CN109759804A - 新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新能源汽车关键零部件制造领域，具体涉及一种新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，包括装夹电机壳体毛坯(电机壳体毛坯与夹具底座之间留有加工空隙)、粗车、精车、采用半成品定位夹具装夹电机壳体半成品(回转工作台台面上具有端面加工预留孔)、采用立式加工中心钻孔并攻螺纹，得到电机壳体(在钻孔以及攻螺纹过程中，通过回转工作台带动半成品定位夹具及电机壳体半成品转动，变换加工工位)。本发明所述机加工工艺具有装夹次数少、工艺工序少、积累误差小、尺寸精度和形状位置精度稳定性好、生产效率高的优势，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。
Description
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，属于新能源汽车关键零部件制造领域。
背景技术
目前新能源汽车驱动电机壳体的机加工生产领域中，主要采用的机加工工艺分为七道工序：
第一道工序：先装夹一端内孔，数控立车粗车另一端；
第二道工序：装夹粗车过的内孔，数控立车粗车另一端；
第三道工序：装夹粗车过的一端内孔，数控立车精车另一端；
第四道工序：装夹精车过的一端内孔，数控立车精车另一端；
第五道工序：一端内孔和端面定位，立式加工中心钻攻另一端面的螺纹孔和光孔；
第六道工序：以钻攻好的一端的端面、内孔和其中一个螺纹孔为定位，立式加工中心钻攻另一端面的各孔；
第七道工序：以端面和一个端面孔定位，卧式加工中心加工接线盒面各孔和进出水孔。
这种传统机加工工艺方法的弊端是工序多、装夹次数多(操作工的工作量)，因此，积累误差大、尺寸精度和形状位置精度稳定性差，而且生产周期长、效率低、生产成本较高，无法满足生产型企业的高效率、低成本需求，因而不能在如今竞争激烈的市场中占据有利地位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，通过本工艺制得的新能源汽车驱动电机壳体尺寸精度稳定性高、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。
本发明所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，包括以下步骤：
①在数控立车的夹具上装夹电机壳体毛坯，使电机壳体毛坯与所述夹具底座之间留有加工空隙(根据实际加工情况而定，通常为40～50mm)；
②粗车：采用数控立车粗车上端面、上端止口、定子档内孔、下端面、下端止口；
③精车：采用数控立车精车上端面、上端止口、定子档内孔、下端面、下端止口，得到电机壳体半成品；
④采用半成品定位夹具装夹电机壳体半成品，半成品定位夹具安装在回转工作台上，回转工作台的台面上具有端面加工预留孔；
⑤采用立式加工中心钻攻上端面各孔、下端面各孔、接线盒面各孔、进水孔、出水孔，并在上下两端面各孔以及接线盒面各孔上攻螺纹，得到电机壳体；在钻孔以及攻螺纹过程中，通过回转工作台带动半成品定位夹具及电机壳体半成品转动，变换加工工位。
由上述机加工工艺步骤可知，整个加工过程仅需要进行2次装夹——第一次装夹为步骤①中将电机壳体毛坯装夹在数控立车的夹具上，第二次装夹为步骤④中将电机壳体半成品装夹在半成品定位夹具上——装夹次数少；而且机加工工序也因此简化为两道工序——第一道工序是在第一次装夹后，采用数控立车进行的粗车、精车工序，第二道工序是在第二次装夹后，采用立式加工中心进行的钻孔、攻螺纹工序——加工工序少。加工工序少、装夹次数少，一方面，使得机加工过程中的积累误差量减小，从而使产品的尺寸精度和形状位置精度稳定性好，另一方面，提高了生产效率，缩短了生产周期，同时大大降低了生产成本(如因降低操作人员工作量所带来的人工成本的降低)，从而能够降低售价，提高市场竞争力。
优选的，采用数控立车的夹具夹持电机壳体毛坯外径，所夹持住的电机壳体毛坯长度至少为电机壳体总长的1/2，以保证夹持稳定性。
优选的，数控立车的夹具采用液压、三爪自定心夹具，使夹持操作快捷、稳定。
优选的，步骤②中粗车的具体操作为：采用加长内孔车刀粗车上端面、上端止口、定子档内孔，采用加长勾刀粗车下端面、下端止口；以上所有粗车后所得粗加工面保留有单面0.10-0.20mm的精车加工余量。进一步优选的，粗车参数为转速400r/min，进给速度0.2-0.3mm/r，吃刀量为2-4mm。粗车过程中使用的加长内孔车刀为涂覆有硬质合金涂层的刀片。
优选的，步骤③中精车的具体操作为：采用加长内孔车刀精车上端面、上端止口、定子档内孔，采用加长勾刀精车下端面、下端止口。进一步优选的，精车参数为转速500-600r/min，进给速度0.1-0.2mm/r。精车过程中使用的加长内孔车刀为PCD聚晶金刚石刀具。
优选的，半成品定位夹具采用气动夹具，气动夹具安装在气动回转工作台上。将电机壳体半成品装夹在半成品定位夹具上时，以一端的止口(即上端止口或者下端止口)和接线盒侧面进行定位。
优选的，步骤⑤中采用硬质合金钻头钻孔，钻孔参数为转速为2000-3000r/min，进给速度500-600mm/min；采用螺旋槽丝锥攻螺纹，攻螺纹参数为转速1000-1500r/min。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
本发明所述新能源汽车驱动电机壳体具有加工工序少、装夹次数少的优势，既能够减少机加工过程中的积累误差量，使产品的尺寸精度和形状位置精度稳定性好，又能够提高生产效率，缩短生产周期，同时大大降低生产成本，从而能够降低售价，提高市场竞争力。
附图说明
图1是电机壳体产品的结构示意图之一；
图2是电机壳体产品的结构示意图之二；
图3是数控立车的夹具的应用状态图；
图4是半成品定位夹具的应用状态图。
图中：1、上端面；2、上端面各孔；3、上端止口；4、定子档内孔；5、接线盒面各孔；6、进水孔；7、出水孔；8、下端面；9、下端面各孔；10、下端止口；11、电机壳体毛坯；12、夹具；13、回转工作台；14、端面加工预留孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
实施例1：
一种新能源乘用车用的30KW新能源汽车驱动电机壳体，材质为铝硅合金A356，产品重量为7.5kg，主要轮廓尺寸为长度200mm、内孔直径180mm，机壳外壁中有冷却水道，新能源汽车驱动电机壳体产品如图1、2所示。此产品采用以下机加工工艺步骤进行生产：
①采用数控立车的夹具12(如图3所示)夹持电机壳体毛坯11外径，所夹持住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11与所述夹具12底座之间留有40mm的加工空隙；
②粗车：采用数控立车粗车上端面1、上端止口3、定子档内孔4、下端面8、下端止口10，其具体操作为：
自上而下，先采用加长内孔车刀粗车上端面1、上端止口3、定子档内孔4，后采用加长勾刀粗车下端止口10、下端面8；以上所有粗车后所得粗加工面保留有单面0.20mm的精车加工余量；粗车参数为转速400r/min，进给速度0.3mm/r，吃刀量为2.5mm；粗车过程中使用的加长内孔车刀为涂覆有硬质合金涂层的刀片；
③精车：采用数控立车精车上端面1、上端止口3、定子档内孔4、下端面8、下端止口10，得到电机壳体半成品，精车的具体操作为：
自上而下，先采用加长内孔车刀精车上端面1、上端止口3、定子档内孔4，再采用加长勾刀精车下端止口10、下端面8；精车参数为转速600r/min，进给速度0.1mm/r；精车过程中使用的加长内孔车刀为PCD聚晶金刚石刀具；
④采用半成品定位夹具装夹电机壳体半成品，半成品定位夹具采用气动夹具12，气动夹具12安装在气动回转工作台13(气动回转工作台13如图4所示，本图中的气动夹具12已省略)上，回转工作台13的台面上具有端面加工预留孔14；将电机壳体半成品装夹在半成品定位夹具上时，以一端的止口(即上端止口3或者下端止口10)和接线盒侧面进行定位；
⑤采用立式加工中心钻攻上端面各孔2、下端面各孔9、接线盒面各孔5、进水孔6、出水孔7，并在上下两端面各孔以及接线盒面各孔5上攻螺纹，得到电机壳体；钻孔时采用硬质合金钻头，钻孔参数为转速为3000r/min，进给速度500mm/min；攻螺纹采用螺旋槽丝锥，攻螺纹参数为转速1200r/min；在钻孔以及攻螺纹过程中，通过回转工作台13带动半成品定位夹具及电机壳体半成品转动，变换加工工位。
整个加工过程仅需2次装夹，两道工序即可加工得到所需产品。
采用这种工艺后：第一道工序的加工时间为5min/件，一人操作两台机器同时生产，每班7小时可生产168件，原工艺每人也是操作两台设备，每班7小时只生产75件；第二道工序的加工时间为6min/件，一人操作两台机器同时生产，每班7小时可生产140件，原工艺每人也是操作两台设备，每班7小时只生产65件。通过本实施例所述工序生产效率大大提高，而且通过减少装夹次数和工艺工序，使得积累误差小、尺寸精度和形状位置精度稳定性好，质量满足了客户的要求，同时大大降低了生产成本，降低了售价，提高了市场竞争力。
实施例2
一种新能源物流车用的35KW新能源汽车驱动电机壳体，材质为铝硅合金A356，产品重量为7.8kg，主要轮廓尺寸为长度200mm、内孔直径210mm，机壳外壁中有冷却水道。此产品采用以下机加工工艺步骤进行生产：
①采用数控立车的夹具12上夹持电机壳体毛坯11外径，所夹持住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11与所述夹具12底座之间留有45mm的加工空隙；
②粗车：采用数控立车粗车上端面1、上端止口3、定子档内孔4、下端面8、下端止口10，其具体操作为：
采用加长内孔车刀粗车上端面1、上端止口3、定子档内孔4，采用加长勾刀粗车下端面8、下端止口10，以上所有粗车后所得粗加工面保留有单面0.15mm的精车加工余量；粗车参数为转速400r/min，进给速度0.3mm/r，吃刀量为2.5mm；粗车过程中使用的加长内孔车刀为涂覆有硬质合金涂层的刀片；
③精车：采用数控立车精车上端面1、上端止口3、定子档内孔4、下端面8、下端止口10，得到电机壳体半成品，精车的具体操作为：
采用加长内孔车刀精车上端面1、上端止口3、定子档内孔4，采用加长勾刀精车下端面8、下端止口10；精车参数为转速600r/min，进给速度0.15mm/r；精车过程中使用的加长内孔车刀为PCD聚晶金刚石刀具；
④采用半成品定位夹具装夹电机壳体半成品，半成品定位夹具采用气动夹具12，气动夹具12安装在气动回转工作台13上，回转工作台13的台面上具有端面加工预留孔14；将电机壳体半成品装夹在半成品定位夹具上时，以一端的止口(即上端止口3或者下端止口10)和接线盒侧面进行定位；
⑤采用立式加工中心钻攻上端面各孔2、下端面各孔9、接线盒面各孔5、进水孔6、出水孔7，并在上下两端面各孔以及接线盒面各孔5上攻螺纹，得到电机壳体；钻孔时采用硬质合金钻头，钻孔参数为转速为3000r/min，进给速度500mm/min；攻螺纹采用螺旋槽丝锥，攻螺纹参数为转速1500r/min；在钻孔以及攻螺纹过程中，通过回转工作台13带动半成品定位夹具及电机壳体半成品转动，变换加工工位。
整个加工过程仅需2次装夹，两道工序即可加工得到所需产品。
采用这种工艺后：第一道工序的加工时间为6min/件，一人操作两台机器同时生产，每班7小时可生产140件，原工艺每人也是操作两台设备，每班7小时只生产60件；第二道工序的加工时间为6min/件，一人操作两台机器同时生产，每班7小时可生产140件，原工艺每人也是操作两台设备，每班7小时只生产60件。同实施例1，本实施例所述机加工工艺具有装夹次数少、工艺工序少、积累误差小、尺寸精度和形状位置精度稳定性好、生产效率高的优势，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。
Claims (10)
1.一种新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
①在数控立车的夹具(12)上装夹电机壳体毛坯(11)，使电机壳体毛坯(11)与所述夹具(12)底座之间留有加工空隙；
②粗车：采用数控立车粗车上端面(1)、上端止口(3)、定子档内孔(4)、下端面(8)、下端止口(10)；
③精车：采用数控立车精车上端面(1)、上端止口(3)、定子档内孔(4)、下端面(8)、下端止口(10)，得到电机壳体半成品；
④采用半成品定位夹具装夹电机壳体半成品，半成品定位夹具安装在回转工作台(13)上，回转工作台(13)的台面上具有端面加工预留孔(14)；
⑤采用立式加工中心钻攻上端面各孔(2)、下端面各孔(9)、接线盒面各孔(5)、进水孔(6)、出水孔(7)，并在上下两端面各孔以及接线盒面各孔(5)上攻螺纹，得到电机壳体；在钻孔以及攻螺纹过程中，通过回转工作台(13)带动半成品定位夹具及电机壳体半成品转动，变换加工工位。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：采用数控立车的夹具(12)夹持电机壳体毛坯(11)外径，所夹持住的电机壳体毛坯长度至少为电机壳体总长的1/2。
3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：数控立车的夹具(12)采用液压、三爪自定心夹具。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：步骤②中粗车的具体操作为：采用加长内孔车刀粗车上端面(1)、上端止口(3)、定子档内孔(4)，采用加长勾刀粗车下端面(8)、下端止口(10)；以上所有粗车后所得粗加工面保留有单面0.10-0.20mm的精车加工余量。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：粗车参数为转速400r/min，进给速度0.2-0.3mm/r，吃刀量为2-4mm。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：步骤③中精车的具体操作为：采用加长内孔车刀精车上端面(1)、上端止口(3)、定子档内孔(4)，采用加长勾刀精车下端面(8)、下端止口(10)。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：精车参数为转速500-600r/min，进给速度0.1-0.2mm/r。
8.根据权利要求1、2、4、5或6中任一所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：半成品定位夹具采用气动夹具，气动夹具安装在气动回转工作台(13)上。
9.根据权利要求1、2、4、5或6中任一所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：步骤⑤中采用硬质合金钻头钻孔，钻孔参数为转速为2000-3000r/min，进给速度500-600mm/min。
10.根据权利要求1、2、4、5或6中任一所述的新能源汽车驱动电机壳体的机加工工艺，其特征在于：步骤⑤中采用螺旋槽丝锥攻螺纹，攻螺纹参数为转速1000-1500r/min。
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