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减轻电动汽车的重量可以改进驱动性能和造价。特别地，减轻电动汽车电机轴的重量不只是减轻重量，而且可以减小转动惯量，提高电机的响应性。电动机轴结构复杂，两端需要装配轴承和驱动轴，这种复杂结构的轴一般是由一根整体轴用机床加工生产，所以大功率电动汽车电机的轴很重，成本高。为了降低轴的重量和制造成本，一种中空轴结构被开发出来。这种轴由管和实心零件通过超精摩擦焊焊接在一起。通过改进焊接条件和装夹方法成功制造出满足电动汽车电机轴质量要求（精度大于0.1mm）。焊接面通过严格的显微镜检查，这种工艺生产的中空轴没有任何焊接缺陷，可以满足实际应用。 实体轴： 超精焊接设备： 两种轻重量中空轴： 轴由三部分组成，A段安装轴承和传感器，阶梯形圆柱由机加工制造。B段中空直管结构。C段具有安装轴承的复杂的阶梯形圆柱结构和花键链接。3个零件在图中焊接线（welding line）位置焊接在一起。表I显示每一段轴的长度和圆跳动。 加强的超精摩擦焊机： 一般的摩擦焊机只能做到0.5mm的同心度，但是这个轴需要0.1mm的精度，为了达到这个精度，对整个机器进行了加固以阻止变形。 焊接条件： 焊接尺寸精度： 使用摩擦焊工艺成功的将中空轴焊接到了一起，轴的同心度相对于传统技术有重大改进。并且发现先把A和B焊接在一起可以减小中空轴的圆跳动。但是，精度还是不能满足需求。 通过数据分析发现轴的精度和装夹方法之间存在关系，上方远离底座，抵抗压应力的刚度较弱。这个不同产生使整根轴弯曲的弯矩。在第二部焊接时改进压接工装消除弯曲变形，最后轴的精度满足了要求。 焊接质量： 通过显微镜观察焊接位置的质量，发现焊接面有裂纹等缺陷，最后通过增加焊接熔化的长度来获得足够深度的渗透。 改进的焊接条件：
通过显微镜检查还发现：第二种轴结构更容易获得完美的焊接面。 |
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