泰兴减速机

泰兴减速机电机转轴的加工

发布时间:2018-10-30 23:12:00 点击:

    一、转轴的类型及其技术要求

    泰兴减速机2018年10月30日讯  转轴是电机的重要零件之一,它支撑各种转动零部件的重量并确定转动零部件对定子的相对位置,更重要的是,转轴还是传递转矩、输出机械功率(以电动机为例)的主要零件。


    电机转轴都是阶梯轴,按照结构型式,基本上可分为实心轴、一端带深孔的轴和有中心通孔的轴三种类型。实心轴在电机中用得最普遍,一端带深孔的轴主要用于集电环位于端盖外侧的绕线转子异步电动机,有中心通孔的轴主要用于大型电机。


    对于中小型电机,转轴的材料常用45优质碳素结构钢。对于小功率电机,转轴的材料可用35优质碳素结构钢或Q275碳素结构钢。中小型电机的转轴选用热轧圆钢作为毛坯,其直径需按转轴的最大直径加上加工余量进行选择,因此,转轴的切削量是较大的。直径200mm以上的转轴宜用锻件。钢材经加热锻造后,可使金属内部的纤维组织沿表面均匀分布,从而可得到较高的机械强度,锻出阶梯形还可减少切削余量,以节省材料消耗。图1-9所示为轴和转子的典型结构。


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    对转轴的加工精度和表面粗糙度的要求都比较高,转轴与其他零件的配合也比较紧密。因此,对转轴的加工技术要求应包括以下几个方面:


    1尺寸精度


    两个轴承档的直径是与轴承配合的,通过轴承确定转子在定子内腔中的径向位置,轴承档的直径一般按照m6精度制造。轴伸档和键槽的尺寸都是重要的安装尺寸。铁心档、集电环档或换向器档是与相应部件配合的部位,对电机的运行性能影响较大。以上各档的直径精度要求都较高。两轴承档轴肩间的尺寸也不能忽视,否则,会影响电机的轴向间隙,导致电机转动不灵活,甚至装配困难。



    2形状精度


    滚动轴承内外圈都是薄壁零件,轴承档的形状误差会造成内外圈变形而影响轴的回转精度,并产生噪声。轴伸档和铁心档的形状误差会造成与联轴器和转子铁心的装配困难。对轴的这些部位都应有圆柱度要求,其中尤以轴承档和轴伸档的圆柱度要求最高。


    3位置精度


    轴伸档外圆对两端轴承档公共轴线的径向圆跳动量过大,将引起振动和噪声。因此,这个径向圆跳动量要求较严。键槽宽度对轴线的对称度超差,将使有关零部件在轴上的固定发生困难。因此,对这种对称度的要求也较高。两端的中心孔是轴加工的定位基准,也应有良好的同轴度。


    4表面粗糙度


    配合面的表面粗糙度值过大,配合面容易磨损,将影响配合的可靠性。非配合面的表面粗糙度值过大,将降低轴的疲劳强度。轴承档和轴伸档的圆柱面是轴的关键表面,其表面粗糙度Ra=0.8-1.6um。


    转轴和转子的几何公差,以Y180M-4为例有:

    1. 转子外圆对两端轴承档公共基准轴线的径向圆跳动(0。05mm)。

    2. 转子轴伸外圆对两端轴承档公共基准轴线的径向圆跳动(0.025mm)。

    3. 转轴轴承档的圆柱度(0.019mm)

    4. 轴伸档圆度(0.008mm)。

    5. 键槽对称度(0.035mm)。


    二、转轴的结构要素


    1中心孔



    轴和转子的加工工序,大都以中心孔作为定位基准。中心孔的质量对工件加工精度有直接的影响。常用中心孔有两种形式,如图1-10所示。在电机轴中都采用B型中心孔,即带护锥中心孔。


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    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相配,角度一般为60°,用来负担压力和确定中心。B型带护锥的中心孔,在60°锥孔的端部还要加120°倒角,可起到保护锥孔表面的作用。


    中心孔是用中心钻加工的。中心钻是种复合钻头,一次即可加工出中心孔的圆柱部分和圆锥部分。中心钻用高速钢制造,是一种标准刀具,由专门的工厂生产。图1-11所示为中心钻的典型结构。


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    这种用中心钻在车床上钻中心孔或在立式钻床上钻中心孔的方法比较简便,但精度不太高,不易保证两端中心孔在同一条中心线上,需要适当放大车削的加工余量。此外,生产效率也比较低,对于单件小批量生产比较适合。对大批或大量生产的工厂或精度要求较高的零件,应采用专门的设备加工,即把两端平端面和钻中心孔合并在一台设备上完成。


    为了保证转轴各表面相对位置的精度,要求在各道工序中采用统一的定位基准中心孔,因此在车削工序中,普遍采用双顶尖定位装夹。这种定位装夹方法如图1-12所示。在车床主轴上装有拨盘,通过拨杆带动鸡心夹头,鸡心夹头通过方头螺钉与工件连在一起,也可以不用拨杆,把直尾鸡心夹头改成弯展的,同样能达到目的。


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    2退刀槽


    为了便于轴颈加工,使装配工艺可靠,应在台阶过渡处加工出退刀槽(又称为砂轮越程槽),如图1-13所示。


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    电机转轴的车削加工一般分为粗车与精车,在两台车床上进行。粗车时,得到和转轴相似的轮廓形状,但是在每一轴档的直径和长度尺寸上都留有精车及磨削工序的加工余量,不要求得到精确的尺寸,只要求在单位时间内加大切削量。常采用功率较大的机床和坚固的刀具。


    精车时,除需要磨削的台阶留出磨削加工余量外,其余各轴档的直径和长度全部按图样规定的要求加工。端面倒角和砂轮越程槽也在精车时加工。精车工序采用较精密的车床。


    3倒角


    为了保证装配工作容易和安全,一般在车削加工结東前都需进行端面倒角。倒角尺寸见表1-5。


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    4键槽


    为传递电动机的转矩,在转轴上加工出键槽。当轴上有两个及以上的键槽时,为了考虑结构工艺的要求,应尽量统一键槽宽度,并布置在轴的同一母线上,便于在铣床上通过一次装夹把全部键槽铣出来。


    三、转轴的制造工序


    1粗加工


    锯断、毛坯的粗加工、带金板的转轴的金板焊接等都属于转轴的粗加工


    2平端面和钻中心孔


    1)由锯床锯成或锻打的毛坯不能保证端面与轴线相垂直,对转轴全长精度也不易保证,因此必须留有余量,然后在车床或有关设备上平端面及钻中心孔

    2)中心孔是用中心钻加工的。中心钻是一种复合钻头,一次即可加工出中心孔的圆柱部分和圆锥部分

    3)轴和转子的加工都以中心孔为定位基准


    3车削倒角和退刀槽


    1)车削工序时,除需要磨削的台阶留出磨削加工余量外,其余各轴档的直径和长度全部按图样规定的要求加工。倒角的同时加工

    2)退刀槽:为了便于轴颈加工,使装配工艺可靠,应在台阶过渡处加工出退刀槽

    3)通常4道步骤:

    ①粗车左端各轴档

    ②粗车右端各轴档

    ③精车左端各轴档、倒角、切槽

    ④精车右端各轴档、倒角、切槽


    4磨削加工


    提高转轴外圆的表面精度和几何公差,电机轴上的轴伸档和两端轴承档的精度与几何公差要求都较高,都需进行磨削加工


    对于小功率电机,由于转轴较细,当转轴压入铁心内时,极易产生变形(压弯),所以磨削加工都在转轴压入铁心后进行。对直径在60mm以上的转轴,因其刚度和强度较好。压入铁心时引起弯曲变形的可能性不大,因此普遍采用转轴全部加工后(包括磨削)再压人铁心的工艺,这种工艺的优点是:减轻劳动强度,缩短生产周期,消除在磨削时切削液进入转子铁心的现象


    5铣键槽


    当轴上有两个及以上的键槽时,为了考虑结构工艺的要求,应尽量统一键槽宽度,并布置在轴的同一母线上,便于在铣床上通过一次装夹把全部键槽铣出来(传递电机的转矩)


    对于轴伸端键槽侁削与直径磨削的安排,把精加工的磨削工序放在工序之后进行是较合理的。这样一方面可以消除由于铣削工序可能引起的变形,同时也能有效去除铁槽口的毛刺。如果采用先铣后磨的工艺,也有不利的一面,即:磨削成为不连续,如切削用量选用不当,容易损坏砂轮,并且键槽的精度相对来说也要求高一些


    6钻金板孔


    为转轴套接转子做准备


    7转子光外圆加工


    转子外圆加工是转子加工的最后一道工序,也是保证电机气隙准确性和电机性能的关键工序


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    8转轴外观质量样板图


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    转子铁心外圆不允许采用磨削工艺,尽管采用磨削可以同轴承档磨削在一次装夹中完成,从而使形位误差极小。但是,转子铁心是由一张张冲片叠压而成,磨削时大量的冷却液必将滲入到冲片间隙中,降低冲片的使用寿命;同时,外圆表面上由于槽口铝条的影响,磨削比较困难。


    所以转子铁心外圆加工无例外地都采用车削加工。由于槽口铝条影响,车削是交替地从硬的钢到软的铝。对刀具来讲,与断续切削相似,因此刀具磨损较快,尤其在自动流水线上,加工效率低,成为薄弱环节,刀具刃磨调整频繁,尺寸精度不易控制。


    先进的工艺方法是采用旋转圆盘车刀加工。同普通硬质合金车刀相比,切削速度可提高倍,刀具使用寿命可提高10倍(根据某电机厂试验,一般车刀刃磨一次可加工30个转子,圆盘车刀一次刃磨可加工400多个转子)。这种刀具的结构如图1-14所示。刀片是一个用YC6材料制成的硬质合金圆环,用压板通过6个M5内六角螺钉紧固。刀体固定在带圆锥的轴上,而轴则在刀体座中,通过轴承能自由转动。利用圆盘车刀加工转子外圆,圆盘车刀的刃口比普通车刀长几十倍,刀具磨损相应减小,又由于刃口是在旋转,对切削热量的散发特别有利,所以这种刀具使用寿命较长、耐用度较高。


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