【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械加工，特别是涉及一种凸键结构的空心电机轴坯成形模具及方法。
技术介绍
1、在新能源车辆的电机中，电机轴作为关键组件扮演着重要角色。过去，电机轴通常采用实心结构设计，然而，由于在实际使用中，电机轴的应力往往集中在其表层，导致轴芯部分所受应力较小。为了优化电机轴的结构设计，根据材料力学的抗弯和抗扭特性，出现了内部空心化设计的概念。空心电机轴不仅能够有效满足现代电机轴轻量化的需求，而且由于空心设计能够提升散热性能，进一步优化电机的热管理效果。
2、空心电机轴的设计带来了多重优势。首先，通过减少材料在非关键区域的使用，可以显著减轻整体电机轴的重量，从而提高车辆的整体能效和续航能力。其次，空心设计允许冷却油或其他冷却介质进入电机轴的内部，有效增加了散热面积，提高了散热效率，有助于保持电机运行在适宜的温度范围内，延长其使用寿命并提升性能稳定性。
3、然而，目前的挑战在于如何有效地制造高质量的空心电机轴坯。现有的制造工艺包括机加工、挤压和旋锻等，但这些方法存在一些局限性，特别是，对于凸键结构的空心电机轴坯，存在采用现有工艺制造工艺性差的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述采用现有工艺制造凸键结构的空心电机轴坯工艺性差的问题，提供一种凸键结构的空心电机轴坯成形模具，包括：
2、第一模具和第二模具，所述第一模具和第二模具共同围合成适于容纳坯料的型腔；
3、至少一对冲头，一对所述冲头相向设置在所述型腔内，所述冲头包括抵接部和
4、其中，所述型腔内设有至少一个凸键槽，外接供液装置输送压力介质以填充坯料内腔，在外接驱动设备的作用下，一对所述冲头相向运动，同时把压力介质输入到坯料内腔，从而使坯料形变以填充所述型腔和凸键槽。
5、在其中一个实施例中，一对所述冲头同轴设置。
6、在其中一个实施例中，所述伸入部的端部设有锥形结构，在外力驱动下，所述锥形结构与坯料端部的内壁抵接，使坯料端部的内壁产生塑性变形，起到密封压力介质的作用，并使坯料端部的外壁与所述型腔内壁抵接形成过盈配合。
7、在其中一个实施例中，还包括至少一对推块，一对所述推块与一对所述冲头相适配，用于传递外接驱动设备的驱动力。
8、在其中一个实施例中，所述供液结构设置在所述抵接部的一端设有至少四个供液口，所述供液口沿所述抵接部径向设置，用于连接外接供液设备；
9、所述供液结构的另一端沿所述冲头的轴向设置，与所述供液口连通。
10、本专利技术还提供了一种凸键结构的空心电机轴坯成形方法，采用上述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，还包括以下步骤：
11、下料：提供一金属管料，将所述金属管料加工形成坯料；
12、合模：将所述坯料放入第二模具，驱动第一模具朝向所述第二模具方向运动，直至所述第一模具与所述第二模具合模；
13、进给加压：外接供液装置通过冲头向所述坯料内腔输送压力介质，外接驱动设备驱动所述冲头相向运动，同时把压力介质输入到坯料内腔，从而使所述坯料形变以填充型腔和凸键槽，形成液压胀形制件；
14、脱模：抽取所述坯料内腔中的压力介质，驱动所述第一模具朝向远离所述第二模具方向运动，驱动一对所述冲头相互远离，取出所述液压胀形制件。
15、在其中一个实施例中，在所述加压步骤前，还包括以下步骤：
16、密封：外接驱动设备通过推块驱动一对所述冲头相向运动，直至锥形结构与所述坯料端部的内壁抵接，使坯料端部的内壁产生塑性变形，起到密封压力介质的作用，并使所述坯料端部的外壁与所述型腔内壁抵接形成过盈配合。
17、在其中一个实施例中，在所述脱模步骤前，还包括以下步骤：
18、保压：维持所述坯料内腔中压力介质的压力，直至所述坯料形变至完全填充所述型腔和凸键槽。
19、在其中一个实施例中，在所述下料步骤中，所述坯料外径为ф50mm，长度为556mm，壁厚为4mm；
20、在所述密封、进给加压和保压步骤中，外接驱动设备对所述冲头的最大驱动力为1500kn，外接驱动设备驱动所述冲头的行程为99mm，压力介质的初始压力为50mpa，最高压力为240mpa。
21、在其中一个实施例中，上述步骤中的成形设备采用合模力为20000kn的液压胀形设备。
22、上述凸键结构的空心电机轴坯成形模具，第一模具和第二模具共同围合成适于容纳坯料的型腔，型腔用于确保坯料在成形过程中的稳定性和均匀受力，使得坯料按照型腔的形状进行膨胀以获得预期形状的膨胀件。模具可以根据不同的轴坯规格和形状进行更换，提高了模具的通用性和适应性。一对冲头相向设置在型腔内，通过相向运动能够均匀地接触坯料，并使两侧的坯料向中间移动，确保坯料均匀胀形。抵接部用于连接外接驱动设备，确保冲头在坯料成形过程中稳定受力，冲头不会发生偏移或变形。伸入部用于伸入型腔并接触坯料，将压力介质直接传递到坯料内部，确保胀形过程的高效及均匀受力。供液结构可以确保压力介质在坯料内部均匀分布，从而避免局部应力集中和材料过度变形，提高成品的均匀性和质量。型腔内设有凸键槽，通过液压胀形过程，坯料在压力介质的作用下精确填充这些槽位，形成所需的凸键结构。凸键槽的设计使得传统方法难以加工的凸键结构通过液压胀形技术得以实现，拓展了产品设计的可能性和多样性。
23、上述凸键结构的空心电机轴坯成形方法，下料步骤确保坯料选用合适的截面尺寸和长度尺寸，满足后续成形工艺要求，从而保证最终成品的质量和一致性。
24、合模步骤中，将坯料准确放入第二模具中，确保坯料在成形过程中的正确位置。第一模具与第二模具的精确合模，确保型腔的密封性和完整性，为压力介质的注入和坯料的均匀受力提供保障。合模过程中的精确控制，减少因位置偏差导致的成品缺陷，提高成品质量。
25、进给加压步骤中，压力介质通过冲头均匀注入坯料内腔，确保坯料在成形过程中的均匀受力。外接驱动设备驱动冲头相向运动，同时把压力介质输入到坯料内腔，使坯料形变填充型腔和凸键槽，实现复杂形状的高效成形。压力的精确控制，保证坯料能够完全填充型腔和凸键槽，提高成品的尺寸精度和形状一致性。均匀的压力分布和精确的形变控制，减少了成形过程中可能出现的缺陷，提高了成品质量。
26、脱模步骤中，压力介质的抽取和模具的分离，确保成品在脱模过程中不受损坏。模具和冲头的分离操作简便快捷，提高了生产效率。在脱模过程中，避免因操作不当导致的成品变形或损坏，确保成品质量。模具和冲头的设计便于多次使用，降低了生产成本。
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1.一种凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，一对所述冲头(300)同轴设置。
3.根据权利要求2所述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，所述伸入部(320)的端部设有锥形结构(321)，在外力驱动下，所述锥形结构(321)与坯料(500)端部的内壁抵接，使坯料(500)端部的内壁产生塑性变形，起到密封压力介质的作用，并使坯料(500)端部的外壁与所述型腔(200)内壁抵接形成过盈配合。
4.根据权利要求1所述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，还包括至少一对推块(400)，一对所述推块(400)与一对所述冲头(300)相适配，用于传递外接驱动设备的驱动力。
5.根据权利要求1所述的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，所述供液结构(330)设置在所述抵接部(310)的一端设有至少四个供液口(331)，所述供液口(331)沿所述抵接部(310)径向设置，用于连接外接供液设备；
6.一种凸键结构的空心电机轴坯成形方法，其特征在
7.根据权利要求6所述的凸键结构的空心电机轴坯成形方法，其特征在于，在所述加压步骤前，还包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的凸键结构的空心电机轴坯成形方法，其特征在于，在所述脱模步骤前，还包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述的凸键结构的空心电机轴坯成形方法，其特征在于，
10.根据权利要求6-9中任一项所述的凸键结构的空心电机轴坯成形方法，其特征在于，成形设备采用合模力为20000KN的液压胀形设备。
...【技术特征摘要】
1.一种凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，一对所述冲头(300)同轴设置。
3.根据权利要求2所述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，所述伸入部(320)的端部设有锥形结构(321)，在外力驱动下，所述锥形结构(321)与坯料(500)端部的内壁抵接，使坯料(500)端部的内壁产生塑性变形，起到密封压力介质的作用，并使坯料(500)端部的外壁与所述型腔(200)内壁抵接形成过盈配合。
4.根据权利要求1所述的凸键结构的空心电机轴坯成形模具，其特征在于，还包括至少一对推块(400)，一对所述推块(400)与一对所述冲头(300)相适配，用于传递外接驱动设备的驱动力。
5.根据权利要求1所述的空心电机轴坯成形模具，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：付成林，王柏程，高洪雷，钱浩，倪大龙，季鑫洋，赵振声，徐成林，谢连庆，王新雨，吴宁，贾洪伟，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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