一种驱动电机定子壳体结构及制造方法与流程

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种驱动电机定子壳体结构及制造方法。

背景技术：

电机主要由定子、转子、前法兰和后法兰组成，定子是电动机或发电机静止不动的部分，是发电机和起动机等电机的重要组成部分。定子由定子铁芯、定子绕组和定子壳体三部分组成。定子壳体多由内外壳体哑光焊焊接或者使用砂芯一体铸造而成。内外壳体相结合时，使用哑光焊焊接会使焊接面凹凸不平，并存在着后期加工后水道密封性无法完全保证的问题；另外，内壳体和外壳体在结合时无法进行有效定位，往往出现错位现象。使用沙芯一体铸造的定子壳体，易形成砂孔，缩孔，影响成品率和合格率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种驱动电机定子壳体结构及制造方法，本驱动电机定子壳体结构及制造方法能对内壳体和外壳体进行有效定位，防止热套后的壳体出现错位现象，且内壳体和外壳体采用摩擦焊接的工艺实现无缝连接，螺旋水道密封性好，成品率和合格率高。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种驱动电机定子壳体结构，包括内壳体和外壳体，所述内壳体的外圆周面设有环外壁的螺旋槽，所述外壳体的前端设有前法兰且前法兰与外壳体为一体结构，所述前法兰内端面的形状与内壳体前端面的形状相匹配且前法兰内端面上设有止口台阶，所述前法兰的内端面上开设有两个尺寸不一的定位凹槽且定位凹槽位于止口台阶的外围，所述内壳体的前端面上设有两个与定位凹槽相配合的定位凸台，所述外壳体同轴热套在内壳体的外部且前法兰的内端面与内壳体的前端面相互贴合，所述内壳体的两个定位凸台均嵌入在两个定子凹槽内，所述前法兰的止口台阶与内壳体前端面的内孔壁相互贴合并密封连接，所述外壳体的后端面与内壳体的结合处密封连接，所述外壳体上设有进水口和出水口，所述进水口与螺旋槽的起始位置连通，所述出水口与螺旋槽的末端位置连通，由此构成螺旋水道。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述内壳体、外壳体和前法兰均采用铝材质。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述前法兰的止口台阶与内壳体前端面的内孔壁相互贴合并通过摩擦焊接密封连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，相邻的螺旋水道之间设有加强筋，所述外壳体的内圆周壁与加强筋贴合且外壳体的后端面与内壳体的结合处通过摩擦焊接密封连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，两个尺寸不一的定位凹槽相互对称设置。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一个技术方案为：

一种驱动电机定子壳体结构的制造方法，包括以下步骤：

（1）将熔炼后的铝水注入外壳模具中，待冷却后得到外壳毛坯，将外壳毛坯按照图纸尺寸要求进行初步加工，去除边料和浇冒口，初步加工完成后检测其气密性，保证单体不泄露，得到外壳体，其中外壳模具包括与前法兰形状相适配的结构；

（2）将熔炼后的铝水注入内壳模具中，待冷却后得到内壳毛坯，将内壳毛坯按照图纸尺寸要求进行初步加工，去除边料和浇冒口，初步加工完成后检测其气密性，保证单体不泄露，得到内壳体，其中内壳模具上设有螺旋槽；

（3）对内壳体和外壳体分别进行热处理从而加强壳体材料的硬度，对内壳体的外壁和外壳体的内壁分别按照图纸尺寸要求进行机加工从而方便下一步的热套；

（4）加热机加工后的外壳体，使外壳体内孔膨胀，将机加工后的内壳体放入外壳体中，使内壳体的前端面与外壳体上的前法兰的内端面相互贴合且内壳体的两个定位凸台均嵌入在前法兰的两个定子凹槽内；

（5）采用摩擦焊接的工艺将前法兰内端面的止口台阶与内壳体前端面的内孔壁相结合的端面密封焊接，采用摩擦焊接的工艺将外壳体的后端面与内壳体后端相结合的端面密封焊接；

（6）对外壳体与内壳体结合后的成品按照图纸尺寸要求进行再次机加工，加工完成后检测其内部螺旋水道的气密性，保证内部螺旋水道不漏气，得到驱动电机定子壳体结构。

本发明的有益效果为：

（1）本发明通过定位凹槽与定位凸台对内壳体和外壳体进行圆周方向上的定位，由于两个定位凹槽和两个定位凸台大小不一，因此可以有效防止内壳体和外壳体在圆周方向上的错位；本发明通过内壳体的前端面与前法兰的内端面进行有效贴合以及前法兰的止口台阶与内壳体前端面的内孔壁相互贴合实现轴向的定位。

（2）本发明低压铸造内壳体和外壳体后进行初步加工，目的是去除边料和浇冒口；经过热处理加强了壳体材料硬度；再进行内壳体外壁和外壳体内壁机加工方便两者热套；热套内外壳体后通过摩擦焊接以及后期加工从而组成定子壳体结构，形成螺旋水道。制造方法简单，能保证定子壳体结构的尺寸要求，还可以保证螺旋水道的气密性。本发明采用摩擦焊，摩擦焊焊接质量稳定，焊接尺寸精度高，接头废品率低；摩擦焊焊接加工费用低，省电，焊接无需特殊清理；摩擦焊焊接易实现机械化和自动化，操作简单，焊接工作场地无火花，弧光及有害气体；运用摩擦焊可以使内外壳体密封结合，外观美观，后期对成品进行加工也可以保证水道密封性，因此加工风险小。本发明将前法兰的结构与外壳体一体化，节省了整机开模的费用。螺旋水道水势更顺，水阻小，流速偏快，散热效果好。本发明与沙芯一体铸造的定子壳体相比，成品率和合格率更高。

附图说明

图1为本发明的截面图。

图2为本发明的外壳体的截面图。

图3为本发明的外壳体的右视图。

图4为本发明的内壳体的立体图。

图5为本发明的内壳体的平面图。

具体实施方式

下面根据图1至图5对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种驱动电机定子壳体结构，包括内壳体7和外壳体1。所述内壳体7的外圆周面设有环外壁的螺旋槽9（如图4和图5所示），参见图2和图3，所述外壳体1的前端设有前法兰2且前法兰2与外壳体1为一体结构，所述前法兰2内端面的部分形状与内壳体7前端面的形状相匹配从而使内壳体7的前端面能与前法兰2的内端面进行有效贴合（贴合示意图如图1所示），所述前法兰2内端面上设有止口台阶3，所述前法兰2的内端面上开设有两个尺寸不一的定位凹槽4（如图2所示）且定位凹槽4位于止口台阶3的外围。参见图4，所述内壳体7的前端面上设有两个与定位凹槽4相配合的定位凸台8，所述外壳体1同轴热套在内壳体7的外部且前法兰2的内端面与内壳体7的前端面相互贴合，所述内壳体7的两个定位凸台8均嵌入在两个定子凹槽内，所述前法兰2的止口台阶3与内壳体7前端面的内孔壁相互贴合并密封连接，所述外壳体1的后端面与内壳体7的结合处密封连接，参见图3，所述外壳体1上设有进水口5和出水口6，所述进水口5与螺旋槽9的起始位置连通，所述出水口6与螺旋槽9的末端位置连通，由此构成螺旋水道11。

本实施例中，所述内壳体7、外壳体1和前法兰2均采用铝材质。

本实施例中，所述前法兰2的止口台阶3与内壳体7前端面的内孔壁相互贴合并通过摩擦焊接密封连接，焊接位置为图1中的a所指示的位置。

本实施例中相邻的螺旋水道11之间设有加强筋10，所述外壳体1的内圆周壁与加强筋10紧密贴合且外壳体1的后端面与内壳体7的结合处通过摩擦焊接密封连接，焊接位置为图1中的b所指示的位置。

参见图3，本实施例中的两个尺寸不一的定位凹槽4相互对称设置。通过定位凹槽4与定位凸台8对内壳体7和外壳体1进行圆周方向上的定位，由于两个定位凹槽4和两个定位凸台8大小不一，因此可以有效防止内壳体7和外壳体1在圆周方向上的错位，若两者在圆周方向上错位，那么内壳体7就无法完全放入外壳体1内部。且通过内壳体7的前端面与前法兰2的内端面进行有效贴合以及前法兰2的止口台阶3与内壳体7前端面的内孔壁相互贴合实现轴向的定位，因此本实施例内壳体7和外壳体1的结构可以在轴向上和圆周方向上进行有效的定位。

本实施例还提供一种驱动电机定子壳体结构的制造方法，包括以下步骤：

（1）将熔炼后的铝水注入外壳模具中，待冷却后得到外壳毛坯，将外壳毛坯按照图纸尺寸要求进行初步加工，去除边料和浇冒口，初步加工完成后检测其气密性，保证单体不泄露，得到外壳体1，其中外壳模具包括与前法兰2形状相适配的结构；

（2）将熔炼后的铝水注入内壳模具中，待冷却后得到内壳毛坯，将内壳毛坯按照图纸尺寸要求进行初步加工，去除边料和浇冒口，初步加工完成后检测其气密性，保证单体不泄露，得到内壳体7，其中内壳模具上设有螺旋槽9；

（3）对内壳体7和外壳体1分别进行t6热处理从而加强壳体材料的硬度，对内壳体7的外壁和外壳体1的内壁分别按照图纸尺寸要求进行机加工从而方便下一步的热套；

（4）加热机加工后的外壳体1，使外壳体1内孔膨胀，将机加工后的内壳体7放入外壳体1中，使内壳体7的前端面与外壳体1上的前法兰2的内端面相互贴合且内壳体7的两个定位凸台8均嵌入在前法兰2的两个定子凹槽内，外壳体1冷却后，抱紧内壳体7；

（5）采用摩擦焊接的工艺将前法兰2内端面的止口台阶3与内壳体7前端面的内孔壁相结合的端面焊接在一起（即图1中的位置a），达到密封的效果；采用摩擦焊接的工艺将外壳体1的后端面与内壳体7后端相结合的端面焊接在一起（即图1中的位置b），达到密封的效果；

（6）对外壳体1与内壳体7结合后的成品按照图纸尺寸要求进行再次机加工，加工完成后检测其内部螺旋水道11的气密性，保证螺旋水道11不漏气，得到驱动电机定子壳体结构。

本实施例由内外壳体组成，低压铸造内壳体7和外壳体1后进行初步加工，目的是去除边料和浇冒口；然后经过t6热处理加强壳体材料硬度；再进行内壳体7外壁和外壳体1内壁机加工方便两者热套；热套内外壳体后通过摩擦焊接组成定子壳体结构（有前端客户接口，即前法兰2），形成电机冷却系统重要结构——螺旋水道11。制造过程简单，能保证定子壳体结构的尺寸要求，还可以保证螺旋水道11的气密性。本实施例运用摩擦焊将内外壳体密封结合，外观美观且加工风险小，并将前法兰2的结构与外壳体1一体化，节省了整机开模的费用；螺旋水道11水势更顺，水阻小，流速偏快，散热效果好。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。