CN116689681A - 一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺 - Google Patents

一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺，涉及旋锻技术领域，包括：机架；锻造组件，设置为两个，且安装于机架上，两个所述锻造组件分别用于对空心轴进行初步锻造和二次锻造；检测机构，其设置于两个锻造组件之间，用于对经过初步锻造后的空心轴进行补偿量检测，当所述检测机构测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴进行二次锻造；以及至少一个锁紧组件，用于自空心轴的内部锁紧所述空心轴，且所述锁紧组件由旋进组件驱动进行旋转和轴向进给运动，本发明可以实现对于空心轴的精准的补偿，保证其锻造精度，且整体的效率较高。

Description

一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺
技术领域
本发明涉及旋锻技术领域，具体是一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺。
背景技术
在新能源汽车中，驱动电机的轴体往往为空心轴，空心轴相比实心轴可以更有效地降低电机的重量，从而提高整个汽车的能效和续航里程。其次，使用空心轴还可以促进轴向散热，避免电机过热而损坏。此外，空心轴的设计使得电机轴的强度和刚度得到了保持，同时还降低了材料的用量，符合环保节能的理念；
目前国内加工空心轴孔的方式主要有两种，一种是采用常规的镗削加工技术，另一种是使用由结构钢制成的刀杆进行加工。然而，在切削或加工过程中，容易发生机械振动导致零件内孔中心线偏移，这直接影响加工表面的质量。为了解决这一问题，旋转锻造技术成为一种有效的方法，其也被称为径向锻造。以GMF型号旋锻机为例，其主体是由锻造箱外围箱体、垫块、锤头、楔块和滚子组成。该技术能够通过对工件施加高频率的径向锻打方式，并使锥头环绕在工件外径旋转以有效解决空心轴生产过程中存在的问题；
而无论是哪种型号的旋锻机，其往往配置单一的锻造机构，其磨损较快，效率较低，精度也一般，并且其中的旋进机构需要配置两个动力来源，两个动力的匹配度一般，因此无法实现更好的旋进。
因此，有必要提供一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，包括：
机架；
锻造组件，设置为两个，且安装于机架上，两个所述锻造组件分别用于对空心轴进行初步锻造和二次锻造；
检测机构，其设置于两个锻造组件之间，用于对经过初步锻造后的空心轴进行补偿量检测，当所述检测机构测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴进行二次锻造；以及至少一个锁紧组件，用于自空心轴的内部锁紧所述空心轴，且所述锁紧组件由旋进组件驱动进行旋转和轴向进给运动。
进一步，作为优选，当所述检测机构测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴的处理，并且对下一空心轴进行处理前，对用于初步锻造空心轴的锻造组件进行更换，且对后续空心轴处理时，调整后续空心轴的进给方向以及锻造组件的朝向。
进一步，作为优选，所述锻造组件包括：
安装座，其可转动的设置于机架上，且呈环形结构，且所述安装座的一侧具有环形挡板；
锻造器，其固定嵌入于所述安装座中，且所述锻造器的一端由所述环形挡板限位；
锁紧环，其滑动嵌入至所述安装座中，用于对锻造器远离环形挡板的一端进行限位；以及卡盘，其为L型，且与所述锁紧环相连，所述卡盘上滑动设置有卡柱，所述卡柱还能够卡入安装座的上方。
进一步，作为优选，所述机架的两侧均设置有锁紧组件，分别为第一锁紧组件、第二锁紧组件，其中，所述第一锁紧组件由第一旋进组件驱动进行旋转和轴向运动，所述第二锁紧组件由第二旋进组件驱动进行旋转和轴向运动。
进一步，作为优选，所述锁紧组件包括：
螺柱，其内部具有一容置腔，所述容置腔中充入有油液；
至少两个呈对称设置的顶撑柱，其密封径向滑动贯穿所述螺柱，且所述顶撑柱位于容置腔中的部分设置有延伸限位板；
调节柱，其密封螺纹连接于所述螺柱中，且连通所述容置腔；以及延伸筒，其螺纹连接于所述螺柱的一端，且所述延伸筒远离螺柱的一端连接有连接筒，以便连接所述旋进组件。
进一步，作为优选，所述螺柱的外部还螺纹连接有定位盘，所述定位盘的外径小于空心轴的外径。
进一步，作为优选，所述螺柱的端部还密封滑动连接有缓冲滑块，所述缓冲滑块能够伸出所述螺柱，所述缓冲滑块采用多个可密封的缓冲垫与所述螺柱相连。
进一步，作为优选，所述旋进组件包括：
底座；
滑座，其滑动设置于所述底座上；
传动仓，其固定于所述滑座上，且所述传动仓中转动设置有第一锥齿轮和第二锥齿轮，其中，所述第一锥齿轮与锁紧组件相连；以及移动驱动组件，其具有一移动端和移动驱动端，其中，所述移动端与传动仓相连，所述移动驱动端与第二锥齿轮相连，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮呈90°啮合。
进一步，作为优选，所述移动驱动组件包括：
导向筒；
作为所述移动驱动组件中移动端的爬行座，其上转动设置有三个抱紧于导向筒的爬行轮；
导向带，其固定于所述导向筒上；
三个转动设置于所述爬行座上的转轮，所述转轮还与导向带传动相连；以及
作为所述移动驱动组件中的移动驱动端的电机，其具有电机轴，所述电机轴上固定有其中一个所述转轮。
本发明还提供如下技术方案：一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻工艺，包括如下步骤：
S1.利用锁紧组件自空心轴的内部锁紧所述空心轴；
S2.利用旋进组件驱动锁紧组件进行旋转和轴向进给运动；
S3.利用其中一个锻造组件初步锻造所述空心轴；
S4.利用检测机构对经过初步锻造后的空心轴进行补偿量检测；
S5.当所述检测机构测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴进行二次锻造；
S6.当所述检测机构测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴的处理，并且对下一空心轴进行处理前，对用于初步锻造空心轴的锻造组件进行更换，且对后续空心轴处理时，调整空心轴的进给方向以及锻造组件的朝向。
与现有技术相比，本发明提供了一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备及工艺，具备以下有益效果：
本发明实施例中，对于空心轴的锻造并非一次成型，其分为两个步骤：初步锻造和二次锻造，其中初步锻造能够快速的对空心轴进行锻造，而二次锻造则可以实现对于空心轴的精准的补偿，保证其锻造精度，且整体的效率较高；
本发明实施例中，当电机轴转动时，其能够驱动与其相对应的转轮进行转动，进而实现爬行座的移动，并且还能够驱动第二锥齿轮转动，进而带动锁紧组件以及空心轴转动，进而实现空心轴的进给速度与其转速是相互匹配的。
附图说明
图1为一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备的结构示意图；
图2为一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备中锁紧组件的平面结构示意图；
图3为一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备中螺柱的立体结构示意图；
图4为一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备中锻造组件的结构示意图；
图5为一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备中旋进组件的结构示意图；
图6为一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备中移动驱动组件的立体结构示意图；
图中：1、空心轴；2、机架；3、第一锻造组件；4、第二锻造组件；5、检测机构；6、第一锁紧组件；7、第一旋进组件；8、第二锁紧组件；9、第二旋进组件；10、安装座；11、锻造器；12、锁紧环；13、卡盘；14、卡柱；15、螺柱；16、定位盘；17、容置腔；18、调节柱；19、顶撑柱；20、增阻垫；21、缓冲滑块；22、缓冲垫；23、延伸筒；24、限位柱；25、连接筒；26、底座；27、滑座；28、传动仓；29、第一锥齿轮；30、第二锥齿轮；31、导向筒；32、导向带；33、转轮；34、爬行轮；35、电机。
具体实施方式
请参照图1～图6，本发明实施例中，提供了一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，包括：
机架2；
锻造组件，设置为两个，且安装于机架2上，两个所述锻造组件分别用于对空心轴1进行初步锻造和二次锻造，两个所述锻造组件分别用于对空心轴1进行初步锻造和二次锻造的含义是，其中任意一个锻造组件均可对空心轴1进行初步锻造、二次锻造，但是，在同一时刻，某一锻造组件仅可对空心轴1进行初步锻造或者二次锻造；
检测机构5，其设置于两个锻造组件之间，用于对经过初步锻造后的空心轴1进行补偿量检测，当所述检测机构5测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴进行二次锻造；以及
至少一个锁紧组件，用于自空心轴的内部锁紧所述空心轴，且所述锁紧组件由旋进组件驱动进行旋转和轴向进给运动。
当所述检测机构5测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴的处理，并且对下一空心轴进行处理前，对用于初步锻造空心轴的锻造组件进行更换，且对后续空心轴处理时，调整后续空心轴1的进给方向以及锻造组件的朝向，以初始阶段空心轴1自左向右进给为例，那么所述的调整空心轴1的进给方向以及锻造组件的朝向是指：调整后，空心轴1的进给方向为自右向左，而锻造组件的朝向应当随之对应改变，也即锻造组件应当转动180度。
其中，两个所述锻造组件分别为第一锻造组件3和第二锻造组件4，初始状态下，所述第一锻造组件3为空心轴1提供初步锻造，所述第二锻造组件4为空心轴提供二次锻造；
当所述检测机构5测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴的处理，并且对下一空心轴进行处理前，对第一锻造组件3进行更换，更换后的第一锻造组件3为空心轴提供二次锻造，而第二锻造组件4为空心轴提供初步锻造，以此类推；
也就是说，本实施例中，对于空心轴的锻造并非一次成型，其分为两个步骤：初步锻造和二次锻造，其中初步锻造能够快速的对空心轴进行锻造，而二次锻造则可以实现对于空心轴的精准的补偿，保证其锻造精度，且整体的效率较高；
当然，在对空心轴进行锻造之前，还可对空心轴进行一些前处理步骤，在此不再赘述；
本实施例中，所述锻造组件包括：
安装座10，其可转动的设置于机架2上，且呈环形结构，且所述安装座10的一侧具有环形挡板；
锻造器11，其固定嵌入于所述安装座10中，且所述锻造器11的一端由所述环形挡板限位；
锁紧环12，其滑动嵌入至所述安装座10中，用于对锻造器11远离环形挡板的一端进行限位；以及卡盘13，其为L型，且与所述锁紧环12相连，所述卡盘13上滑动设置有卡柱14，所述卡柱14还能够卡入安装座10的上方。
其中，通过环形挡板和锁紧环12能够实现对于锻造器的安装和定位，而所述的锻造器包括：铸造箱外围、滚子、锤头、垫块、楔块等，在此不再赘述。
作为较佳的实施例，所述机架2的两侧均设置有锁紧组件，分别为第一锁紧组件6、第二锁紧组件8，其中，所述第一锁紧组件6由第一旋进组件7驱动进行旋转和轴向运动，所述第二锁紧组件8由第二旋进组件9驱动进行旋转和轴向运动。
需要注意的是，在实施时，以自左向右进给空心轴1为例，此时仅利用第一锁紧组件6自空心轴1的内部锁紧所述空心轴，之后所述第一锁紧组件6由第一旋进组件7驱动进行旋转和轴向进给运动，进而带动空心轴1进行旋转和轴向进给运动，当空心轴远离第一锁紧组件6的一端穿过第二锻造组件4时，此时可以选择利用第二锁紧组件8对空心轴进行锁紧，此时，所述第二锁紧组件8由第二旋进组件9驱动进行旋转和轴向移出运动，在上述运动情况下，可以根据实际情况，选择解除第一锁紧组件6对于空心轴的锁紧。
本实施例中，所述锁紧组件包括：
螺柱15，其内部具有一容置腔17，所述容置腔17中充入有油液；
至少两个呈对称设置的顶撑柱19，其密封径向滑动贯穿所述螺柱15，且所述顶撑柱19位于容置腔17中的部分设置有延伸限位板；
调节柱18，其密封螺纹连接于所述螺柱15中，且连通所述容置腔17；以及
延伸筒23，其螺纹连接于所述螺柱15的一端，且所述延伸筒23远离螺柱15的一端连接有连接筒25，以便连接所述旋进组件。
作为较佳的实施例，所述螺柱15的外部还螺纹连接有定位盘16，所述定位盘16的外径小于空心轴1的外径。
需要注意的是，本实施例中配置定位盘16的目的在于可以对锁紧组件锁紧空心轴的位置进行限制，进而可以根据旋进组件提供进给量精确判断空心轴的位置，其配合检测机构5可以实现对于空心轴的定点检测，所述检测机构5主要用于检测空心轴的外径，并将检测结果与标准的空心轴的对应位置的外径进行比较，从而得出补偿量，因此，检测机构可以是测距机构，所述测距机构可以是伸缩杆与压力传感器的组合，具体的，伸缩杆的伸缩端转动设置轮体，轮体中嵌入有压力传感器，进行检测时，伸缩杆进行伸长，直至压力传感器检测到的压力达到压力阈值，此时记录伸缩杆的伸长量即可实现测距；
作为较佳的实施例，所述螺柱15的端部还密封滑动连接有缓冲滑块21，所述缓冲滑块21能够伸出所述螺柱15，所述缓冲滑块21采用多个可密封的缓冲垫22与所述螺柱15相连。
其中，当利用顶撑柱19对空心轴锁紧后，空心轴在被锻造过程中，其所产生的微振荡可以通过顶撑柱19传递至油液中并被缓冲滑块21以及缓冲垫22所吸收消耗。
作为较佳的实施例，所述顶撑柱19的端部还固定有增阻垫20。
作为较佳的实施例，所述螺柱15远离缓冲滑块21的一端开设有定位槽，所述延伸筒23中还固定有对应于定位槽的限位柱24。
本实施例中，所述旋进组件包括：
底座26；
滑座27，其滑动设置于所述底座26上；
传动仓28，其固定于所述滑座27上，且所述传动仓28中转动设置有第一锥齿轮29和第二锥齿轮30，其中，所述第一锥齿轮29与锁紧组件相连；以及移动驱动组件，其具有一移动端和移动驱动端，其中，所述移动端与传动仓28相连，所述移动驱动端与第二锥齿轮30相连，所述第二锥齿轮30与第一锥齿轮29呈90°啮合。
进一步的，所述移动驱动组件包括：
导向筒31；
作为所述移动驱动组件中移动端的爬行座，其上转动设置有三个抱紧于导向筒31的爬行轮34；
导向带32，其固定于所述导向筒31上；
三个转动设置于所述爬行座上的转轮33，所述转轮33还与导向带32传动相连；以及
作为所述移动驱动组件中的移动驱动端的电机35，其具有电机轴，所述电机轴上固定有其中一个所述转轮33。
需要解释的是，本实施例中，当电机轴转动时，其能够驱动与其相对应的转轮33进行转动，进而实现爬行座的移动，其中的爬行轮34能够增加爬行座移动的稳定性，并且，当电机轴转动时，其能够驱动第二锥齿轮30转动，而第二锥齿轮30与第一锥齿轮29呈90°啮合，因此，第一锥齿轮29随之转动，进而带动锁紧组件以及空心轴1转动，并且，当电机的转速较快时，爬行座的移动速度则随之提升，空心轴的转速也随之提升，也就是说，空心轴的进给速度与其转速是相互匹配的。
一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻工艺，包括如下步骤：
S1.利用锁紧组件自空心轴的内部锁紧所述空心轴；
S2.利用旋进组件驱动锁紧组件进行旋转和轴向进给运动；
S3.利用其中一个锻造组件初步锻造所述空心轴；
S4.利用检测机构5对经过初步锻造后的空心轴1进行补偿量检测；
S5.当所述检测机构5测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴进行二次锻造；
S6.当所述检测机构5测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴的处理，并且对下一空心轴进行处理前，对用于初步锻造空心轴的锻造组件进行更换，且对后续空心轴处理时，调整后续空心轴1的进给方向以及锻造组件的朝向；以初始阶段空心轴1自左向右进给为例，那么所述的调整空心轴1的进给方向以及锻造组件的朝向是指：调整后，空心轴的进给方向为自右向左，而锻造组件的朝向应当随之对应改变，也即锻造组件应当转动180度。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖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空心轴旋锻设备，其特征在于，包括：
机架(2)；
锻造组件，设置为两个，且安装于机架(2)上，两个所述锻造组件分别用于对空心轴(1)进行初步锻造和二次锻造；
检测机构(5)，其设置于两个锻造组件之间，用于对经过初步锻造后的空心轴(1)进行补偿量检测，当所述检测机构(5)测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴(1)进行二次锻造；以及至少一个锁紧组件，用于自空心轴(1)的内部锁紧所述空心轴(1)，且所述锁紧组件由旋进组件驱动进行旋转和轴向进给运动。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，当所述检测机构(5)测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴(1)的处理，并且对下一空心轴(1)进行处理前，对用于初步锻造空心轴(1)的锻造组件进行更换，且对后续空心轴(1)处理时，调整后续空心轴(1)的进给方向以及锻造组件的朝向。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述锻造组件包括：
安装座(10)，其可转动的设置于机架(2)上，且呈环形结构，且所述安装座(10)的一侧具有环形挡板；
锻造器(11)，其固定嵌入于所述安装座(10)中，且所述锻造器(11)的一端由所述环形挡板限位；
锁紧环(12)，其滑动嵌入至所述安装座(10)中，用于对锻造器(11)远离环形挡板的一端进行限位；以及卡盘(13)，其为L型，且与所述锁紧环(12)相连，所述卡盘(13)上滑动设置有卡柱(14)，所述卡柱(14)还能够卡入安装座(10)的上方。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述机架(2)的两侧均设置有锁紧组件，分别为第一锁紧组件(6)、第二锁紧组件(8)，其中，所述第一锁紧组件(6)由第一旋进组件(7)驱动进行旋转和轴向运动，所述第二锁紧组件(8)由第二旋进组件(9)驱动进行旋转和轴向运动。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述锁紧组件包括：
螺柱(15)，其内部具有一容置腔(17)，所述容置腔(17)中充入有油液；
至少两个呈对称设置的顶撑柱(19)，其密封径向滑动贯穿所述螺柱(15)，且所述顶撑柱(19)位于容置腔(17)中的部分设置有延伸限位板；
调节柱(18)，其密封螺纹连接于所述螺柱(15)中，且连通所述容置腔(17)；以及延伸筒(23)，其螺纹连接于所述螺柱(15)的一端，且所述延伸筒(23)远离螺柱(15)的一端连接有连接筒(25)，以便连接所述旋进组件。
6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述螺柱(15)的外部还螺纹连接有定位盘(16)，所述定位盘(16)的外径小于空心轴(1)的外径。
7.根据权利要求5所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述螺柱(15)的端部还密封滑动连接有缓冲滑块(21)，所述缓冲滑块(21)能够伸出所述螺柱(15)，所述缓冲滑块(21)采用多个可密封的缓冲垫(22)与所述螺柱(15)相连。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述旋进组件包括：
底座(26)；
滑座(27)，其滑动设置于所述底座(26)上；
传动仓(28)，其固定于所述滑座(27)上，且所述传动仓(28)中转动设置有第一锥齿轮(29)和第二锥齿轮(30)，其中，所述第一锥齿轮(29)与锁紧组件相连；以及移动驱动组件，其具有一移动端和移动驱动端，其中，所述移动端与传动仓(28)相连，所述移动驱动端与第二锥齿轮(30)相连，所述第二锥齿轮(30)与第一锥齿轮(29)呈90°啮合。
9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，所述移动驱动组件包括：
导向筒(31)；
作为所述移动驱动组件中移动端的爬行座，其上转动设置有三个抱紧于导向筒(31)的爬行轮(34)；
导向带(32)，其固定于所述导向筒(31)上；
三个转动设置于所述爬行座上的转轮(33)，所述转轮(33)还与导向带(32)传动相连；以及
作为所述移动驱动组件中的移动驱动端的电机(35)，其具有电机轴，所述电机轴上固定有其中一个所述转轮(33)。
10.一种新能源汽车驱动电机空心轴旋锻工艺，其采用如权利要求1所述的新能源汽车驱动电机空心轴旋锻设备，其特征在于，包括如下步骤：
S1.利用锁紧组件自空心轴(1)的内部锁紧所述空心轴(1)；
S2.利用旋进组件驱动锁紧组件进行旋转和轴向进给运动；
S3.利用其中一个锻造组件初步锻造所述空心轴(1)；
S4.利用检测机构(5)对经过初步锻造后的空心轴(1)进行补偿量检测；
S5.当所述检测机构(5)测得的补偿量在阈值范围内时，则由另一个锻造组件对空心轴(1)进行二次锻造；
S6.当所述检测机构(5)测得的补偿量超出阈值范围时，先完成对该空心轴(1)的处理，并且对下一空心轴(1)进行处理前，对用于初步锻造空心轴(1)的锻造组件进行更换，且对后续空心轴(1)处理时，调整后续空心轴(1)的进给方向以及锻造组件的朝向。
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