CN114985894A - 一种新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺及夹具组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，包括如下步骤：S1：分别加工外壳和内套；S2：将加工后的所述外壳和内套进行装配；将外壳内部进行加热，将所述内套对应放进加热好的外壳里，冷却后即得到过盈配合的组合体；S3：将装配后的组合体的两个端面进行搅拌摩擦焊，得到驱动电机壳体。本发明还公开了对应的夹具组件。本发明采用将壳体和内套分开加工，再进行装配，将装配后的组合体进行搅拌摩擦焊接，在保证产品水道气密性的同时，单个工序加工节拍短、生产效率高、成本低，能够满足新能源汽车关键零部件的要求。

Description

一种新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺及夹具组件

技术领域

本发明属于驱动电机壳体加工工艺技术领域，具体涉及一种新能源汽车驱动电机壳体内套和外壳加工后焊接工艺及其夹具组件。

背景技术

新能源汽车驱动电机的工作原理是基于电磁感应现象，将电池中的电能转化为机械能，驱动新能源汽车行驶，新能源汽车驱动电机是决定新能源汽车动力性能的核心零部件之一。

目前新能源汽车是把电动机、电控单元和减速器做成三合一的一体设计，其中发出热量的电控单元和电机都需要进行散热处理，一般采用水冷散热方式，具体通过驱动电机壳体内部水道的循环水来达到散热效果。现有技术中新能源汽车领域中驱动电机壳体一般采用一体成型铸造完成，而水冷电机壳中间的水道一般为螺旋型，采用现有技术一体成型的方法，铸造过程中水道会有残留大量溶胶和熔渣，难以清理，若在水道内残留会造成水道流通性差，降温效果不佳，甚至造成水道堵塞的情况。因此现有技术的驱动壳体加工工艺在实际应用中往往效果不佳。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺及夹具组件，采用将壳体和内套分开加工，再进行装配的方式的，在保证产品水道气密性的同时，加工时间短、生产效率高、成本低，能够满足新能源汽车关键零部件的要求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，包括如下步骤：

S1：分别加工外壳和内套；

加工外壳：通过外壳第一夹具夹持毛坯外壳，粗加工毛坯外壳的A面，粗加工外部的水道孔以及半精加工A面的定位孔；通过外壳第二夹具夹持外壳A面，该外壳第二夹具的定位销与A面的定位孔装配，粗加工另一个水道孔，粗加工壳体B面；

加工内套：通过内套第一夹具夹持毛坯内套，加工外部水道筋条面，粗加工C面；通过内套第二夹具夹持所述C面，粗加工所述D面；

S2：将加工后的所述外壳和内套进行装配；

将外壳内部进行加热，将所述内套对应放进加热好的外壳里，冷却后即得到过盈配合的组合体；

S3：将装配后的组合体的两个端面分别进行搅拌摩擦焊，得到驱动电机壳体。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，加工所述内套具体包括如下步骤：

在内套第一夹具上安装毛坯内套，将内套D面紧贴内套第一夹具的各第一定位面，各夹持单元内涨卡住内套内圆；粗加工内套另一端面一部分内孔，粗加工内套的外部水道筋条面，粗加工C面；

在内套第二夹具安装经过上述加工后的内套，将加工过的内套C面放置在内套第二夹具的第二定位面上，先通过环向布置的压紧缸压紧内套，使内套与其下方的定位面紧贴，然后通过环向布置的辅助支撑缸推动内套；

粗加工内套未加工的另一侧端面D面，粗加工内套内孔。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，加工所述外壳具体包括如下步骤：

在外壳第一夹具上安装毛坯外壳，将毛坯外壳的B面毛坯定位孔放入外壳第一夹具的各第一定位销上进行定位；粗加工毛坯外壳另一端面A面，粗加工外部的水道孔以及半精加工A面工艺凸台上的定位孔；

在外壳第二夹具安装上述加工后的外壳，将A面工艺凸台上加工的定位孔放于外壳第二夹具的第二定位销以及第四定位面上，并通过环向设置的夹持单元固定；

粗加工另一个水道孔，粗加工外壳B面以及半精加工B面上的定位孔；精加工外壳内圆孔。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，为实现装配时，外壳和内套之间水道的对准，通过外壳B面上加工的定位孔对外壳进行定位，并通过内套的破孔对内套进行定位，随后将定位后的内套与限位后的外壳进行装配即可。

作为本发明的进一步改进，所述装配后的组合体中，其外壳和内套的高度差需控制在0.5mm以内。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中，至少设置两个夹具工位，其具体焊接步骤如下：

S31：在第一夹持工位上安装装配好的组合体，其中组合体第一端面工艺凸台上的定位孔安装在第三定位销上，且端面紧贴第四定位面，并采用若干第一夹持部进行固定夹持，再通过顶部的摩擦焊搅拌头将该工位上的组合体第二端面进行焊接；

S31：将焊接好的组合体第二端面安装于第二夹持工位上，焊接组合体的第一端面；第一端面的定位孔安装于两个第四定位销上，并采用该工位底部外形辅助限位，第一端面紧贴各环向设置的第五定位面，焊接第一端面，得到驱动电机壳体；

同时在第一夹持工位上安装下一个装配好的组合体的第一端面进行焊接，如此往复。

按照本发明的另一方面，提供一种夹具组件，用于所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，包括内套第一夹具、内套第二夹具、外壳第一夹具、外壳第二夹具以及搅拌摩擦焊夹具，其中所述内套第一夹具设于数控车床上，所述内套第二夹具、外壳第一夹具、外壳第二夹具设于对应的数控加工中心机床上，所述搅拌摩擦焊夹具设于搅拌摩擦焊设备上；

所述内套第一夹具和内套第二夹具用于夹持驱动电机壳体内套，外壳第一夹具和外壳第二夹具分别用于夹持驱动电机壳体外壳的两个端面，搅拌摩擦焊夹具用于外壳和内套焊接时的夹持。

作为本发明的进一步改进，所述内套第一夹具上设有若干第一定位面，所述第一定位面在夹具上环向设置，内套第一夹具上还设有若干的夹持单元，用于支撑内套的内部；

所述内套第二夹具上环形均匀设有若干第二定位面，第二定位面端面用于内套的定位；同时内套第二夹具上设有若干环向布置的辅助支撑缸。

作为本发明的进一步改进，所述外壳第一夹具上设有两个第一定位销，外壳第一夹具上环形均匀设有若干第二定位面；

外壳第二夹具上设有两个定位销，外壳第二夹具上还设有若干环向设置的第三定位面；

作为本发明的进一步改进，所述搅拌摩擦焊夹具包括至少两个夹持工位，分别用于夹持组合体的两个端面；

第一夹持工位设有两个第三定位销，还设有第四定位面，并且该夹持工位上环向均匀设有若干第一夹持部，用于对该工位组合体的顶部进行夹持；

第二夹持工位上设有两个第四定位销，还设有若干环向的第五定位面，并且该夹持工位上还环向均匀设有若干第二夹持部，用于对该工位上组合体的顶部进行夹持。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，将驱动电机壳体的外壳和内套分开加工后进行装配和焊接，焊接后的驱动电机壳的内外壳体之间的水道可以保持良好的密封性，并且焊接位置材料的强度不低于母材。采用外壳和内套分别加工，单独铸造的内套外部水道光洁度较好，无溶胶和熔渣，因此本发明的加工工艺在在保证产品水道气密性的同时，避免了现有技术中一体成型工艺造成的溶胶和熔渣残留的问题，并且本发明工艺方法加工时间短、生产效率高、工艺能耗低、功效高，能够满足新能源汽车关键零部件的要求。

(2)本发明的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，加工的内套外径尺寸和外壳内径尺寸采用过盈配合尺寸，然后加热外壳进行装配。能够实现精准的装配，提升驱动电机壳体的密封可靠性。

(3)本发明的夹具组件，能够对壳体和内套的端部分别进行可靠夹持，便于对对壳体和内套的加工；并且在焊接时对装配好的组合体可靠夹持，避免了加工过程中出现偏差，使得加工的产品成品率高。

附图说明

图1为本发明实施例的驱动电机壳体外壳结构示意图；

图2为本发明实施例的驱动电机壳体内套结构示意图；

图3为本发明实施例的驱动电机壳体组合体结构示意图；

图4为本发明实施例的驱动电机壳体组合体立体结构示意图；

图5为本发明实施例涉及的内套第一夹具结构示意图；

图6为本发明实施例涉及的内套第二夹具结构示意图；

图7为本发明实施例涉及的外壳第一夹具结构示意图；

图8为本发明实施例涉及的外壳第二夹具结构示意图；

图9为本发明实施例涉及的搅拌摩擦焊夹具结构示意图；

图10为本发明实施例涉及的搅拌摩擦焊夹具工作状态示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-进水口、2-出水口、3-内部定位孔、4-端面定位孔、5-限位槽、6-第一定位面、7-出气孔、8-夹持单元、9-辅助支撑缸、10-第二定位面、11-第一定位销、12-第二定位面、13-第二定位销、14-第三定位面、15-第三定位销、16-第四定位面、17-第一夹持部、18-第四定位销、19-第五定位面、20-第二夹持部、21-摩擦焊搅拌头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参照图1～图4，图1和图2为本发明实施例的驱动电机壳体外壳和内套结构示意图；其中壳体包括A面和B面，内套包括C面和D面，将外壳和内套装配后，A面与D面对应，B面与C面对应。

本发明的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺(采用的夹具如图5至10所示)，具体包括如下步骤：

S1：分别加工外壳和内套；

加工外壳：通过外壳第一夹具夹持毛坯外壳，粗加工毛坯外壳的A面，粗加工外部的水道孔以及半精加工A面的定位孔；通过外壳第二夹具夹持外壳A面，该外壳第二夹具的定位销与A面的定位孔装配，粗加工另一个水道孔，粗加工壳体B面；

加工内套：通过内套第一夹具夹持毛坯内套，粗加工外部水道筋条面，粗加工C面；通过内套第二夹具夹持所述C面，粗加工所述D面；

S2：将加工后的所述外壳和内套进行装配；

将外壳内部进行加热，并将所述内套对应放进加热好的外壳里，冷却后即得到过盈配合的组合体；

S3：将装配后的组合体的两个端面分别进行搅拌摩擦焊，得到驱动电机壳体。

步骤S1中，加工后的内套如图2所示，加工内套的具体步骤如下：

在数控加工车床的内套第一夹具上安装毛坯内套，将毛坯内套的限位柱放入内套第一夹具的限位槽5内；该步骤中，为防止装夹时转动，毛坯内套上自带有限位柱，在后续加工D面时去除即可；

将内套D面紧贴内套第一夹具的各第一定位面6，各夹持单元8内涨卡住内套内圆；并且内套D面封住第一定位面6的出气口7，机床气密检测仪检测气密合格，机床启动加工；

粗加工内套另一面部分内孔，粗加工内套的外部水道筋条面，粗加工C面；上述加工包括优选包括粗车和精车工序；

在数控加工中心上的内套第二夹具安装经过上述加工后的内套，将加工过的内套C面放置在内套第二夹具的第二定位面10上，先通过环向布置的压紧缸压紧内套，使内套与其下方的定位面紧贴，然后通过环向布置的辅助支撑缸9推动内套，加强刚性，防止产品震刀。

内套C面紧贴内套第二夹具的各第二定位面10，并封堵各定位面的出气口，经机床气密检测仪检测气密合格后，机床启动加工；

粗加工内套未加工的另一侧端面D面，粗加工内套内孔。

步骤S1中，加工后的外壳如图1所示，加工外壳的具体如下步骤：

在数控加工中心的外壳第一夹具上安装毛坯外壳，将毛坯外壳的B面毛坯定位孔放入外壳第一夹具的各第一定位销11上进行定位；

外壳B面紧贴外壳第一夹具的第二定位面12，并封堵第一定位面的出气口，机床气密检测仪检测气密合格，机床启动加工；

粗加工毛坯外壳另一端面A面；粗加工外部的水道孔(进水口)以及半精加工A面工艺凸台上的定位孔；该定位孔的加工包括粗加工和半精加工工序；

在数控加工中心的外壳第二夹具安装上述加工后的外壳，将A面工艺凸台上加工的定位孔放于外壳第二夹具的第二定位销13上和第三定位面14上；如图8所示，外壳第二夹具上第二定位销13既起到定位作用，又和第三定位面14一同起支撑作用；外壳放置后通过环向设置的夹持单元固定。

外壳A面贴紧外壳第二夹具的第三定位面14上，并封住定位面的出气口，机床气密检测仪检测气密合格，机床启动加工；

粗加工另一个水道孔(出水口)，粗加工外壳B面以半精加工及B面上的定位孔(用于外壳和内套的装配)；定位孔的加工包括粗加工和半精加工工序；

精加工外壳内圆孔(用于外壳和内套的装配)。

需要说明的是，外壳第一夹具和外壳第二夹具优选通过旋转轴与数控加工中心固定，使得外壳第一夹具和外壳第二夹具能够绕旋转轴旋转，一方面，可将外壳A面和B面旋转至上方，与加工端头对应，另一方面，能够将外壳外部的水道孔(出水口或进水口)旋转至上方，与加工端头对应。

另外，由于外壳和内套采用单独加工的方式，因此本发明对于加工上述外壳和内套的先后顺序不作具体限制。

进一步地，步骤S2中，具体地，加热装置从一端伸进加工后的外壳内进行加热，优选采用高频加热原理对外壳进行加热，根据热胀冷缩的原理，将加工后的内套放入加热好的外壳内，冷却后得到到过盈配合的组合体(如图3和图4所示)；具体地，为实现装配时，外壳和内套之间水道的对准，通过外壳B面上加工的两个定位孔4对外壳进行定位，并通过毛坯内套的破孔3对内套进行定位，内套和外壳相对位置固定，随后将定位后的内套与外壳进行装配即可，装配外壳和内套时采用现有技术中的装置例如机械手即可实现，在此不作赘述。

另外，装配后的组合体，其外壳和内套的高度差需控制在0.5mm以内，一方面，若高度差相差太大，外壳和内套之间的水道存在偏差，其密封性难以保证，另一方面，若高度差相差太大，会对后续外壳和内套的焊接造成影响，同样影响驱动电机壳体的密封性问题，会进一步影响产品的合格率。

进一步地，步骤S3中，装配后的组合体的两个端面搅拌摩擦焊时采用搅拌摩擦焊夹具固定，搅拌摩擦焊夹具至少包括一个夹持工位，优选设置两个，分别用于夹持组合体的两端，具体工作过程如下：

S31在第一夹持工位上安装装配好的组合体，其中组合体第一端面工艺凸台的定位孔安装在两个第三定位销15上，且端面紧贴第四定位面16，并采用若干第一夹持部进行固定夹持，再通过顶部的摩擦焊搅拌头将该工位上的组合体第二端面进行焊接；

S32将焊接好的组合体第二端面安装于第二夹持工位上，焊接组合体的第一端面；第一端面的定位孔安装于两个第四定位销18上，并采用该工位底部外形辅助限位，方便装夹，第一端面紧贴各环向设置的第五定位面19，焊接第一端面，得到驱动电机壳体；同时在第一夹持工位上安装下一个装配好的组合体的第一端面进行焊接，如此往复。

图5至图10为本发明实施例的驱动电机壳体涉及的夹具结构示意图。请参考图5至图10所示，本发明的夹具组件，包括内套第一夹具、内套第二夹具、外壳第一夹具、外壳第二夹具以及搅拌摩擦焊夹具，其中内套第一夹具设于数控车床上，内套第二夹具、外壳第一夹具、外壳第二夹具设于对应的数控加工中心机床上，所述搅拌摩擦焊夹具设于搅拌摩擦焊设备上；内套第一夹具和内套第二夹具分别用于夹持驱动电机壳体内套，外壳第一夹具、外壳第二夹具分别用于夹持驱动电机壳体外壳的两个端面，搅拌摩擦焊夹具用于外壳和内套焊接时的夹持。

在本实施例中，内套第一夹具如图5所示，夹具上设有限位槽5，与内套外部的限位柱对应，在内套装载于夹具时起到定位作用，内套第一夹具上设有若干第一定位面6，第一定位面6在夹具上优选均匀环向设置，各定位面上均设有对应的出气孔7，用于检测内套端面与夹具定位面是否贴合，避免了在未贴合的情况下对内套加工时出现偏差；内套第一夹具上还设有若干的夹持单元8，用于支撑内套的内部，起到夹持固定的作用，夹持单元8在夹具上优选均匀环向设置，以保证夹持时受力均匀，实现夹持时的稳定性。

在本实施例中，内套第二夹具如图6所示，内套第二夹具上环形均匀设有若干第二定位面10，第二定位面10端面用于内套的定位；同时内套第二夹具上设有若干辅助支撑缸9，优选地，辅助支撑缸9在夹具上环向均匀布置，对内套起到均匀夹持作用。

在本实施例中，外壳第一夹具如图7所示，外壳第一夹具上设有两个第一定位销11，用于外壳装配于夹具时的定位，外壳第一夹具上环形均匀设有若干第二定位面12，各定位面上均设有出气孔，用于检测外壳端面与夹具定位面是否贴合。

在本实施例中，外壳第二夹具如图8所示，外壳第二夹具上设有两个定位销13，用于外壳装配于夹具时的定位；外壳第二夹具上还设有若干第三定位面14，优选地，第三定位面14沿环形设置。

在本实施例中，搅拌摩擦焊夹具如图9所示，搅拌摩擦焊夹具至少设置两个夹持工位，在本发明附图所示的一个优选的实施例中，设置两个夹持工位，两个夹持工位分别用于夹持组合体的两个端面，分别对组合体的两个端面进行焊接，从而将外壳和内套边缘焊接为一体，实现内部流道的密封。其中一个夹持工位设有两个第三定位销15，还设有第四定位面16，第四定位面16优选为环形面，并且该夹持工位上还环向均匀设有若干第一夹持部17，用于对该工位组合体的顶部进行夹持。另一个夹持工位上设有两个第四定位销18，还设有若干环向的第五定位面19，并且该夹持工位上还环向设有若干第二夹持部20，用于对该工位上组合体的顶部进行夹持。

为更好地理解本发明的制备方法，下面结合附图提供一个具体实施例：

本实施例制备一种新能源汽车用的160KW的驱动电动机壳体，其材质为铝硅合金ADC12，产品重量6.5千克，主要轮廓尺寸长度为196.7mm，内孔直径200mm，电机壳中间有冷却水道，其加工工艺包括如下步骤：

加工前采用压铸工艺分别铸造出外壳和内套，然后使用锯床锯除产品上的渣包水口，得到毛坯外壳和毛坯内套。

(1)分别加工外壳和内套；

(1-1)使用数控卧式车床上的内套第一夹具(图5)采用内涨自定心装置夹持内套内径，所夹持的电机壳体毛坯长度至少为电机壳体总长的1/2(即100mm)，同时使电机壳体毛坯与夹具底座之间留有5mm间隙；机床气密检测仪检测气密合格，机床启动加工；

(1-2)粗车：采用车刀粗车内套内孔和端面C面，车刀加工的端面保留0.2mm加工余量留给精刀加工；粗车加工参数中转速为600r/min，进给速度为300mm/min，吃刀量为1mm，粗刀刀片采用硬质合金刀片；

(1-3)精车：精车外圆筋条面，底面；精车加工参数中转速为600r/min，进给速度为150mm/min，吃刀量为0.2mm，精刀刀片采用PCD金刚石刀片；

(1-4)将经过上述加工的内套取出放在数控立式加工中心上的内套第二夹具(图6)安装内套，让内套加工过的端面C面放置在内套第二夹具的第二定位面10上；

(1-5)将经过上述加工的内套取出放在数控立式加工中心上的内套第二夹具(图6)安装内套，让内套加工过的端面C面放置在内套第二夹具的第二定位面10上；

(1-6)粗铣面：粗铣内套未加工的另一侧端面D面；采用D80铣刀盘，采用硬质合金刀片，加工参数中，转速为6000r/min，进给量0.05mm/r，吃刀量为1.2mm。

(1-7)粗镗孔：粗镗内套内孔；采用D200镗刀，采用硬质合金刀片，加工参数中，转速为1000r/min，进给量为0.15mm/r，吃刀量为1mm；

(1-8)在数控立式加工中心上的液压转台夹具(图7外壳第一夹具)安装毛坯外壳，把外壳B面的两个毛坯定位孔放在外壳第一夹具的各第一定位销11上，定位面上的压爪进行压紧；外壳B面紧贴外壳第一夹具的第二定位面12，并封堵第一定位面的出气口，机床气密检测仪检测气密合格，机床启动加工；

(1-9)粗铣面：粗铣外壳另一侧的端面A面，采用D80铣刀盘，且采用硬质合金刀片，加工参数中，转速为6000r/min，进给量0.05mm/r，吃刀量为1mm；

(1-10)粗加工孔：使用钻头加工90°方向的进水口(由于加工头于夹具上方竖向设置，加工出水口的位置需与其对应，通过夹具的旋转将外壳旋转90°，使进水口旋转至上方即可实现)，加工参数中，转速为5500r/min，进给量为0.09mm/r，吃刀量为0.5mm；加工过程中使用硬质合金钻头。

(1-11)精加工孔：使用钻铰刀加工0°的A面上2个工艺凸台上的定位孔和180°方向B面上的2个定位孔(现有技术中夹具能够通过旋转轴进行转动，经过翻转180°将B面旋转至上方即可对B面进行加工)；加工工艺参数中，转速为6000r/min，进给量0.08mm/r，吃刀量为0.5mm；精加工过程中使用的钻头为PCD聚晶金刚石刀具；

(1-12)在数控立式加工中心上的液压转台夹具(图8外壳第二夹具)安装经过上述加工的外壳，将A面工艺凸台上加工的定位孔放于外壳第二夹具的第二定位销13上；外壳A面贴紧外壳第二夹具的第三定位面14上，并封住定位面的出气口，机床气密检测仪检测气密合格，机床启动加工；

(1-13)粗铣面：粗铣外壳另一侧端面B面，采用D80铣刀盘，且采用硬质合金刀片；加工工艺参数中，转速为6000r/min，进给量为0.05mm/r，吃刀量1mm；

(1-14)粗镗内套内孔；采用D222镗刀，且采用硬质合金刀片；加工工艺参数中，转速为500r/min，进给量为0.1mm/r，吃刀量为2mm；

(1-15)精镗内套内孔；采用D222镗刀，且采用PCD聚晶金刚石刀具；加工工艺参数中转速为800r/min，进给量为0.06mm/r，吃刀量为0.2mm；

(1-16)粗加工孔：使用钻头加工90°方向的出水口(由于加工头于夹具上方竖向设置，加工出水口的位置需与其对应，通过夹具的旋转将外壳旋转90°，使出水口旋转至上方即可实现)，加工工艺参数中转速为6000r/min，进给量为0.125mm/r，吃刀量为0.8mm；加工过程中使用硬质合金钻头。

(2)将加工后的所述外壳和内套进行装配；

(2-1)将外壳B面朝下，加热装置从A面方向伸进产品内进行加热，采用高频加热原理对外壳进行加热，加热温度为150℃；

(2-2)根据热胀冷缩的原理，将内套放进加热好的外壳里。冷却后即可得到过盈配合的驱动电机壳组合体，组合体的上下端面高度差在0.5mm以内。

(3)将装配后的组合体的两个端面进行搅拌摩擦焊，得到驱动电机壳体。

(3-1)在搅拌摩擦焊夹具第一夹持工位上安装装配好的组合体，工艺凸台的定位孔装在第三定位销15上，端面紧贴各第四定位面16；采用轴尖D10mm，针长4mm的搅拌摩擦焊刀具，加工参数中转速为1500r/min，进给速度为500mm/min进行焊接，最后的匙孔留在其中的一个未出针孔的螺栓过孔上。

(3-2)在搅拌摩擦焊夹具的第二夹持工位上安装装配好的驱动电机壳，另一端面的定位孔装在定位销9上，外形辅助定位，端面各第五定位面19；采用轴尖D10mm，针上4mm的搅拌摩擦焊刀具，加工参数中转速为1500r/min，进给速度为500mm/min进行焊接，最后的匙孔留在端面一处不影响产品性能及装配的地方。

(3-3)装夹好后无问题机床启动焊接，先焊接左工位上的产品，然后再焊接右工位上的产品。

另外需要说明的是，本发明内套和外壳精加工的部位只有装配用的外壳内圆及内套筋条面，其余加工的部位为粗加工，旨在去除较多的加工余量并且消除产品的加工应力，保证驱动电机壳体的成品的高精度尺寸。将摩擦焊完的产品就上述粗加工的部位及未加工的过孔再进行最终的加工，最后对焊接面加工，去除焊接的毛刺即可得到合格的成品。上述工艺采用现有技术即可，在此不作赘述。

本发明的加工方法，稳定性好，生产效率高，焊接位置强度不低于母材强度，焊接的产品的水道的密封性好，既满足了客户对产品质量的要求，又能大大降低生产成本，进而能够在竞争激烈的市场中占据有利地位。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：分别加工外壳和内套；

加工外壳：通过外壳第一夹具夹持毛坯外壳，粗加工毛坯外壳的A面，粗加工外部的水道孔以及半精加工A面的定位孔；通过外壳第二夹具夹持外壳A面，该外壳第二夹具的定位销与A面的定位孔装配，粗加工另一个水道孔，粗加工壳体B面；

加工内套：通过内套第一夹具夹持毛坯内套，加工外部水道筋条面，粗加工C面；通过内套第二夹具夹持所述C面，粗加工所述D面；

S2：将加工后的所述外壳和内套进行装配；

将外壳内部进行加热，将所述内套对应放进加热好的外壳里，冷却后即得到过盈配合的组合体；

S3：将装配后的组合体的两个端面分别进行搅拌摩擦焊，得到驱动电机壳体。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，步骤S1中，加工所述内套具体包括如下步骤：

在内套第一夹具上安装毛坯内套，将内套D面紧贴内套第一夹具的各第一定位面(6)，各夹持单元(8)内涨卡住内套内圆；粗加工内套另一端面一部分内孔，粗加工内套的外部水道筋条面，粗加工C面；

在内套第二夹具安装经过上述加工后的内套，将加工过的内套C面放置在内套第二夹具的第二定位面(10)上，先通过环向布置的压紧缸压紧内套，使内套与其下方的定位面紧贴，然后通过环向布置的辅助支撑缸(9)推动内套；

粗加工内套未加工的另一侧端面D面，粗加工内套内孔。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，步骤S1中，加工所述外壳具体包括如下步骤：

在外壳第一夹具上安装毛坯外壳，将毛坯外壳的B面毛坯定位孔放入外壳第一夹具的各第一定位销(11)上进行定位；粗加工毛坯外壳另一端面A面，粗加工外部的水道孔以及半精加工A面工艺凸台上的定位孔；

在外壳第二夹具安装上述加工后的外壳，将A面工艺凸台上加工的定位孔放于外壳第二夹具的第二定位销(13)以及第四定位面(14)上，并通过环向设置的夹持单元固定；

粗加工另一个水道孔，粗加工外壳B面以及半精加工B面上的定位孔；精加工外壳内圆孔。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，步骤S2中，为实现装配时，外壳和内套之间水道的对准，通过外壳B面上加工的定位孔对外壳进行定位，并通过内套的破孔对内套进行定位，随后将定位后的内套与限位后的外壳进行装配即可。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，所述装配后的组合体中，其外壳和内套的高度差需控制在0.5mm以内。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，步骤S3中，至少设置两个夹具工位，其具体焊接步骤如下：

S31：在第一夹持工位上安装装配好的组合体，其中组合体第一端面工艺凸台上的定位孔安装在第三定位销(15)上，且端面紧贴第四定位面(16)，并采用若干第一夹持部进行固定夹持，再通过顶部的摩擦焊搅拌头将该工位上的组合体第二端面进行焊接；

S31：将焊接好的组合体第二端面安装于第二夹持工位上，焊接组合体的第一端面；第一端面的定位孔安装于两个第四定位销(18)上，并采用该工位底部外形辅助限位，第一端面紧贴各环向设置的第五定位面(19)，焊接第一端面，得到驱动电机壳体；

同时在第一夹持工位上安装下一个装配好的组合体的第一端面进行焊接，如此往复。

7.一种夹具组件，用于权利要求1-6任一项所述的新能源汽车驱动电机壳体加工后焊接工艺，其特征在于，包括内套第一夹具、内套第二夹具、外壳第一夹具、外壳第二夹具以及搅拌摩擦焊夹具，其中所述内套第一夹具设于数控车床上，所述内套第二夹具、外壳第一夹具、外壳第二夹具设于对应的数控加工中心机床上，所述搅拌摩擦焊夹具设于搅拌摩擦焊设备上；

所述内套第一夹具和内套第二夹具用于夹持驱动电机壳体内套，外壳第一夹具和外壳第二夹具分别用于夹持驱动电机壳体外壳的两个端面，搅拌摩擦焊夹具用于外壳和内套焊接时的夹持。

8.根据权利要求7所述的夹具组件，其特征在于，所述内套第一夹具上设有若干第一定位面(6)，所述第一定位面(6)在夹具上环向设置，内套第一夹具上还设有若干的夹持单元(8)，用于支撑内套的内部；

所述内套第二夹具上环形均匀设有若干第二定位面(10)，第二定位面(10)端面用于内套的定位；同时内套第二夹具上设有若干环向布置的辅助支撑缸(9)。

9.根据权利要求7所述的夹具组件，其特征在于，所述外壳第一夹具上设有两个第一定位销(11)，外壳第一夹具上环形均匀设有若干第二定位面(12)；

外壳第二夹具上设有两个定位销(13)，外壳第二夹具上还设有若干环向设置的第三定位面(14)。

10.根据权利要求7所述的夹具组件，其特征在于，所述搅拌摩擦焊夹具包括至少两个夹持工位，分别用于夹持组合体的两个端面；

第一夹持工位设有两个第三定位销(15)，还设有第四定位面(16)，并且该夹持工位上环向均匀设有若干第一夹持部(17)，用于对该工位组合体的顶部进行夹持；

第二夹持工位上设有两个第四定位销(18)，还设有若干环向的第五定位面(19)，并且该夹持工位上还环向均匀设有若干第二夹持部(20)，用于对该工位上组合体的顶部进行夹持。

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