CN113381555A - 一种具有油管的转子轴及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种具有油管的转子轴及其加工工艺，该转子轴的加工工艺包括：模锻空心转子轴本体，所述空心转子轴本体包括第一空心轴段和第二空心轴段，所述第一空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径；将插接有芯轴的油管插入所述空心转子轴本体内，使所述油管的第一端与所述第一空心轴段配合；旋压所述第一空心轴段，使所述第一空心轴段的部分区域与所述油管的第一端锻压成一体；将芯轴从所述油管的第二端取出；旋压所述第二空心轴段，使所述第二空心轴段的部分区域与所述油管的第二端锻压成一体形成第三空心轴段。本申请解决了现有转子轴的加工工艺性较差导致转子轴具有内部应力的问题。

Description

一种具有油管的转子轴及其加工工艺
技术领域
本申请涉及电机转子系统的零部件设计制造领域，特别涉及一种具有油管的转子轴以及其加工工艺。
背景技术
现有电驱动产品对于电机转子系统采用了油冷的方式进行冷却。通常，通过在转子空心轴内部设置油管形成油路并返回至齿轮箱的方式，使电机的转子系统得到了高效的冷却。
目前，在空心转子轴内安装油管的方式通常采用如下工艺方法，首先将组成空心转子轴的第一段轴与第二段轴分别旋锻或旋压成形；制作油管，使用压机将油管压装至第二段轴上，使其与配合面实现过盈配合；再通过压机将上一步骤中油管的另一端压装至第一段轴上，使其与配合面实现过盈配合；焊接第一段轴和第二段轴并进行无损探伤，如无缺陷则得到空心轴的毛坯件；最后，再进行机加工处理。上述转子轴与油管的成型方式主要存在以下问题：1.由于油管为冷压的管型材料，外径精度不高，而配合面处空心轴的内孔尺寸和位置度均不易控制，以上两点将产生很大的过盈量。在最坏的情况下，最大过盈量在配合面处的残余应力非常容易超出材料强度极限；在压装时，最大过盈量配合下需要几十千牛的轴向压入力，需要行程较长的压机；另外，油管受到的轴向压入力过大时，可能会导致油管开孔处折断压裂；2.第一段轴与第二段轴的材料为高碳钢，且其壁厚较厚，焊接较困难、焊接质量不易控制，容易出现内部焊缝、焊不透等焊接问题，同时，产生的焊渣较难清理，焊接后，热处理可能导致焊接区域脆裂变形等问题，工艺性较差。
发明内容
本申请要解决的技术问题是现有转子轴的加工工艺性较差导致转子轴具有内部应力的问题，为此，本申请提出了一种加工工艺性较好的具有油管的转子轴及其加工工艺。
针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种具有油管的转子轴的加工工艺，其包括如下步骤：
模锻空心转子轴本体，所述空心转子轴本体包括第一空心轴段和第二空心轴段，所述第一空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径；
将插接有芯轴的油管插入所述空心转子轴本体内，使所述油管的第一端与所述第一空心轴段配合；
旋压所述第一空心轴段，使所述第一空心轴段的部分区域与所述油管的第一端锻压成一体；
将芯轴从所述油管的第二端取出；
旋压所述第二空心轴段，使所述第二空心轴段的部分区域与所述油管的第二端锻压成一体形成第三空心轴段。
本申请的部分实施方式中，所述油管通过冷压成型。
本申请的部分实施方式中，将油管插入所述空心转子轴本体之前，还包括如下步骤：将芯轴插入所述油管内，校正所述油管的第一端的外形，使其与所述第一空心轴段的内径匹配。
本申请的部分实施方式中，通过锻压的方式对所述油管的第一端的外径进行校正。
本申请的部分实施方式中，旋压所述第一空心轴段或所述第二空心轴段包括：控制所述空心转子轴本体转动，使锻压装置沿所述空心转子轴本体的周向对所述第一空心轴段或所述第二空心轴段进行锻压。
本申请的部分实施方式中，旋压所述第一空心轴段或所述第二空心轴段包括：控制锻压装置转动，使所述锻压装置沿所述空心转子轴本体的周向对所述第一空心轴段或所述第二空心轴段进行锻压。
本申请的部分实施方式中，将所述油管与所述空心转子轴本体锻压成一体后，对所述空心转子轴本体的外壁进行机加工处理。
本申请同时提供一种具有油管的转子轴，其包括：空心转子轴本体以及位于空心转子轴本体内的油管，所述油管的两端分别与所述空心转子轴本体锻压成一体。
本申请的部分实施方式中，所述空心转子轴本体包括依次连接的第一空心轴段、第二空心轴段以及第三空心轴段，所述第一空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径，所述第三空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径；所述油管的第一端与所述第一空心轴段的部分区域通过旋压成型，所述油管的第二端与所述第二空心轴段的部分区域旋压成型形成所述第三空心轴段。
本申请的部分实施方式中，所述第一空心轴段与所述第二空心轴段通过第一过渡段过渡、所述第二空心轴段与所述第三空心轴段通过第二过渡段过渡。
本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本申请提供的具有油管的转子轴及其加工工艺中，在油管向空心转子轴本体的安装过程中通过芯轴来控制油管的位置和尺寸，整体通过锻压的方式使其连接成一体，有利于提高工艺稳定性，可以让油管应力充分释放，不存在现有过盈安装时出现的应力过大导致的破裂变形等问题；另外，简化了安装方式，取消了压机等设备，可以缩减工艺流程，有益于控制成本和产品质量；由于整个过程不存在焊接，减少了焊接工艺环节和无损探伤环节，有利于提高生产效率和降低生产成本；整体锻压的材料一致性好，无热影响区，不存在脆裂的风险。
附图说明
下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:
图1为本申请的具有油管的转子轴的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本申请的具有油管的转子轴的一种具体实施方式的加工工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下为本申请的具有油管的转子轴的一种具体实施方式，如图1所示，其包括：空心转子轴本体10以及位于空心转子轴本体10内的油管20，所述油管20的两端分别与所述空心转子轴本体10锻压成一体。
该转子轴通过油管20与空心转子轴本体10锻压在一起，应力释放充分，使转子轴的结构强度较高；并且，通过锻压成一体无需焊接，无焊接热影响区，工艺性较好，减少了无损探伤环节。
具体地，所述空心转子轴本体10包括依次连接的第一空心轴段10a、第二空心轴段10b以及第三空心轴段10c，所述第一空心轴段10a的管径小于所述第二空心轴段10b的管径，所述第三空心轴段10c的管径小于所述第二空心轴段10b的管径；所述油管20的第一端与所述第一空心轴段10a的部分区域通过旋压成型，所述油管20的第二端与所述第二空心轴段10b的部分区域旋压形成第三空心轴段10c。
所述第一空心轴段10a与所述第二空心轴段10b通过第一过渡段过渡，所述第三空心轴段10c与所述第二空心轴段10b通过第二过渡段过渡。
具体地，所述空心转子轴本体10还包括第四空心轴段10d，所述第四空心轴段10d与第一空心轴段10a连接并通过锻压工艺一体成型，所述第四空心轴段10d与所述第一空心轴段10a的管径大致相等，所述第四空心轴段10d外管壁通过机加工而成，其用于与转子系统的其他零部件配合。
具体地，所述空心转子轴本体10还包括第五空心轴段10e，所述第五空心轴段10e与所述第三空心轴段10c连接，并通过锻压工艺一体成型，所述第五空心轴段10e外管壁通过机加工而成，其用于与转子系统的其他零部件配合。
这样，所述油管20整个长度均位于所述空心转子轴本体10的内部区域，满足其输送冷却液的工艺要求。
上述具有油管20的转子轴的加工工艺包括如下步骤：
1.1.模锻空心转子轴本体10，使其初步形成一端较细一端较粗的空心轴形状；根据所需形状，模锻包括第一空心轴段10a和第二空心轴段10b的空心转子轴本体10，其中，所述第一空心轴段10a的管径小于所述第二空心轴段10b的管径。
具体地，一种实施方式中，模锻包括第四空心轴段10d、第一空心轴段10a和第二空心轴段10b的空心转子轴本体10。
1.2.制作油管20，并将芯轴30插接于所述油管20内，再将插接有芯轴30的油管20插入所述空心转子轴本体10内，使所述油管20的第一端与所述第一空心轴段10a配合；即，将所述油管20的第一端的外壁与所述第一空心轴段10a的内壁抵接。
具体地，所述油管20通过冷压成型的方式制成，冷压成型的油管20的尺寸精度不高，为此，将油管20插入所述空心转子轴本体10之前，还包括如下步骤：将芯轴30插入所述油管20内，校正所述油管20的第一端的外形，使其与所述第一空心轴段10a的内径匹配。更具体地，通过锻压的方式对所述油管20的第一端的外径尺寸以及管壁厚度进行校正，避免因油管20外壁与所述空心转子轴本体10内壁干涉导致两者无法抵接或配合时受到应力过大。
1.3.所述油管20的第一端的外壁与所述第一空心轴段10a的内壁抵接后，旋压所述第一空心轴段10a，使所述第一空心轴段10a的部分区域与所述油管20的第一端锻压成一体。
具体地，旋压所述第一空心轴段10a的具体实施方式不唯一，一种实施方式中，通过在空心转子轴两侧设置夹具控制所述空心转子轴本体10转动，使锻压装置沿所述空心转子轴本体10的周向对所述第一空心轴段10a进行高温锻压，使第一空心轴段10a的部分区域与所述油管20锻压成一体。
另一种实施方式中，控制锻压装置绕所述空心转子轴本体10转动，使所述锻压装置沿所述空心转子轴本体10的周向对所述第一空心轴段10a进行高温锻压，使第一空心轴段10a的部分区域与所述油管20锻压成一体。
具体地，所述第一空心轴段10a与所述油管20锻压成一体的部分区域沿轴向上的长度为油管20长度的1/6-1/4，其可以保证油管20可靠地与所述第一空心轴段10a的连接。
1.4.所述第一空心轴段10a的部分区域与所述油管20的第一端锻压成一体后，将芯轴30从所述油管20的第二端取出。
1.5.旋压所述第二空心轴段10b，使所述第二空心轴段10b的部分区域与所述油管20的第二端锻压成一体形成第三空心轴段10c。
具体地，旋压所述第二空心轴段10b的具体实施方式不唯一，一种实施方式中，控制所述空心转子轴本体10转动，使锻压装置沿所述空心转子轴本体10的周向对所述第二空心轴段10b进行高温锻压，使第二空心轴段10b的部分区域的管径变小，直至其与所述油管20的管径匹配后锻压成一体，所述空心转子轴本体10与所述油管20的第二端配合的部分则形成第三空心轴段10c。
另一种实施方式中，控制锻压装置所述空心转子轴本体10转动，使所述锻压装置沿所述空心转子轴本体10的周向对所述第二空心轴段10b进行高温锻压，使第二空心轴段10b的部分区域的管径变小，直至其与所述油管20的管径匹配后锻压成一体，所述空心转子轴本体10与所述油管20的第二端配合的部分则形成第三空心轴段10c。
具体地，所述第二空心轴段10b与所述油管20锻压成一体的部分区域沿轴向上的长度为油管20长度的1/6-1/4，其可以保证油管20可靠地与所述第二空心轴段10b的连接。
1.6.将所述油管20与所述空心转子轴本体10锻压成一体后，对所述空心转子轴本体10的第一空心轴段10a与第二空心轴段10b的外壁进行机加工处理。
本申请的具有油管20的转子轴采用上述加工工艺，使整个油管20的安装过程中通过芯轴来控制油管20的位置和尺寸，通过锻压的方式使油管20与空心转子轴本体10连接成一体，有利于提高工艺稳定性，可以让油管20应力充分释放，不存在现有方式中过盈安装时可能出现应力过大导致的破裂变形等问题，另外，简化了安装方式，取消了压机等设备；可以缩减工艺流程，有益于控制成本和产品质量；由于不存在焊接，减少了焊接工艺环节和无损探伤环节，有利于提高生产效率和降低生产成本；整体锻压的材料一致性好，无热影响区，不存在脆裂的风险。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
模锻空心转子轴本体，所述空心转子轴本体包括第一空心轴段和第二空心轴段，所述第一空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径；
将插接有芯轴的油管插入所述空心转子轴本体内，使所述油管的第一端与所述第一空心轴段配合；
旋压所述第一空心轴段，使所述第一空心轴段的部分区域与所述油管的第一端锻压成一体；
将芯轴从所述油管的第二端取出；
旋压所述第二空心轴段，使所述第二空心轴段的部分区域与所述油管的第二端锻压成一体形成第三空心轴段。
2.根据权利要求1所述的一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，所述油管通过冷压成型。
3.根据权利要求1所述的一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，将油管插入所述空心转子轴本体之前，还包括如下步骤：将芯轴插入所述油管内，校正所述油管的第一端的外形，使其与所述第一空心轴段的内径匹配。
4.根据权利要求3所述的一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，通过锻压的方式对所述油管的第一端的外径进行校正。
5.根据权利要求1所述的一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，旋压所述第一空心轴段或所述第二空心轴段包括：控制所述空心转子轴本体转动，使锻压装置沿所述空心转子轴本体的周向对所述第一空心轴段或所述第二空心轴段进行锻压。
6.根据权利要求1所述的一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，旋压所述第一空心轴段或所述第二空心轴段包括：控制锻压装置转动，使所述锻压装置沿所述空心转子轴本体的周向对所述第一空心轴段或所述第二空心轴段进行锻压。
7.根据权利要求1所述的一种具有油管的转子轴的加工工艺，其特征在于，将所述油管与所述空心转子轴本体锻压成一体后，对所述空心转子轴本体的外壁进行机加工处理。
8.一种具有油管的转子轴，其特征在于，其包括：
空心转子轴本体以及位于空心转子轴本体内的油管，所述油管的两端分别与所述空心转子轴本体锻压成一体。
9.根据权利要求8所述的一种具有油管的转子轴，其特征在于，所述空心转子轴本体包括依次连接的第一空心轴段、第二空心轴段以及第三空心轴段，所述第一空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径，所述第三空心轴段的管径小于所述第二空心轴段的管径；所述油管的第一端与所述第一空心轴段的部分区域通过旋压成型，所述油管的第二端与所述第二空心轴段的部分区域旋压成型形成所述第三空心轴段。
10.根据权利要求9所述的一种具有油管的转子轴，其特征在于，所述第一空心轴段与所述第二空心轴段通过第一过渡段过渡、所述第二空心轴段与所述第三空心轴段通过第二过渡段过渡。
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