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1、2018/9/9,电机零部件机加械工工艺培训讲义 杨延安2013.3.8,电机零部件机械加工工艺培训,一、前言 1.1、概述 电机制造工艺除了特有的工艺如冲片制造、铁芯压装、换向器制造、转子铸铝、以及绕组的绕制、成型、绝缘、嵌线和浸渍、转子校动平衡等之外，还具有一般机器制造所共有的铸造、锻造、焊接、机加工和装配工艺。一般小容量电机批量生产时，机座及端盖为铸铁件或铸钢件；大容量单件生产时，机座及端盖为焊接件，转轴采用圆钢锻造成阶梯轴。机械加工就是金属切削加工，切削加工是指利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。切削加工目的：使工件的各项加工精度和表面质量，都达到图样有关技术要求。进行切削加工
2、的条件：首先要有具备一定切削性能的切削工具（刀具或磨具），,电机零部件机械加工工艺培训,且还要让工件与切削工具作一定的相对运动，以适应不同加工对象工艺特点需要。切削加工的具体方法主要有车削、钻削、铣削、刨削、磨削和镗削等。切削加工工艺的编制主要依靠的主要依据是切削运动与切削用量、刀具材料与刀具几何形状、切削抗力与切削热，以及工件已加工表面质量等的一些概念。一般机械加工通用工艺卡片是技术指导性的，规定工件的加工顺序，同时规定各工序的切削规范，如进给量、切削速度和切削深度等技术条件。工艺过程卡片是组织生产用的，每种零件一份，注明工序安排的顺序，如车、铣、磨等。电机制造特有工艺和装配工艺一般编制成文
3、字叙述的工艺守则；特有工艺中过程内容复杂，操作要求稳定，加工后不能从表观直接判明产品质量的质量控制点的工艺文件一般编制成内容详细的操作指导书；其它还有绝缘规范等文件。 电机需要切削加工的零部件主要有转轴、转子支架和转子、端盖、机座等。,电机零部件机械加工工艺培训,1.2、电机不同轴度及不同工艺方案特点 气隙：电机装配完成后，定子铁芯与转子铁芯之间形成的间隙（空气隙）。 气隙均匀度：为了保证电机磁路的对称，不引起太大的单边磁拉力使电机的运行恶化，必须规定气隙的均匀度。（即气隙这个圆筒须厚度一致或定转子铁芯不同轴度要小）。 气隙均匀度的影响因素：气隙均匀度即电机定转子不同轴度（偏心度），主要取决于
4、定子、端盖、转子、轴承这四个零部件的形位公差及它们之间的配合间隙。影响最大的因素是定子铁芯内圆对机座两端止口的径向跳动即电机定转子不同轴度（不同心度）。 “光外圆”（W）方案定子铁芯以其内圆为基准精车铁芯外圆，之后压入机座，不再进行任何补充的机械加工。特点是：可放松冲片内外圆同心度和冲片外圆的精度要求。铁芯外圆精度和铁芯内外圆同心度是依靠铁芯压装后，以内圆为基准精车外圆的方法来保证。因铁芯压入机座后不再加工，故机座的精度和同心度要求较高。（三一风电）,电机零部件机械加工工艺培训,“光止口”（Z）方案定子铁芯内外圆不进行机械加工，压入机座后，以铁芯内圆为基准精车机座两端止口。特点是：因止口在铁芯
5、压入机座后进行精加工，故可放松机座、冲片和铁芯的有关精度要求。对机座与铁芯本身没有同心度要求。铁芯与机座配合的过盈量较大。 “两不光”（L）方案定子铁芯内外圆不进行补充加工，压入机座后也不进行止口精加工。特点是：定子同心度完全靠零部件本身质量来保证，对冲片、铁芯、机座的质量要求都较高，最终依靠冲模、叠压工装和机座加工质量保证，生产效率最高。 “两光”（LG）方案定子铁芯以其内圆为基准精车铁芯外圆，压入机座后，以铁芯内圆为基准精车机座两端止口。特点是：对冲片、铁芯、机座的尺寸精度及同心度要求最低，但工序最多，生产效率最低。 “光内圆”（N）方案定子铁芯压入机座后，以机座机座止口为基准，精车或精磨
6、铁,电机零部件机械加工工艺培训,芯内圆。对电机的电磁性能有影响，不建议采用。 二、电机转轴 1、轴的分类及概念 1.1、轴 设备中带动旋转件的部分，由轴承支撑而旋转。 1.2、传动轴 弯矩为零，或很小，只传递转矩的轴称为传动轴，它的直径可按扭转强度或刚度确定。 1.3、心轴 只受弯矩的轴称为心轴，它的直径主要取决于抗弯强度或弯曲刚度。 1.4、转轴 同时承受转矩和弯矩，且都不能忽略的轴称为转轴。它的直径可以用许用弯曲应力法或弯曲、扭转刚度确定。 2、轴的结构设计原则 2.1、受力合理，力求等强度，尽量减小应力集中； 2.2、轴上零件定位准确、简便，固定可靠，装卸方便；,电机零部件机械加工工艺培
7、训,2.3、有良好的工艺性。 3、电机转轴的作用转轴是电机的重要零件之一，它要支撑各种转动零部件的重量，工作时要承受由不平衡重量引起的弯曲力矩和气隙不均匀引起的单边磁拉力，更重要的是，转轴还是传递转矩，输出（如电动机）机械功率的主要零件。 4、电机转轴的材质一般电机转轴都采用45#优质碳素结构钢。采用45#钢，除确定较好外，主要还可进行调质处理。小功率电机允许用35#钢或A5普通碳素钢代用，后者强度差，但价格便宜。 5、电机转轴的毛坯形式直径较小的电机转轴毛坯通常用热轧圆钢；直径较大（100以上）的电机转轴采用圆钢锻造而成的阶梯轴毛坯，以及焊接幅向筋条代替转子支架的焊接轴。,电机零部件机械加工
8、工艺培训,采用锻件毛坯能节省金属材料消耗，提高机械性能，降低金属切削加工费用，但同时增加了锻造费用。焊接轴可以增大转子内腔散热的通风面积，但由于焊缝存在，转轴的疲劳强度显著降低，故不适用于高速电机。毛坯尺寸d=转轴铁芯档直径d+毛坯加工余量dd=30、d=4, d=50、d=6 依次类推。 6、电机转轴和转子的基本加工过程（工艺过程卡）各类电机转轴和转子的基本加工过程是：平（车、铣）端面、钻中心孔粗车一端（轴伸端）各轴档粗车另一端（风扇端)各轴档精车一端（含倒角、切槽）精车另一端（含倒角、切槽）无心磨床粗磨（铁芯档滚花）（端面外圆磨床精磨）外圆磨床精磨铣键槽（分类）、（铸铝转子）铸铝铁芯压轴精
9、车转子铁芯外圆(含倒角）校动平,电机零部件机械加工工艺培训,衡清洗烘干表面喷漆。 、（铜导条转子）铁芯压轴穿导条安装端环焊接精车转子铁芯外圆(含倒角）套风扇校动平衡表面喷漆。 、（绕线转子）打深孔钻斜孔铁芯压轴嵌线接头、焊接绑扎半成品试验浸漆半成品试验滑环热套、接线校动平衡表面喷漆。 、（直流电枢）铁芯压轴换向器热套嵌线焊接绑扎、打无纬带半成品试验浸漆(车电枢外圆无纬带)精车换向器外圆换向器挠槽、倒角校动平衡表面喷漆。 7、平端面和钻中心孔工序（俗称齐头打眼） 7.1、目的：阶梯轴锻件毛坯和由锯床锯成的毛坯不能保证端面与轴中心线垂直，对转轴全长,电机零部件机械加工工艺培训,的尺寸精度也不易保证
10、，故应留长度余量，然后在车床上车端面、钻中心孔。 7.2 、中心孔 中心孔也称为顶尖孔，是转轴和转子进行车削、磨削等一系列加工工序的定位基准。常用中心孔有A型不带护锥和B型带护锥两种型式，电机转轴都用B型中心孔（带护锥）。,电机零部件机械加工工艺培训,表1-1 中心孔尺寸 （mm),电机零部件机械加工工艺培训,中心孔由圆柱孔和圆锥孔两部分组成。圆柱孔用来储存润滑油，以减少顶尖的磨损。圆锥孔必须与车床顶尖（针）相配，一般为60，用来担负压力和定中心。B型带护锥的中心孔在60锥孔的端部还需加120倒角，可起保护锥孔表面的作用。 7.3、中心孔的选择 尺寸d是中心孔的主要尺寸，用来表示中心孔规格，如
11、：d=4mm的B型中心孔，在图纸上标注为中心孔B4GB1459。中心孔尺寸由GB14559规定，并按表1-1的中心孔尺寸数据进行选择。在选择时主要根据毛坯最大直径，并参考端部最小直径及工件最大重量（对重型零件，则按重量来选择）。 7.4、中心孔的加工 转轴两端中心孔应在同一中心线上，在其后加工过程中自始至终要保持准确、清,电机零部件机械加工工艺培训,洁，并永远保留在转轴上。否则中心孔易磨损，工件质量不易保证，甚至会出现“黑皮”（加工不到）。 中心孔是用中心钻加工的。中心钻是一种复合钻头，一次走刀即加工出中心孔的圆锥部分和圆柱部分。中心钻用高速钢制造，是一种标准刀具，由专业工厂生产。 7.5、平
12、端面和钻中心孔工序（齐头打眼）工艺单件小批量生产时，加工方法是将转轴一端穿入车床主轴孔内，用三爪卡盘夹住转轴，即以转轴外圆为定位基准，先车削转轴一端端面；后将车床尾座的顶尖拆下，安装上中心钻，钻中心孔。之后松开三爪卡盘，将转轴掉头装夹，车削转轴另一端端面，钻中心孔。该方法简便易行，但精度不高，不易保证两端中心孔在同一条中心线上，需适当 放大车削的加工余量。（大型转轴在镗床上镗平端面、钻中心孔。),电机零部件机械加工工艺培训,大批大量生产或精度要求较高的转轴，采用专用机床，在一台设备上把转轴两端平端面（铣加工）和钻中心孔合并在一起同时加工。 8、车削工序 8.1、转轴车削的定位基准：为保证转轴各
13、表面相互位置的精度，要求在各道工序中采用统一的定位基准中心孔。 8.2、转轴的定位装夹：在转轴车削工序中，普遍采用双顶尖定位装夹。即在车床主轴装有带拨盘的顶尖，顶住转轴一端中心孔，套入鸡心夹头，车床尾座顶尖顶住转轴另一端中心孔，拧紧鸡心夹头上的方头螺栓，夹紧转轴，拨盘通过拨杆带动鸡心夹头进而带动转轴旋转切削。加长转轴和大型转轴多数在中间增加中心架支撑转轴。 8.3、转轴切削的分工：电机转轴的车削加工一般分为粗车和精车工序，有的企业在粗车和精车之间还增加了半精车工序，分别在不同精度的车床上进行。,电机零部件机械加工工艺培训,8.4、转轴的粗车：粗车时，得到和转轴图纸相似的轮廓形状，但在每一轴档的
14、直径和长度尺寸上都留有精车和磨削工序的加工余量。粗车不要求得到精确的尺寸，只要求在单位时间内加大切削量，故需采用强力的机床与坚固的刀具。 8.5、转轴的排刀切削批量生产时，为提高生产效率，可采用仿形半自动车床进行排刀切削。当转轴各阶梯轴径相差较小、长度相差不大时，可采用每一个阶梯用一把车刀，多刀同时切削，刀架行程长度等于轴的最长阶梯的长度。当转轴各阶梯轴径相差较大、加工余量较大时，则采用多刀依次参加切削，第一把车刀切削每个阶梯，最后一把车刀仅仅切削转轴右侧轴径最小的阶梯处所留余量，刀架行程长度等于各阶梯长度之和。此时须注意刀架应能在尾座旁自由通过（最小阶梯轴径加工刀具）。,电机零部件机械加工工
15、艺培训,8.6、转轴的精车粗车后精车前，工件应进行时效处理，消除（释放）装夹应力和切削应力，降低工件温度到常温状态，按图纸和工艺测量相关尺寸，确认精车加工余量和精车方案。精车时，需磨削的台阶应留出磨削加工余量外，其余各阶梯轴径与长度全部按图纸规定的要求加工到位，即保证转轴各表面的加工精度、粗糙度及相关形位公差要求（同轴度要求等），端面倒角和砂轮越程槽也在精车时加工完成。精车工序应采用高精度车床进行。有半精车工序时，精度及表面粗糙度要求较高而需要精车或磨削的阶梯除外，其余工作都在半精车工序完成。精车时，因各轴挡尺寸精度、表面粗糙度及形位公差等要求不同，故很少采用多刀切削，但切槽和倒角可采用多刀切
16、削。,电机零部件机械加工工艺培训,表1-2电机转轴各工序加工余量 （mm）注：分子粗车外圆后给精车所留余量，分母精车外圆后所留磨削余量,电机零部件机械加工工艺培训,8.7、转轴车削的工序组成转轴的车削通常由以下四道工序组成：工序1、粗车转轴左端（轴伸端）各轴档，工序2：粗车转轴右端（风扇端）各轴档，工序3：精车左端各轴档及倒角、切槽， 工序4：精车右端各轴档及倒角、切槽。 精车后检验各尺寸精度、表面粗糙度及形位公差外，须检查表观有无裂纹及磕碰。需要注意：对于焊接轴，因辐向筋板外圆加工属于断续切削，故应注意调整车刀角度，减小切削深度和走刀量，以防车刀损坏。 8.8、转轴设置退刀槽的目的、影响、“切轴”处理现状及解决方法转轴设置退刀槽的目的：退刀槽又称为砂轮越程槽，是为了便于轴径磨削加工及零件装配位置可靠等工艺需要而设计的。退刀槽的影响：由于退刀槽的存在，转轴使用时在此应力集中，当转轴材质有波,
