一种适用于逆变器壳体装配的加工装置与加工方法与流程

本发明属于逆变器加工技术领域，具体涉及一种适用于逆变器壳体装配的加工装置与加工方法。

背景技术：

随着节能环保技术的不断发展，新能源汽车的研究和应用已经越来越成熟。对于新能源汽车而言，其与传统燃油汽车在驱动原理和具体结构上都存在一定的区别，因而现有制备传统燃油汽车的工艺往往很难准确适用于新能源汽车相应部件的加工，比如说逆变器壳体的加工。

在进行新能源汽车逆变器壳体装配时，往往需要在加工后的逆变器壳体上装配销钉和管件，在实际装配时，便需要对逆变器壳体进行装夹。目前，针对逆变器壳体上销钉与管件的装配往往是在两套装夹工装上进行，即逆变器壳体需要进行至少两次装夹才能完成对应装配。而且，现有装配销钉和管件的工序繁琐，装夹定位的精度较差，装配的效率也比较低下，极大地制约了逆变器壳体的制备效率，影响了逆变器壳体的制备成本。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种适用于逆变器壳体装配的加工装置与加工方法，能有效实现逆变器壳体的快速、准确定位装夹，实现销钉和管件在逆变器壳体上准确装配，保证逆变器壳体加工的效率和准确性，降低逆变器壳体的制备成本。

为实现上述目的，本发明的一个方明，提供一种适用于逆变器壳体装配的加工装置，包括工作台，还包括设置在工作台上的承力块、定位块、销钉安装单元、压爪和管件装配组件；

所述承力块为间隔设置的多个，各所述承力块的顶面处于同一水平面上，用于支撑工件的加工端面；

所述定位块对应所述加工端面上的已装销钉设置，其中部沿竖向开设有定位孔，并使得所述加工端面放置在所述承力块上后，各所述已装销钉可分别嵌入对应的定位孔中；

所述销钉安装单元的设置数量、设置位置与定位装夹后加工端面上待装配销钉孔的加工孔对应；所述销钉安装单元具有沿竖向设置的销钉容置孔和设置在该销钉容置孔底部的装配组件；待装配的销钉可同轴容置在所述销钉容置孔中，并可在所述装配组件的带动下竖向升降；

所述压爪为所述工作台上沿环向间隔设置的多个，用于将定位后的所述工件压紧在各所述承力块上，并使得该工件上待装配管件的加工孔与所述管件装配组件上装夹的管件同轴对正；相应地，所述管件装配组件设置在工作台上，用于装夹待装配的管件并可带动其沿轴向运动，继而实现所述管件在待装配管件加工孔内的同轴装配。

作为本发明的进一步改进，所述工作台上还设置有辅助支撑组件，用于在所述管件进行装配时抵紧该管件装配位置的工件内周壁面。

作为本发明的进一步改进，所述辅助支撑组件包括支撑块、顶紧块和伸缩单元；

所述支撑块包括互呈一定角度的第一支部和第二支部，并对应该支撑块的安装设置有安装块，所述第二支部背离所述第一支部的一端通过转轴转动连接在所述安装块的顶部，并使得所述第一支部背离该第二支部的一端指向工作台的台面；且

所述顶紧块连接在所述第二支部转动连接的端部，并可在所述第二支部绕轴转动下靠近或者远离所述工件的内周壁面；以及

所述伸缩单元具有可竖向伸缩的伸缩端，该伸缩端对应所述第一支部的端部设置，且所述伸缩端可在竖向上升后作用所述第一支部的端部，并带动所述支撑块进行绕轴转动，使得所述顶紧块转向所述工件的内周壁面。

作为本发明的进一步改进，所述第二支部的下方沿竖向设置有弹簧；该弹簧的一端固定在安装块的顶部，另一端连接或者抵接所述第二支部的底面。

作为本发明的进一步改进，所述辅助支撑组件还包括堵头；所述堵头的一端连接在伸缩机构上，并可在该伸缩机构的带动下进行水平往复伸缩；且所述堵头的另一端可在水平运动后作用所述第一支部的端部，并实现所述顶紧块远离工件内周壁面时位置的锁定。

作为本发明的进一步改进，所述堵头与所述支撑块错位设置，且所述第一支部的端部上设置有受力块；所述受力块的一端固定连接第一支部，其另一端延伸至所述堵头的前方，使得所述堵头可在水平运动后抵紧或者远离所述受力块。

作为本发明的进一步改进，所述管件装配组件包括管件夹具和管件顶出机构；

所述管件夹具用于同轴装夹待装配的所述管件，其设置在所述管件顶出机构上，并可在该管件顶出机构的带动下进行轴线方向上的往复运动。

作为本发明的进一步改进，所述工作台上沿环向间隔设置有多个限位块，用于实现所述工件装夹后四周的限位。

本发明的另一个方面，提供一种适用于逆变器壳体装配的加工方法，利用所述加工装置来实现，其包括如下步骤：

(1)将待装配的销钉容置在对应的销钉容置孔中，并使得各装配组件处于销钉容置孔的底部；同时，将待装配的管件装夹在所述管件装配组件上；

(2)将待装配的工件以其加工端面朝下的方式放置在各承力块上，并使得所述加工端面上的各已装销钉分别嵌入对应定位块上的定位孔中，实现工件的定位；

(3)控制各压爪工作，将所述工件压紧在各所述承力块上，实现所述工件的定位装夹；

(4)控制各所述装配组件工作，使得各待装配的销钉分别被装配组件顶进所述加工端面上的对应加工孔中；

(5)控制所述管件装配组件工作，使得待装配的管件被顶进所述工件上的对应加工孔中，直至将所述管件装配到位；

(6)解除所述管件装配组件对已装配到位管件端部的装夹，并控制所述管件装配组件远离所述工件；

(7)解除压爪对工件的装夹，将完成装配的工件从工作台上取下。

作为本发明的进一步改进，若所述工作台上设置有辅助支撑组件，则还包括如下步骤：

在进行工件的定位装夹前，控制辅助支撑组件处于初始状态，即此时所述辅助支撑组件不抵紧所述工件的内周壁面；在完成所述销钉的装配后，先控制所述辅助支撑组件工作，抵紧所述管件装配位置的工件内周壁面，之后再进行管件的装配步骤。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于逆变器壳体装配的加工装置，其通过在工作台上对应待装配的逆变器壳体设置定位块、承力块、压爪、销钉安装单元和管件装配组件，利用各部件数量、位置的对应设置和相互匹配，能快速实现工件的准确定位和装夹，继而实现销钉和管件的先后装配，保证工件装配加工的准确性，提升了工件装配加工的效率，降低了新能源汽车逆变器壳体的加工成本；

(2)本发明的适用于逆变器壳体装配的加工装置，其通过在工作台上对应设置辅助支撑组件，利用辅助支撑组件中支撑块、顶紧块、伸缩单元的对应匹配，可以在完成销钉装配后且开始管件装配前对工件上待装配管件位置的内周壁面进行抵紧支撑，避免管件装配时因工件的位移或者转动导致销钉的变形、松脱；进一步保证逆变器壳体装配的准确性，减少不合格品的出现，降低逆变器壳体的加工成本；

(3)本发明的适用于逆变器壳体装配的加工装置，其利用辅助支撑组件中弹簧、堵头、伸缩单元的组合设置和对应控制，可以实现辅助支撑组件在装配管件前的可靠锁定，和在装配管件时的可靠抵紧，以及在完成管件装配后的快速复位，整个过程控制简单，操作简便，在保证装配精度的同时，进一步简化了加工装置的控制过程；

(4)本发明的适用于逆变器壳体装配的加工装置，其结构简单，组装、操作便捷，且利用其进行装配的加工方法简便，能实现逆变器壳体的准确定位和可靠装夹，并在完成定位装夹后自动、快速地完成销钉的装配和管件的装配，有效提升了新能源汽车逆变器壳体的装配精度和装配效率，降低了逆变器壳体的装配成本，具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于逆变器壳体装配的加工装置的结构俯视图；

图2是本发明实施例中适用于逆变器壳体装配的加工装置的结构侧视图；

图3是本发明实施例中待装配工件在加工装置上定位装夹后的结构示意图；

图4是本发明实施例中加工装置的辅助支撑组件的立体结构示意图；

图5是本发明实施例中加工装置的辅助支撑组件的结构侧视图；

图6是本发明实施例中加工装置的辅助支撑组件的结构俯视图；

图7是本发明实施例中适用于逆变器壳体装配的加工装置的立体结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.定位块，2.销钉安装单元，3.堵头，4.支撑块，401.受力块，402.安装块，403.转轴；5.顶紧块，6.管件，7.管件夹具，8.伸缩单元，9.弹簧，11.压爪，12.管件顶出机构，13.工作台，14.承力块，15.限位块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～4，本发明优选实施例中适用于逆变器壳体装配的加工装置包括工作台13，该工作台13呈板状结构，固定安装或者可拆卸安装在对应的加工位置，用于逆变器壳体的对应放置、装夹与加工。在优选实施例中，逆变器壳体可以在工作台13上完成销钉孔的装配和管件的装配，整个装配过程可以粗略包括如下几个步骤：(1)将逆变器壳体装夹在工作台13上；(2)将销钉对应安装在逆变器壳体加工端面上的对应销钉孔中；(3)将管件装配在逆变器壳体上的对应位置；(4)将完成装配的逆变器壳体从工作台13上取下，完成装配过程。

具体而言，优选实施例中的工作台13上设置有若干定位块1，例如图1中所示的两个，两定位块1的中部沿竖向开设有定位孔，用于逆变器壳体加工端面上已装销钉的对应嵌入，该已装销钉的端部突出于加工端面，并在垂直于加工端面的方向上向外延伸。在优选实施例中，已装销钉的数量为两个，因此，定位块1的设置数量也为两个，两个定位块1的位置对应逆变器壳体上两已装销钉的位置设置，使得逆变器壳体放置于工作台上时，可以其两个已装销钉分别嵌入对应的定位孔中，从而实现逆变器壳体装夹前的可靠定位。显然，定位块1的设置数量可以根据逆变器壳体上已装销钉的数量改变而改变，这可以根据实际情况进行优选。

进一步地，在工作台13上对应加工端面上待装配销钉的加工孔设置有销钉安装单元2，销钉安装单元2的设置数量和设置位置与加工端面上待装配加工孔的数量和位置对应。在实际设置时，可以以定位块1的设置位置为基准进行销钉安装单元2的设置。具体而言，优选实施例中的销钉安装单元2包括销钉容置孔和设置在销钉容置孔底部的装配组件，销钉容置孔优选沿竖向开设，用于对应容置销钉；装配组件在优选实施例中为油缸，该油缸的输出端可在竖向上往复运动，并将容置于销钉容置孔中的销钉顶出，实现销钉与加工端面上对应加工孔的匹配，实现各销钉的装配过程。优选地，在装配组件上设置有检测单元，用于检测销钉容置孔中是否漏放了销钉，该检测单元在优选实施例中为压力检测传感器。不过，在实际设置时，装配组件也可设置为除油缸外的别的形式，只要能实现销钉的顶出就行。

进一步地，对应工件(逆变器壳体)在工作台13上间隔设置有多个承力块14，并使得工件的四角处都有承力块14进行支撑，保证工件放置的准确性。显然，承力块14顶面的高度不低于定位块1顶面的高度，保证工件的加工端面可以稳定放置在承力块14上并保持水平。相应地，在工作台13上对应工件设置有压爪11，其优选为沿环向间隔设置的多个，例如图1中所示的三个，压爪11具有可旋转的压块，用于工件外周多处位置的同时压紧，将加工端面压紧在各承力块14上，如图3中所示。优选地，在工作台13上还间隔设置有多个限位块15，用于工件完成装夹后四周的限位。

进一步地，在工作台13上设置有管件夹具7和管件顶出机构12，前者用于包裹装夹管件6的一端，且管件夹具7的一端固定在管件顶出机构12的伸缩端部，通过管件顶出机构12的驱动，可实现管件夹具7沿轴向的往复运动，从而实现管件6在工件上相应位置处的装配。在实际设置管件顶出机构12时，其设置位置刚好位于工件定位装夹后的一侧，并使得端部的管件夹具7与工件上对应位置的管件装配孔同轴对正。优选实施例中，管件6在工件上装配后其轴线与加工端面之间互呈一定倾斜角度，鉴于此，管件装配孔的轴线与加工端面呈一定倾斜角度。相应地，管件夹具7设置后与工作台13的台面呈一定的倾斜角度，如图2中所示。进一步优选地，优选实施例中的管件顶出机构12为伸缩气缸或者伸缩油缸。

通过上述结构的对应设置，可以实现销钉和管件6在工件上的对应装配，销钉和管件分别与对应的装配孔过盈配合而实现装配。同时，在实际装配时，往往先装配销钉再装配管件6，销钉放置在销钉安装单元2上并由装配组件(优选实施例中的油缸)顶出，将销钉挤压进工件的销钉装配孔中。然而，为了实现工件的准确装夹，在实际设置时，销钉容置孔与销钉装配孔之间间隔有一定的间隙，导致销钉装配完成后，销钉的端部还残留在销钉容置孔内。同时，为了避免工件在装配过程中的变形，在实际装夹工件时，各压爪11施加到工件上的压紧力不能太大。此时，若直接装配管件6，工件便会受到一个侧向的作用力，工件存在位移的可能，这种情况会使得残留在销钉容置孔内的销钉受力发生变形或者产生松脱。

为了避免上述情况的发生，优选实施例中对应工件的装配在工作台13上设置有辅助支撑组件，其包括如图4～6中所示的堵头3、支撑块4、顶紧块5和伸缩单元8。当工件装夹在工作台13上后，辅助支撑组件被工件罩住，如图3中所示，此时，通过控制辅助支撑组件，可以实现该辅助支撑组件对工件内侧的支撑，具体而言，是对工件待装配管件6一侧内壁的支撑。

具体而言，优选实施例中的堵头3如图5、6中所示，其轴线水平设置，一端对正支撑块4的端部，另一端设置在伸缩机构上，通过伸缩机构的控制，可以实现堵头3在水平方向上的往复移动。进一步地，优选实施例中的支撑块4呈l形结构，其包括沿竖向设置的第一支部和沿水平设置的第二支部，两支部之间呈90°夹角设置或者呈略大于90°的钝角，如图5中所示。相应地，为实现支撑块4的设置，在工作台13上设置有安装块402，第二支部的端部通过转轴403转动设置安装块403的顶部，如图5中所示，使得第二支部可以绕转轴403转动。

进一步地，顶紧块5设置在第二支部转动连接的端部，如图5中所示，通过第二支部的绕轴转动，可以实现顶紧块5的绕轴转动，实现顶紧块5与工件内周侧壁面(待装配管件6的侧壁面)的抵紧。为了实现支撑块4以及支撑块4上顶紧块5的转动和锁定，对应支撑块3的第一支部设置有伸缩单元8，优选实施例中的伸缩单元8为油缸，该油缸的伸缩端部设置在第一支部端部的下方，通过油缸伸缩端部的上升，可以将第一支部顶起，实现支撑块4和顶紧块5绕转轴403的运动，待顶紧块5顶紧工件的侧壁面，油缸锁定，使得支撑块4保持在对应的位置，之后再进行管件6的装配过程。

在进行堵头3和支撑块4的设置时，两者可以在同一个竖向平面内并排设置，即堵头3的端部直接对正第一支部背离第二支部的端部，通过堵头3的伸缩运动，可以实现堵头3与第二支部端部的抵接匹配，完成支撑块4在初始状态下的锁定。显然，上述设置形式会使得部件在安装时处于“狭长”的工作区域内，堵头3需要较长的行程空间且需要避免对支撑块4转动时的干涉，这种设置形式对于较长工件的装配而言是可行的。但是，当工件并非为狭长工件或者堵头3的行程有限的时候，需要将支撑块4与堵头3错位设置，如图6中所示，此时，堵头3不对正第一支部，且在第一支部靠近堵头3的一侧设置有受力块401，该受力块401的一端连接在第一支部上，另一端水平延伸至正对堵头3的位置，使得堵头3可以通过水平伸缩匹配或者远离受力块401，实现支撑块4的锁定或者转动。优选地，受力块401呈“l形”结构，其一端固定连接第一支部，另一端延伸至堵头3的前方。相应地，伸缩单元8的伸缩端可以设置在第一支部端部的下方，也可以设置在受力块401的下方。

进一步地，为了实现支撑块4的转动和复原，在第二支部的底部设置有弹簧9，该弹簧9的底部优选固定在安装块402上，且其顶部连接在第二支部的底面。在实际设置时，弹簧9可以是长弹簧，也可以是短弹簧。

当弹簧9为长弹簧时，若第二支部要保持水平，此时的长弹簧需要处于被压状态，即支撑块4必须有外力或者外部结构匹配作用才能保持如图5中所示的状态。在优选实施例中，可以采用堵头3匹配抵接第一支部端部的形式实现上述状态的保持。

当弹簧9为短弹簧时，即弹簧9正常的状态编入图5中所示或者略长于图5中所示的弹簧长度，此时，虽然图5中的弹簧也处于略微压缩状态，但其弹簧恢复力与支撑块4施加于弹簧9上的重力达到平衡，即支撑块4无需施加额外的作用力便能保持在如图5中所示的状态。显然，当弹簧9为短弹簧时，不设置堵头3也可以实现支撑块4在初始时的锁定。

通过前述结构的对应设置，可以得到优选实施例中适用于逆变器壳体装配的加工装置，利用其进行逆变器壳体装配时的加工方法包括如下步骤：

(1)在装配前，将加工装置对应组装成如图7中的形式，并将待装配的销钉对应容置在销钉安装单元2的销钉容置孔中，且将待装配的管件7对应装夹在管件夹具7上，此时，销钉安装单元2的装配组件处于容置孔的底部，管件顶出机构12处于远离工件装夹区域的位置。

(2)将工件对应放置在各承力块14上，并使得工件上的已装销钉与对应位置处的定位块1对正，继而将各已装销钉匹配嵌入各定位孔中，实现工件在加工装置上的定位，此时，各待装销钉分别与工件加工端面上的待装配加工孔同轴对正。

(3)控制各压爪11工作，将工件的对应位置压紧，使得工件稳定装夹在加工装置上，此时，工件上用于管件6装配的加工孔与管件夹具7同轴对正。

若工作台13上设置有辅助支撑组件，则此时辅助支撑组件处于初始状态，即第二支部被弹簧9(短弹簧)和/或堵头3限定在近乎水平的状态，顶紧块5不抵紧工件的内周壁面。

(4)控制各销钉安装单元2中的装配组件工作，将销钉容置孔中的销钉顶出，实现销钉在加工端面上对应加工孔中的装配，完成各销钉的装配过程。显然，各销钉可同时进行装配，也可以先后进行装配。

(5)完成销钉的装配后，在进行管件6的装配前，若工作台13上设置有辅助支撑组件，此时，解除堵头3对第一支部的抵接限位，打开伸缩单元8，使得伸缩端抵接第一支部的端部或者受力块401并将其向上推动，即使得顶紧块5旋向工件的侧壁面，直至顶紧块5顶紧工件待装配管件6的侧壁面。

(6)控制管件顶出机构12工作，带动待装配的管件6靠近工件的待装配加工孔，直至管件6准确装配在该加工孔中，松开管件夹具7对管件6的夹持，管件顶出机构12回缩，远离装配好的工件。

(7)控制伸缩机构8回缩，使得顶紧块5解除对工件内周侧壁面的抵接，继而支撑块4复位；再打开各压爪11，解除对工件的装夹，最后将装配好的工件从加工装置上取下。

本发明中的适用于逆变器壳体装配的加工装置，其结构简单，操作便捷，能实现逆变器壳体的准确定位和可靠装夹，并在完成定位装夹后自动、快速地完成销钉的装配和管件的装配，有效提升了新能源汽车逆变器壳体的装配精度和装配效率，降低了逆变器壳体的装配成本，具有较好的应用前景和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。