在所述三爪卡盘的中空部分内，所述压紧装置包括中心拉杆、连动板、拉杆、双边压板和铰链座，所述中心拉杆设置在所述三爪卡盘的中空部分，可在所述三爪卡盘的中空部分做上下运动，所述连动板设置在所述中心拉杆上，所述双边压板通过所述拉杆连接在所述连动板上，所述铰链座与所述双边压板连接，使双边压板以与所述铰链座的连接点为支点做杠杆运动。

优选的，所述外径专用夹具还包括防错杆，所述防错杆设置在放置工件的支撑座上。

优选的，所述外径专用夹具的工作过程为：工件放置在支撑座上后，定位装置的三爪卡盘打开，所述防错杆收回，接着所述压紧装置的中心拉杆向上运动，带动连动板和拉杆向上运动，使所述双边压板以与所述铰链座的连接点为支点做杠杆运动压紧工件，

优选的，S4中加热时间为1.5小时，加热温度为170℃。

优选的，加热1.5小时后，工件在加热设备内保温3小时，然后随炉降温，1.5小时后将时效车拉出加热设备，使工件自然冷却至室温。

优选的，S7采用超声波清洗机清洗工件，所述清洗工件的过程包括清洗、喷淋、风切、烘干和冷却。

本发明的有益效果是：本发明提出的新能源汽车电机内壳的加工方法，在粗车后，将工件进行一定时间的热处理，待工件冷却至室温后再精车工件，消除了工件本身的应力，解决了工件品质不稳定的问题，且在加工过程中为每台机床配置水温冷却机，进一步解决了工件因温度变化而出现品质不稳定的问题；加工过程中采用设计的专用夹具，避免了工件加工过程中易变形、同心度超差的问题，大大提高了工件的合格率和工件加工的生产效率，从而节省了生产成本。

附图说明

图1为金属管原材料示意图；

图2为成型后的工件示意图；

图3为内孔专用夹具示意图；

图4为外径专用夹具示意图；

1、3-端面；2-内孔；4-外径；5-外槽；10、20-底座；11、21-支撑座；12-卡盘；120-三爪卡盘；121-卡爪；13-驱动缸；14-夹紧缸；15-压板；16-垫高座；17-连接块；18-托杆；19-托杆座；22-定位夹紧装置；221-三爪卡盘；222-双边压板；23-中心拉杆；24-连动块；25-拉杆；26-铰链座；27-支撑环；28-第一法兰盘；29-第二法兰盘；30-防错杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。

请参照图1至图4。本发明提出了一种新能源电机内壳的加工方法，加工过程中，使用的机床均配置有一台水温冷却机，解决了因温度及切削液温度的变化而导致的产品品质不稳定的问题。在本实施例中，选择金属管原料的规格为φ320mm*φ283mm，材质为6063-T6的热挤压成型铝合金管材，材料的抗拉强度大于等于205MPa，屈服强度大于等于170MPa，延伸率大于等于9％。

所述电机内壳体的加工工艺具体包括以下步骤：

S1.使用锯切机将金属管原料锯切为毛坯件，毛坯件的总长在89mm±0.5mm，如图1所示。

S2.使用六点浮动夹具夹持所述毛坯件的外径4，粗车削所述毛坯件的端面1和内孔2，将毛坯件掉头放置，粗车削端面3；所述毛坯件的尺寸加工至φ289.1mm，内孔圆柱度在0.08mm以下，所述毛坯件的内孔留有余量进行精车。

S3.使用内撑夹具撑住内孔2，粗车削外径4和外槽5，保证以内孔2为基准，与粗车外径4和外槽径5的跳动控制在0.13mm以下，外径4及外槽径5的尺寸比成型后的尺寸大0.4mm，即所述毛坯件的外径留有余量进行精车。

S4.工件热处理，将工件放入时效车并推入加热设备。

在本实施例中，将粗车后的工件清洗后放入时效车，送入时效设备进行加热处理，设定1.5小时升温到170℃，然后保温3小时，闭门状态下使工件随炉降温，1.5小时后将时效车拉出，使产品自然冷却至室温。该步骤可以把工件的内应力释放掉，避免成型后的工件因应力释放而导致产品品质不良。

S5.使用专用夹具，精车削工件，保证工件内孔和外径的同心度，然后铣削端面槽、钻孔攻牙及外表面钻孔。

本步骤中采用了两种专用夹具用于精车工件，包括内孔专用夹具和外径专用夹具，所述内孔专用夹具用于精车工件的内孔和端面，所述外径专用夹具用于精车所述工件的外径和外槽径。

如图3所示，该夹具包括底座10和支撑座11，所述支撑座11设置在所述底座10上，所述支撑座11用于粗定位工件。所述夹具包括压紧装置和内撑装置，所述内撑装置设置在支撑座11内，所述压紧装置设置在支撑座11外围，所述内撑装置为三爪卡盘120，所述三爪卡盘120连接有一驱动缸13，所述三爪卡盘的卡爪121为圆弧状的软爪，可以避免三爪卡盘120撑开工件内孔时对工件的损害，所述压紧装置包括夹紧缸14、压板15以及垫高座16、连接块17、托杆18、托杆座19，所述压板15包括用于压紧工件端面的压紧压板和用于抵紧工件外径的抵紧压板，所述压紧压板和所述抵紧压板设置在所述夹紧缸14上，所述夹紧缸14设置在所述垫高座16上，托杆18设置在托杆座19上，所述托杆座19通过连接块17设置在所述垫高座16上。

使用该内孔专用夹具精车的过程如下：

首先，将工件放置在支撑座11上，支撑座11能够粗定位工件，驱动缸13驱动卡盘12上升到定位位置，卡盘12的驱动机构使三爪卡盘12撑开，子爪121撑住工件内壁；其次，连接有抵紧压板的夹紧缸14开始工作，旋转90°同时下压至压紧位置，即抵紧工件的外槽壁，抵紧工件之后，三爪卡盘12收回，然后下降至初始位置，随后对工件的端面进行精车；再次，内撑装置工作撑开工件内壁，然后连接有压紧压板的夹紧缸14开始工作，旋转90°同时下压至压紧位置，使压紧压板压紧工件端面，内撑装置收回至初始位置；完成对工件内孔的精车；最后，夹紧缸14驱动抵紧压板和压紧压板恢复初始状态，取走工件，完成一次精车。完成一次精车后，将工件掉头放置，按照上述步骤对工件的另一个端面进行精车。

如图4所示，所述外径专用夹具包括底座20和支撑座21，所述支撑座21设置在所述底座20上，所述支撑座21用于粗定位工件，为了更准确的定位工件，在所述支撑座21上还可以设置有支撑环27，精车时，工件放置在支撑环27上；所述底座20设置在法兰盘上，通过法兰盘连接到产品主轴上，在其中一个实施例中，法兰盘有两个，第一法兰盘28用于将夹具连接至机床主轴，第二法兰盘29用于设置各种驱动缸；所述外径专用夹具包括定位夹紧装置22，所述定位夹紧装置22包括定位装置和压紧装置，所述定位装置为三爪卡盘221，设置在放置工件的支撑座21内，所述三爪卡盘221为中空结构，所述压紧装置设置在所述三爪卡盘的中空部分内，所述压紧装置包括中心拉杆23、连动板24、拉杆25、双边压板222和铰链座26，所述中心拉杆23设置在所述三爪卡盘221的中空部分，可在所述三爪卡盘221的中空部分做上下运动，所述连动板24设置在所述中心拉杆23上，所述双边压板222通过所述拉杆25连接在所述连动板24上，所述铰链座26与所述双边压板222连接，使双边压板222以与所述铰链座26的连接点为支点做杠杆运动。所述外径专用夹具还包括防错杆30，所述防错杆30设置在所述支撑座21或者支撑环27开设的安装槽内，用于防止工件放置颠倒。

该外径专用夹具的工作过程如下：初始状态，防错杆处于打开状态，卡盘处于收缩状态；将工件放置在所述支撑座上，工件端面放置正确，防错杆缩回；支撑座粗定位工件；随后卡盘在驱动机构的驱动下打开，撑开工件，接着中心拉杆在驱动缸的驱动向上运动，带动连接块上的拉杆向上，在铰链座的作用下，压板连接拉杆的一端上升，继而压紧工件的一端下降压紧工件，即压板以铰链座与压板的连接点为支点，做杠杆运动；压板压紧工件后，精车工件的外径和外槽径，完成精车后，中心拉杆下降，带动压板做杠杆运动，压板松开工件，随后卡盘收回，取回工件。

S6.使用清洗机清洗铣削好的工件。

在本实施例中，优选的，采用超声波清洗机清洗铣削好的工件，使用超声波清洗机清洗工件包括如下流程：清洗、喷淋、风切、烘干和冷却；将工件放入到清洗加上，首先清洗，清洗液温度设置在55℃，清洗45秒后，进行喷淋，喷淋过程中，清洗液温度设置在55℃，清洗时间为45秒，随后进入风切阶段，风切时间为45秒钟，最后经过烘干和冷却，完成工件的清洗。

S7.在工件上通过激光刻字机编写包含工件信息的二维码。

在本实施例中，本步骤中，将工件设置在外径专用夹具上，使用激光刻印打标机，以产品内孔2和铣削加工后的侧面孔定位，通过转角缸压持，并配合线性滑轨来实现产品的上下料，以确保工件刻字位置的一致性。

本发明提出的新能源汽车电机内壳的加工方法，在粗车后，将工件进行一定时间的热处理，待工件冷却至室温后再精车工件，消除了工件本身的应力，解决了工件品质不稳定的问题，且在加工过程中为每台机床配置水温冷却机，进一步解决了工件因温度变化而出现品质不稳定的问题；加工过程中采用设计的专用夹具，避免了工件加工过程中易变形、同心度超差的问题，大大提高了工件的合格率和工件加工的生产效率，从而节省了生产成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.使用锯切机将金属管原料锯切为毛坯件；

S2.使用六点浮动夹具夹持所述毛坯件的外径，粗车削所述毛坯件的端面和内孔，所述毛坯件的内孔留有余量进行精车；

S3.使用内撑夹具撑住内孔，粗车削外径和外槽，所述毛坯件的外径留有余量进行精车；

S4.工件热处理，将工件放入时效车并推入加热设备；

S5.使用专用夹具，精车削工件，保证工件内孔和外径的同心度，然后铣削端面槽、钻孔攻牙及外表面钻孔；

S6.使用清洗机清洗铣削好的工件；

S7.在工件上通过激光刻字机编写包含工件信息的二维码；

其中，S5中所述专用夹具包括内孔专用夹具和外径专用夹具。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，加工过程中使用的机床均配置有一水温冷却机。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，所述内孔专用夹具夹持工件进行精车内孔和端面，所述内孔专用夹具包括压紧装置和内撑装置，所述内撑装置设置在放置工件的支撑座内，所述压紧装置设置在放置工件的支撑座外围，所述内撑装置为三爪卡盘，所述三爪卡盘的卡爪为圆弧状的软爪，所述压紧装置包括用于压紧工件端面的压紧压板和用于抵紧工件外径的抵紧压板。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，将夹具放置在支撑座上后，所述内孔专用夹具的工作过程为：

a.内撑装置的三爪卡盘上升，撑开工件的内孔，

b.压紧装置的所述抵紧压板抵紧工件外径；

c.三爪卡盘松开工件并下降至初始位置，精车工件的上端面；

d.三爪卡盘上升撑开工件内孔；

e.压紧装置的所述压紧压板压紧工件端面；

f.三爪卡盘松开工件并下降至初始位置，精车工件内孔和内槽径；

g.压紧装置松开工件，将工件掉头放置，开始精车工件的另一端面。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，所述外径专用夹具夹持工件进行精车外径和外槽径，所述外径专用夹具包括定位装置和压紧装置，所述定位装置为三爪卡盘，设置在放置工件的支撑座内，所述三爪卡盘为中空结构，所述压紧装置设置在所述三爪卡盘的中空部分内，所述压紧装置包括中心拉杆、连动板、拉杆、双边压板和铰链座，所述中心拉杆设置在所述三爪卡盘的中空部分，可在所述三爪卡盘的中空部分做上下运动，所述连动板设置在所述中心拉杆上，所述双边压板通过所述拉杆连接在所述连动板上，所述铰链座与所述双边压板连接，使双边压板以与所述铰链座的连接点为支点做杠杆运动。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，所述外径专用夹具还包括防错杆，所述防错杆设置在放置工件的支撑座上。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，所述外径专用夹具的工作过程为：工件放置在支撑座上后，定位装置的三爪卡盘打开，所述防错杆收回，接着所述压紧装置的中心拉杆向上运动，带动连动板和拉杆向上运动，使所述双边压板以与所述铰链座的连接点为支点做杠杆运动压紧工件。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，S4中加热时间为1.5小时，加热温度为170℃。

9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，加热1.5小时后，工件在加热设备内保温3小时，然后随炉降温，1.5小时后将时效车拉出加热设备，使工件自然冷却至室温。

10.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机内壳的加工方法，其特征在于，S7采用超声波清洗机清洗工件，所述清洗工件的过程包括清洗、喷淋、风切、烘干和冷却。