CN113161680A - 一种电池固定装置的锁紧模块零件及其数控加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件及其数控加工方法，锁紧模块零件包括基座、多个并列设于基座顶部的纵向定位槽、开设于基座顶部并且贯穿多个纵向定位槽的横向定位槽、多个贯穿开设于基座顶部的安装定位孔、设于基座底部的滑轨，以及设于基座后侧的横向安装梁。与现有技术相比，本发明可将新能源汽车电池夹持固定于两个锁紧模块零件之间，并通过与汽车底部横梁滑动连接的侧面滑轨结构提高锁紧模块零件在装配便捷性，通过交错设置的横向定位槽与纵向定位槽，提高与电池的边缘结构的适配性，使得其对新能源汽车电池位置起到针对性加强作用，满足强度要求和安全要求，保证电池的安装状态。

Description

一种电池固定装置的锁紧模块零件及其数控加工方法

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，涉及一种电池固定装置的锁紧模块零件及其数控加工方法，尤其涉及一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件及其数控加工方法。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。现如今的新能源汽车一般是指一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。但是现有汽车蓄电池固定装置如图3所示，包括外框体以及并列设于外框体内相对两侧的锁紧模块，汽车蓄电池安装于相对两个锁紧模块之间，并通过锁紧模块上的楔形结构进行固定。但在使用过程中发现通过楔形固定结构无法保证电池固定的稳定性，长时间颠簸行驶后，易出现电池松动位移，影响行驶效率与驾车体验，并具有一定的安全隐患。同时，这种锁紧模块也不易于装配与加工生产，给汽车的制造生产过程造成极大地不便。因此，有必要提供一种新的新能源汽车电池锁紧结构解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电池固定装置的锁紧模块零件及其数控加工方法，用于解决现有新能源汽车电池锁紧模块固定步骤繁琐，固定效果不佳的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，包括基座、多个并列设于基座顶部的纵向定位槽、开设于基座顶部并且贯穿多个纵向定位槽的横向定位槽、多个贯穿开设于基座顶部的安装定位孔、设于基座底部的滑轨，以及设于基座后侧的横向安装梁。

作为优选的技术方案，所述的横向定位槽边缘设有倒角。

进一步地，所述的基座为长方体形基座。

进一步地，所述的纵向定位槽沿宽度方向设置；所述的横向定位槽、横向安装梁及滑轨沿长度方向设置；所述的安装定位孔沿厚度方向设置。

进一步地，所述的基座上设有4个纵向定位槽，并且这4个纵向定位槽将基座顶部依次分割为第一安装台、第二安装台、第三安装台、第四安装台，以及第五安装台；

所述的纵向定位槽依次贯穿第一安装台、第二安装台、第三安装台、第四安装台，以及第五安装台。

进一步地，所述的纵向定位槽的深度大于横向定位槽，所述的第一安装台、第二安装台、第三安装台及第四安装台的长度相一致，并大于第五安装台长度。

进一步地，多个安装定位孔分别设于第一安装台、第四安装台，以及横向定位槽内。

进一步地，所述的安装定位孔设于纵向定位槽与横向定位槽的交叉处。

进一步地，所述的基座顶部还设有安装孔让位槽。

进一步地，所述的安装孔让位槽与横向定位槽内的安装定位孔同轴设置。

进一步地，所述的基座前侧还设有零件标号。

一种锁紧模块零件的数控加工方法，包括以下步骤：

1)选择长方体毛坯；

2)采用铣刀在长方体毛坯顶部精加工出纵向定位槽与横向定位槽；

3)采用定心钻在步骤2)加工后的长方体毛坯顶部钻出中心定位孔，再采用球头铣刀在中心定位孔处进行孔铣加工，得到安装定位孔；

4)将步骤3)加工后的长方体毛坯倒置，采用铣刀半精加工出滑轨，再采用铣刀对滑轨后侧坯料进行精加工，得到横向安装梁的底面；

5)采用铣刀对步骤4)加工后的长方体毛坯后侧进行精加工，得到横向安装梁的顶面，形成横向安装梁，并得到所述的锁紧模块零件。

进一步地，步骤3)中，对于具有安装孔让位槽的安装定位孔，在加工时，先采用铣刀在长方体毛坯顶部加工出安装孔让位槽，再采用先后采用定心钻与钻头铣刀进行孔铣加工，得到安装定位孔。

本发明可基于UG10.0软件进行建模、车铣加工方式及路径规划的设计模拟，具体为：

S1：先采用UG10.0软件对锁紧模块零件进行实体建模；

S2：生成二维工程图，并标注尺寸公差、形位公差、粗糙度等工艺尺寸及技术要求；

S3：根据模型与二维工程图进行数控加工分析，制定锁紧模块零件的工艺工序和加工工艺；

S4：将上述工艺工序和加工工艺中各个刀具的运行轨迹生成三轴铣加工用的 NC程序；

S5：将NC程序导入Vericut软件中进行仿真加工、工艺检验及优化，并得到 G代码。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)使用时，将设有零件标号的一侧作为顶侧设置该锁紧模块零件，将新能源汽车电池夹持固定于两个锁紧模块零件之间，通过侧面滑轨结构提高锁紧模块零件在汽车底部横梁上的装配便捷性，多个安装定位孔以及交错设置的横向定位槽与纵向定位槽可以与新能源汽车电池的边缘结构相适配，使得对新能源汽车电池位置起到针对性加强作用，满足强度要求和安全要求，可有效避免汽车运行过程中，电池发生滑动位移的情况，有利于保证电池的安装状态；

2)数控加工过程中通过均衡切削载荷，降低刀具磨损，有利于提高锁紧模块零件尺寸精度，减少误差，并使外表面美观，提高观赏性；

3)在走刀过程中利用三轴联动的优势，按零件刀具路径要求，有效使用铣削和钻孔进行零件加工，使加工过程具有较高的工作效率。

附图说明

图1及图2为实施例中一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件的结构示意图；

图3为现有汽车蓄电池固定装置的结构示意图；

图中标记说明：

1-基座、2-纵向定位槽、3-横向定位槽、4-安装定位孔、5-滑轨、6-横向安装梁、 7-第一安装台、8-第二安装台、9-第三安装台、10-第四安装台、11-第五安装台、12-安装孔让位槽、13-零件标号。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1及图2所示的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，包括长方体基座1、4个并列设于基座1顶部的纵向定位槽2、开设于基座1顶部并且贯穿纵向定位槽2的横向定位槽3、沿厚度方向贯穿开设于基座1顶部的安装定位孔4、沿长度方向设于基座1底部的滑轨5，以及沿长度方向设于基座1后侧的横向安装梁6。

其中，4个纵向定位槽2分别沿宽度方向贯穿基座1顶部，并将基座1顶部依次分割为第一安装台7、第二安装台8、第三安装台9、第四安装台10，以及第五安装台11；横向定位槽3沿长度方向依次贯穿上述安装台，并且纵向定位槽2的深度大于横向定位槽3，第一安装台7、第二安装台8、第三安装台9及第四安装台10的长度相等，并大于第五安装台11长度。

在基座1底部沿长度方向的中线处设有4个安装定位孔4，并两两一组分别设于第一安装台7及第四安装台10上，在横向定位槽3中位于第一安装台7相对应的位置处设有2个安装定位孔4，并在其中一个安装定位孔4周围还设有安装孔让位槽12，同样的在横向定位槽3中位于第四安装台10相对应的位置处，以及横向定位槽3与图中最右侧纵向定位槽2的交叉处，分别设有安装定位孔4，并在交叉处的安装定位孔4周围也设有安装孔让位槽12。并且安装孔让位槽12与相应的纵向定位槽2内的安装定位孔4同轴设置。

此外，在基座1前侧还设有零件标号13。

一种上述锁紧模块零件的数控加工方法，包括以下步骤：

S1：锁紧模块的实体建模

根据汽车电池组大小以及纵梁支架长度等条件，制定锁紧模块尺寸，并采用UG10.0软件对锁紧模块轮廓、形状、尺寸大小进行绘制，得到锁紧模块零件的三维零件模型；

S2：二维工程图的创建

生成二维工程图，并标注尺寸公差、形位公差、粗糙度等工艺尺寸及技术要求，形成要求明确的零件工艺图；

S3：刀具轨迹的设计

在UG10.0软件的加工模块中创建长方体毛坯模型，并以模型中心为加工原点，设计刀具轨迹：

顶面特征精加工

S3-1：选择平面轮廓铣加工方式，采用直径为10mm的铣刀在长方体毛坯顶部精加工出纵向定位槽2与横向定位槽3；加工纵向定位槽2时，切削深度0.3mm，余量0mm；加工横向定位槽3时，切削深度0.1mm，余量0mm。

S3-2：选择孔铣加工方式，采用定心钻在长方体毛坯顶部中线处钻出4个中心定位孔，在横向定位槽3两端分别钻出1个中心定位孔，再采用直径为8mm的球头铣刀在中线上的中心定位孔处进行孔铣加工，采用直径为6mm的球头铣刀在横向定位槽3两端的中心定位孔处进行孔铣加工，加工余量均为0mm，得到安装定位孔4；

正面特征精加工

S3-3：选择平面轮廓铣加工方式，采用直径为10mm的铣刀在长方体毛坯正面及顶部加工出2个安装孔让位槽12；

S3-4：选择孔铣加工方式，采用定心钻在2个安装孔让位槽12中心分别钻出中心定位孔，再分别采用直径6.4mm(左)和5mm(右)的钻头铣刀，对中心定位孔进行精加工，得到安装定位孔4；

S3-5：选择平面铣加工方式，采用直径为1.5mm的铣刀，以每刀切削深度0.03 mm，对长方体毛坯正面进行精加工，得到零件标号13；

底面滑轨及底面轮廓加工

S3-6：将长方体毛坯倒置，选择面铣加工方式，采用直径为16mm的铣刀在长方体毛坯底面进行半精加工，加工余量为0.1mm；

S3-7：采用铣刀对滑轨5后侧坯料进行精加工，形成横向安装梁6的底面；

后面特征精加工

S3-8：采用直径6mm的铣刀对长方体毛坯后侧进行精加工，得到横向安装梁 6的顶面，并形成横向安装梁6，完成加工过程。

S4：NC程序的生成

利用UG10.0软件中的后处理器将上述刀具轨迹生成三轴铣加工用的NC程序；

S5：Vericut软件的仿真加工

利用Vericut进行数控仿真加工模拟，在Vericut软件中搭建出虚拟的三轴数控机床，该数控机床包括X轴、Y轴、Z轴，并选择Fanuc数控系统；将锁紧模块的毛坯模型放置于虚拟的三轴数控机床内，导入并运行NC程序，以对锁紧模块的毛坯模型进行模拟加工；在确定无任何过切和碰撞的条件下，再利用Vericut软件中的优化模块对NC程序进行优化，用以提高加工效率。

实际加工时，将上述优化后的刀具轨迹生成G代码，并导入三轴数控机床中，即可进行对上述锁紧模块零件的数控加工。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，该锁紧模块零件包括基座(1)、多个并列设于基座(1)顶部的纵向定位槽(2)、开设于基座(1)顶部并且贯穿多个纵向定位槽(2)的横向定位槽(3)、多个贯穿开设于基座(1)顶部的安装定位孔(4)、设于基座(1)底部的滑轨(5)，以及设于基座(1)后侧的横向安装梁(6)。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，所述的基座(1)为长方体形基座。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，所述的纵向定位槽(2)沿宽度方向设置；所述的横向定位槽(3)、横向安装梁(6)及滑轨(5)沿长度方向设置；所述的安装定位孔(4)沿厚度方向设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，所述的基座(1)上设有4个纵向定位槽(2)，并且这4个纵向定位槽(2)将基座(1)顶部依次分割为第一安装台(7)、第二安装台(8)、第三安装台(9)、第四安装台(10)，以及第五安装台(11)；

所述的纵向定位槽(2)依次贯穿第一安装台(7)、第二安装台(8)、第三安装台(9)、第四安装台(10)，以及第五安装台(11)。

5.根据权利要求4所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，所述的纵向定位槽(2)的深度大于横向定位槽(3)，所述的第一安装台(7)、第二安装台(8)、第三安装台(9)及第四安装台(10)的长度相一致，并大于第五安装台(11)长度。

6.根据权利要求4所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，多个安装定位孔(4)分别设于第一安装台(7)、第四安装台(10)，以及横向定位槽(3)内。

7.根据权利要求6所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，所述的安装定位孔(4)设于纵向定位槽(2)与横向定位槽(3)的交叉处。

8.根据权利要求6所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，所述的基座(1)顶部还设有安装孔让位槽(12)。

9.一种如权利要求1至8任一项所述的锁紧模块零件的数控加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)选择长方体毛坯；

2)采用铣刀在长方体毛坯顶部精加工出纵向定位槽(2)与横向定位槽(3)；

3)采用定心钻在步骤2)加工后的长方体毛坯顶部钻出中心定位孔，再采用球头铣刀在中心定位孔处进行孔铣加工，得到安装定位孔(4)；

4)将步骤3)加工后的长方体毛坯倒置，采用铣刀半精加工出滑轨(5)，再采用铣刀对滑轨(5)后侧坯料进行精加工，得到横向安装梁(6)的底面；

5)采用铣刀对步骤4)加工后的长方体毛坯后侧进行精加工，得到横向安装梁(6)的顶面，形成横向安装梁(6)，并得到所述的锁紧模块零件。

10.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车电池固定装置的锁紧模块零件，其特征在于，步骤3)中，对于具有安装孔让位槽(12)的安装定位孔(4)，在加工时，先采用铣刀在长方体毛坯顶部加工出安装孔让位槽(12)，再采用先后采用定心钻与钻头铣刀进行孔铣加工，得到安装定位孔(4)。

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