一种钛金属马达壳体及其冲压设备的制作方法

本实用新型涉及马达壳体结构；以及马达壳体的冲压设备技术领域，具体涉及一种钛金属马达壳体及其冲压设备。

背景技术：

钛金属其重量轻、强度高、具有金属光泽、耐腐蚀、耐高低温等特征是马达外壳理想的成型材料，但由于其材料不易成型、不易加工和成本过高在现有技术中由钛金属制成的马达外壳的生产是处于空白期的，现阶段人们无法利用钛金属来制成马达外壳。

钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面，关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下机加工的特点：

(1)变形系数小：这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损，而且延展率较低。

(2)切削温度高：由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。

(3)单位面积上的切削力大：主切削力比切钢时约小20％，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。

(4)冷硬现象严重：由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。

(5)刀具易磨损：毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。车削钛合金时，有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重；进给量f<0.1mm/r时，磨损主要发生在后刀面上；当f>0.2mm/r时，前刀面将出现磨损；用硬质合金刀具精车和半精车时，后刀面的磨损以VBmax<0.4mm较合适。

在铣削加工中，由于钛合金材料的导热系数低，而且切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削变形区和切削刃附近的较小范围内，加工时切削刃刃口处会产生极高的切削温度，将大大缩短刀具寿命。对于钛合金Ti6Al4V来说，在刀具强度和机床功率允许的条件下，切削温度的高低是影响刀具寿命的关键因素，而并非切削力的大小。

钛金属很难机械加工。金属其实并不硬，但是很“黏”。若用锉刀锉钛-64的刀柄，锉刀的纹路很快就被挫下来的渣渣填满了。目前采用切削或模压的方法，由于速度低了钛根本削不动，速度高了太热的话钛会氧化，普通的加工中心根本没法加工钛合金制品，模压加工极易出现裂纹。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可采用冲压的方法加工的钛金属材料马达壳体，可制成质量轻、高强度，耐腐蚀的钛金属马达外壳。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种钛金属马达壳体，所述马达壳体通过若干次冲压后形成套管结构，所述套管的一端为敞口，另一端为封闭的阶梯轴状的壳体结构。

为了提高马达壳体的成型质量，减少废品率，提供成形效率，优选的技术方案是，所述马达壳体的原料为圆形钛金属片，钛金属片通过冲压机的冲压逐渐变成截面为半圆形且带有翻边的凹槽形壳体，再变成截面为套管形，套管底成半圆形且带有翻边的套管形壳体，再变成截面为套管状，套管底成阶梯轴形且带有翻边的套管形壳体。

为了减轻马达壳体的重量，节省钛金属原料，进一步优选的技术方案是，所述马达壳体最终冲压成型后的壁厚为0.8mm～1.2mm，套管的口径与套管的深度比值为1.2～1.8:1。

本实用新型的另一个目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、操作简便、可用于大批量、高效、高质量的冲压钛金属马达壳体的冲压设备。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案还包括设计一种钛金属马达壳体的冲压设备，所述冲压设备包括若干套相互配合的上冲压模与下冲压模，上冲压模通过连接件与冲压机的上固定板连接，下冲压模通过连接件与冲压机的下固定板连接，下固定板与基座连接，基座上设有竖向设置的导向柱，上固定板与导向柱滑动配合，上固定板还与驱动部件的驱动端连接，驱动部件也固定在基座上。

为了提高马达壳体的成型质量，减少废品率，提供成形效率，优选的技术方案是，所述相互配合的上冲压模与下冲压模共设有八套，所述八套相互配合的上冲压模与下冲压模分别用于将圆形钛金属片逐步冲压城最终的套管形结构的马达壳体。

为了简化驱动部件，提高冲压成型的效率，以及冲压城形的质量，优选的技术方案还有，所述驱动部件为液压驱动部件，或为曲柄摇杆驱动机构，或为丝杠螺母驱动机构。

为了简化驱动部件，提高冲压成型的效率，以及冲压城形的质量，优选的技术方案还有，在所述上固定板上连接有多个上冲压模，在所述下固定板上连接有与上固定板上的上冲压模数量及位置相同的下冲压模。

为了简化驱动部件，提高冲压成型的效率，以及冲压城形的质量，优选的技术方案还有，在所述上冲压模、下冲压模以及被贝冲压件的表面分别附着有润滑涂层。

本实用新型的优点和有益效果在于：所述钛金属马达外壳具有结构简单，质量轻、高强度，耐腐蚀，可用钛金属通过冲压的方法加工成型，其壳客体具有钛金属所具有的全部优势。通过本实用新型所采用的冲压设备可以实现大批量、高效率、高质量、低成本的加工制造钛金属马达外壳。

附图说明

图1是本实用新型钛金属马达外壳的原料结构示意图；

图2是本实用新型钛金属马达外壳冲压成型过程的示意图，图中的上壳体为冲压成型前的剖面结构示意图，图中的下壳体为冲压成型后的剖面结构示意图；

图3是本实用新型钛金属马达外壳冲压设备上装有不同磨具状态下冲压成型过程的结构示意图；

图4是图3中第一套套相互配合的上冲压模与下冲压模的结构示意图；

图5是图3中第二套套相互配合的上冲压模与下冲压模的结构示意图。

图中：1、马达壳体；2、钛金属片；3、上冲压模；4、下冲压模；5、连接件；6、上固定板；7、下固定板；8、基座；9、导向柱；10、驱动部件；11、驱动端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1、2所示，本实用新型是一种钛金属马达壳体，所述马达壳体1通过若干次冲压后形成套管结构，所述套管的一端为敞口，另一端为封闭的阶梯轴状的壳体结构。

为了提高马达壳体的成型质量，减少废品率，提供成形效率，本实用新型优选的实施方案是，所述马达壳体1的原料为圆形钛金属片2，钛金属片2通过冲压机的冲压逐渐变成截面为半圆形且带有翻边的凹槽形壳体，再变成截面为套管形，套管底成半圆形且带有翻边的套管形壳体，再变成截面为套管状，套管底成阶梯轴形且带有翻边的套管形壳体。

为了减轻马达壳体1的重量，节省钛金属原料，本实用新型进一步优选的实施方案是，所述马达壳体1最终冲压成型后的壁厚为0.8mm～1.2mm，套管的口径与套管的深度比值为1.2～1.8:1。

如图3、4、5所示，本实用新型的技术方案还包括设计一种钛金属马达壳体1的冲压设备，所述冲压设备包括若干套相互配合的上冲压模3与下冲压模4，上冲压模3通过连接件5与冲压机的上固定板6连接，下冲压模通4过连接件5与冲压机的下固定板7连接，下固定板7与基座8连接，基座8上设有竖向设置的导向柱9，上固定板6与导向柱9滑动配合，上固定板6还与驱动部件10的驱动端11连接，驱动部件10也固定在基座8上。

为了提高马达壳体的成型质量，减少废品率，提供成形效率，本实用新型优选的实施方案是，所述相互配合的上冲压模3与下冲压模4共设有八套，所述八套相互配合的上冲压模3与下冲压模4分别用于将圆形钛金属片2逐步冲压城最终的套管形结构的马达壳体1。

为了简化驱动部件，提高冲压成型的效率，以及冲压城形的质量，本实用新型优选的实施方案还有，所述驱动部件10为液压驱动部件，或为曲柄摇杆驱动机构，或为丝杠螺母驱动机构，优选采用液压驱动部件。

为了简化驱动部件，提高冲压成型的效率，以及冲压城形的质量，本实用新型优选的实施方案还有，在所述上固定板6上连接有多个上冲压模3，在所述下固定板7上连接有与上固定板6上的上冲压模3数量及位置相同的下冲压模4，这样一次就可以冲压出多个马达壳体。

为了简化驱动部件，提高冲压成型的效率，以及冲压城形的质量，本实用新型优选的实施方案还有，在所述上冲压模3、下冲压模4以及被冲压件的表面分别附着有润滑涂层。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。