CN218050824U - 一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，包括水平设置的基板，基板上端面的中心位置垂直设置中心支撑组件，基板上还垂直设置若干结构相同的气缸夹持组件，若干气缸夹持组件以中心支撑组件为圆心呈圆周排列，通过若干气缸夹持组件夹持外卡箍组件，外卡箍组件卡嵌于电机壳的外沿，配合置于电机壳内部的内支撑板完成对电机壳的固定，本实用新型一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，夹具结构简单，运行可靠性好，可通过气缸实现夹具的半自动化，有效减少电机壳体焊接上下料时间，提高焊接加工效率；内支撑板和外卡箍组件对电机壳的夹持固定，有效保证产品焊接过程中支撑刚性，避免了焊接过程产品翻边塌料，提高焊缝两侧材料均匀性。

Description

一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具

技术领域

本实用新型属于焊接夹具技术领域，尤其涉及一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具。

背景技术

随着新能源汽车行业的发展，电机壳体得到了广泛的应用，传统的电机壳体通过橡胶密封圈将电机壳体与端盖进行组装，从而达到密封的效果。然而实际使用中，因橡胶密封圈随着使用年限的增长，会不断老化，产品的密封失效风险随之增长；随着对于产品的密封年限的需求进一步增长，搅拌摩擦焊接技术在电机电控领域得到了进一步的推广使用；

搅拌摩擦焊作为一种固相连接技术，具有低应力、变形小、绿色无污染等特点；搅拌摩擦焊接是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源的一种焊接方法，搅拌摩擦焊接过程是由一个圆柱或者其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高塑性化，最终形成焊缝，

然而，为了进一步实现汽车轻量化，电机壳体在实际生产过程中壁厚一般很薄(最小4-5mm)，基于搅拌摩擦焊接的工艺实现方式，对于搅拌头提出了更高的求，实际生产中常常因轴肩直径的限制，导致电机壳体焊接过程出现翻边塌料的情况，在搅拌摩擦焊焊道内部容易出现因翻边塌料导致焊缝内部缺料形成隧道缺陷或者焊缝不成型。

搅拌针装在刀柄中，在焊接过程中以规定速度旋转，与材料摩擦产热使其塑性化，并带动材料发生流动从而形成焊缝，针对壁薄电机壳体，搅拌头轴肩部分直径需要做的更小(在搅拌针针长一定的情况下，搅拌头轴肩部分直径越大，焊接过程搅拌产生的热输入越大，搅拌针受到的扭矩更小，更不容易断针)，在实际生产过程中由于热输入不够，搅拌针很容易断针。现有技术中，一般通过焊前机壳型材增加壁厚，来满足搅拌摩擦焊接工艺需要，但是焊后产品CNC 加工去除的材料成本大大提高。因此需要一种方案来解决上述问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种提高壳体在搅拌摩擦焊接过程中机壳的支撑刚性，实现焊缝金属不流失，消除焊缝内部隧道缺陷的薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，

为实现上述目的，本实用新型提出了一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，包括水平设置的基板，所述基板上端面的中心位置垂直设置中心支撑组件，所述基板上还垂直设置若干结构相同的气缸夹持组件，若干所述气缸夹持组件以所述中心支撑组件为圆心呈圆周排列，通过若干所述气缸夹持组件夹持外卡箍组件，所述外卡箍组件卡嵌于电机壳的外沿，配合置于电机壳内部的内支撑板完成对电机壳的固定。

在一个示例中，所述中心支撑组件包括支撑座，所述支撑座顶部固定连接支撑气缸，所述支撑气缸通过连杆连接支撑顶块，令所述支撑顶块沿所述支撑气缸的延伸方向垂直位移。

在一个示例中，所述外卡箍组件与所述中心支撑组件同心，当所述外卡箍组件卡嵌在电机壳的外沿时，所述中心支撑组件顶部抵接所述内支撑板，将所述内支撑板顶起，通过所述外卡箍组件与所述内支撑板对电机壳进行夹持固定，有效保证产品焊接过程中的支撑刚性，避免焊接过程中产品翻边塌料，焊接结束后可通过所述中心支撑组件将所述内支撑板顶起，便于拆卸。

在一个示例中，所述气缸夹持组件包括气缸支座，所述气缸支座顶部固定连接气缸快夹组件，通过所述气缸快夹组件沿所述外卡箍组件的周向固定夹持。

在一个示例中，所述气缸夹持组件相对于所述中心支撑组件为圆心呈均匀分布。

在一个示例中，所述外卡箍组件为电机壳外形的仿形结构，所述外卡箍组件包括左半幅和右半幅，所述左半幅与所述右半幅的一端通过腰型螺钉活动连接，令所述左半幅与所述右半幅以所述腰型螺钉为圆心自由旋转，所述左半幅与所述右半幅的另一端通过活动螺钉连接，令所述左半幅与所述右半幅固定成电机壳的外沿形状。

在一个示例中，所述基座上还设置有配合电机壳固定以及定位的支撑柱、定位销轴、以及靠山。

在一个示例中，所述内支撑板与电机壳的内沿相适配。

通过本实用新型提出的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具能够带来如下有益效果：

1.通过内支撑板和外卡箍组件配合固定进行焊接，能够有效保证焊缝内部材料不流失，焊接过程材料相对不变形；

2.夹具结构简单，运行可靠性好，维护简单，通过气缸实现夹具的半自动化，有效减少电机壳体焊接上下料时间，提高了焊接加工效率；

3.通过内支撑板和外卡箍组件对电机壳的夹持固定，有效保证产品焊接过程中支撑刚性，避免了焊接过程产品翻边塌料，提高焊缝两侧材料均匀性，在一定焊深要求下，不缩减搅拌头轴肩直径，使得焊缝热输入足够，材料搅拌更均匀，改善焊缝成形。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具的三维结构示意图。

图2为本实用新型的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具的侧视图。

图3为本实用新型的无外卡箍组件和内支撑板的结构示意图。

图4为本实用新型的中心支撑组件的结构示意图。

图5为本实用新型的外卡箍组件的结构示意图。

图6为本实用新型的内支撑板的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，还可以是通信；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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。

如图1～图6所示，本实用新型的实施例提出了一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其包括水平设置的基板1，基板1上端面的中心位置垂直设置中心支撑组件2，基板1上还垂直设置若干结构相同的气缸夹持组件3，若干气缸夹持组件3以中心支撑组件2为圆心呈圆周排列，通过若干气缸夹持组件3 夹持外卡箍组件4，外卡箍组件4卡嵌于电机壳的外沿，配合置于电机壳内部的内支撑板5完成对电机壳的固定，中心支撑组件2包括支撑座21，支撑座21顶部固定连接支撑气缸22，支撑气缸22通过连杆23连接支撑顶块24，令支撑顶块24沿支撑气缸22的延伸方向垂直位移，外卡箍组件4与中心支撑组件2同心，当外卡箍组件4卡嵌在电机壳的外沿时，中心支撑组件2顶部抵接内支撑板5，将内支撑板5顶起，通过外卡箍组件4与内支撑板5对电机壳进行夹持固定，有效保证产品焊接过程中的支撑刚性，避免焊接过程中产品翻边塌料，焊接结束后可通过中心支撑组件2将内支撑板5顶起，便于拆卸，气缸夹持组件3包括气缸支座31，气缸支座31顶部固定连接气缸快夹组件32，通过气缸快夹组件32沿外卡箍组件4的周向固定夹持，气缸夹持组件3相对于中心支撑组件2为圆心呈均匀分布，外卡箍组件4为电机壳外形的仿形结构，外卡箍组件4包括左半幅41和右半幅42，左半幅41与右半幅42的一端通过腰型螺钉43活动连接，令左半幅41与右半幅42以腰型螺钉43为圆心自由旋转，左半幅41与右半幅42的另一端通过活动螺钉44连接，令左半幅41与右半幅42固定成电机壳的外沿形状，基板1上还设置有配合电机壳固定以及定位的支撑柱11、定位销轴12、以及靠山13，内支撑板5与电机壳的内沿相适配。

工作原理：将内支撑板轻敲进电机壳内部，锁紧外卡箍组件，将电机壳放置于基板上，通过两处定位销及靠山将产品限位于夹具内，避免产品焊接过程偏移，有效保证产品重复一致性，产品放置后，打开气阀开关，通过气缸快夹组合体将产品夹持于基板，避免产品移动，产品焊后，关闭气阀开关，中心支撑可将内支撑板有效顶起，以便拆卸，有效提高工作效率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，包括水平设置的基板，所述基板上端面的中心位置垂直设置中心支撑组件，所述基板上还垂直设置若干结构相同的气缸夹持组件，若干所述气缸夹持组件以所述中心支撑组件为圆心呈圆周排列，通过若干所述气缸夹持组件夹持外卡箍组件，所述外卡箍组件卡嵌于电机壳的外沿，配合置于电机壳内部的内支撑板完成对电机壳的固定。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述中心支撑组件包括支撑座，所述支撑座顶部固定连接支撑气缸，所述支撑气缸通过连杆连接支撑顶块，令所述支撑顶块沿所述支撑气缸的延伸方向垂直位移。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述外卡箍组件与所述中心支撑组件同心，当所述外卡箍组件卡嵌在电机壳的外沿时，所述中心支撑组件顶部抵接所述内支撑板，将所述内支撑板顶起。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述气缸夹持组件包括气缸支座，所述气缸支座顶部固定连接气缸快夹组件。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述气缸夹持组件相对于所述中心支撑组件为圆心呈均匀分布。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述外卡箍组件为电机壳外形的仿形结构，所述外卡箍组件包括左半幅和右半幅，所述左半幅与所述右半幅的一端通过腰型螺钉活动连接，令所述左半幅与所述右半幅以所述腰型螺钉为圆心自由旋转，所述左半幅与所述右半幅的另一端通过活动螺钉连接，令所述左半幅与所述右半幅固定成电机壳的外沿形状。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述基板上还设置有配合电机壳固定以及定位的支撑柱、定位销轴、以及靠山。

8.根据权利要求1所述的一种薄壁电机壳搅拌摩擦焊接用夹具，其特征在于，所述内支撑板与电机壳的内沿相适配。

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