泰興減速機(jī)2018年10月30日訊  轉(zhuǎn)軸是電機(jī)的重要零件之一，它支撐各種轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的重量并確定轉(zhuǎn)動(dòng)零部件對(duì)定子的相對(duì)位置，更重要的是，轉(zhuǎn)軸還是傳遞轉(zhuǎn)矩、輸出機(jī)械功率(以電動(dòng)機(jī)為例)的主要零件。

電機(jī)轉(zhuǎn)軸都是階梯軸，按照結(jié)構(gòu)型式，基本上可分為實(shí)心軸、一端帶深孔的軸和有中心通孔的軸三種類型。實(shí)心軸在電機(jī)中用得最普遍，一端帶深孔的軸主要用于集電環(huán)位于端蓋外側(cè)的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，有中心通孔的軸主要用于大型電機(jī)。

對(duì)于中小型電機(jī)，轉(zhuǎn)軸的材料常用45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。對(duì)于小功率電機(jī)，轉(zhuǎn)軸的材料可用35優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或Q275碳素結(jié)構(gòu)鋼。中小型電機(jī)的轉(zhuǎn)軸選用熱軋圓鋼作為毛坯，其直徑需按轉(zhuǎn)軸的最大直徑加上加工余量進(jìn)行選擇，因此，轉(zhuǎn)軸的切削量是較大的。直徑200mm以上的轉(zhuǎn)軸宜用鍛件。鋼材經(jīng)加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部的纖維組織沿表面均勻分布，從而可得到較高的機(jī)械強(qiáng)度，鍛出階梯形還可減少切削余量，以節(jié)省材料消耗。圖1-9所示為軸和轉(zhuǎn)子的典型結(jié)構(gòu)。

對(duì)轉(zhuǎn)軸的加工精度和表面粗糙度的要求都比較高，轉(zhuǎn)軸與其他零件的配合也比較緊密。因此，對(duì)轉(zhuǎn)軸的加工技術(shù)要求應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1尺寸精度

兩個(gè)軸承檔的直徑是與軸承配合的，通過軸承確定轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔中的徑向位置，軸承檔的直徑一般按照m6精度制造。軸伸檔和鍵槽的尺寸都是重要的安裝尺寸。鐵心檔、集電環(huán)檔或換向器檔是與相應(yīng)部件配合的部位，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能影響較大。以上各檔的直徑精度要求都較高。兩軸承檔軸肩間的尺寸也不能忽視，否則，會(huì)影響電機(jī)的軸向間隙，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，甚至裝配困難。

2形狀精度

滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈都是薄壁零件，軸承檔的形狀誤差會(huì)造成內(nèi)外圈變形而影響軸的回轉(zhuǎn)精度，并產(chǎn)生噪聲。軸伸檔和鐵心檔的形狀誤差會(huì)造成與聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)子鐵心的裝配困難。對(duì)軸的這些部位都應(yīng)有圓柱度要求，其中尤以軸承檔和軸伸檔的圓柱度要求最高。

3位置精度

軸伸檔外圓對(duì)兩端軸承檔公共軸線的徑向圓跳動(dòng)量過大，將引起振動(dòng)和噪聲。因此，這個(gè)徑向圓跳動(dòng)量要求較嚴(yán)。鍵槽寬度對(duì)軸線的對(duì)稱度超差，將使有關(guān)零部件在軸上的固定發(fā)生困難。因此，對(duì)這種對(duì)稱度的要求也較高。兩端的中心孔是軸加工的定位基準(zhǔn)，也應(yīng)有良好的同軸度。

4表面粗糙度

配合面的表面粗糙度值過大，配合面容易磨損，將影響配合的可靠性。非配合面的表面粗糙度值過大，將降低軸的疲勞強(qiáng)度。軸承檔和軸伸檔的圓柱面是軸的關(guān)鍵表面，其表面粗糙度Ra＝0.8－1.6um。

轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子的幾何公差，以Y180M－4為例有：

1. 轉(zhuǎn)子外圓對(duì)兩端軸承檔公共基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)（0.05mm）。

2. 轉(zhuǎn)子軸伸外圓對(duì)兩端軸承檔公共基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)（0.025mm）。

3. 轉(zhuǎn)軸軸承檔的圓柱度（0.019mm）

4. 軸伸檔圓度（0.008mm）。

5. 鍵槽對(duì)稱度（0.035mm）。

1中心孔

軸和轉(zhuǎn)子的加工工序，大都以中心孔作為定位基準(zhǔn)。中心孔的質(zhì)量對(duì)工件加工精度有直接的影響。常用中心孔有兩種形式，如圖1－10所示。在電機(jī)軸中都采用B型中心孔，即帶護(hù)錐中心孔。

中心孔由圓柱孔和圓錐孔兩部分組成。圓柱孔用來儲(chǔ)存潤滑油，以減少頂尖的磨損。圓錐孔必須與車床頂尖相配，角度一般為60°，用來負(fù)擔(dān)壓力和確定中心。B型帶護(hù)錐的中心孔，在60°錐孔的端部還要加120°倒角，可起到保護(hù)錐孔表面的作用。

中心孔是用中心鉆加工的。中心鉆是種復(fù)合鉆頭，一次即可加工出中心孔的圓柱部分和圓錐部分。中心鉆用高速鋼制造，是一種標(biāo)準(zhǔn)刀具，由專門的工廠生產(chǎn)。圖1-11所示為中心鉆的典型結(jié)構(gòu)。

這種用中心鉆在車床上鉆中心孔或在立式鉆床上鉆中心孔的方法比較簡便，但精度不太高，不易保證兩端中心孔在同一條中心線上，需要適當(dāng)放大車削的加工余量。此外，生產(chǎn)效率也比較低，對(duì)于單件小批量生產(chǎn)比較適合。對(duì)大批或大量生產(chǎn)的工廠或精度要求較高的零件，應(yīng)采用專門的設(shè)備加工，即把兩端平端面和鉆中心孔合并在一臺(tái)設(shè)備上完成。

為了保證轉(zhuǎn)軸各表面相對(duì)位置的精度，要求在各道工序中采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)中心孔，因此在車削工序中，普遍采用雙頂尖定位裝夾。這種定位裝夾方法如圖1－12所示。在車床主軸上裝有撥盤，通過撥桿帶動(dòng)雞心夾頭，雞心夾頭通過方頭螺釘與工件連在一起，也可以不用撥桿，把直尾雞心夾頭改成彎展的，同樣能達(dá)到目的。

2退刀槽

為了便于軸頸加工，使裝配工藝可靠，應(yīng)在臺(tái)階過渡處加工出退刀槽（又稱為砂輪越程槽），如圖1－13所示。

電機(jī)轉(zhuǎn)軸的車削加工一般分為粗車與精車，在兩臺(tái)車床上進(jìn)行。粗車時(shí)，得到和轉(zhuǎn)軸相似的輪廓形狀，但是在每一軸檔的直徑和長度尺寸上都留有精車及磨削工序的加工余量，不要求得到精確的尺寸，只要求在單位時(shí)間內(nèi)加大切削量。常采用功率較大的機(jī)床和堅(jiān)固的刀具。

精車時(shí)，除需要磨削的臺(tái)階留出磨削加工余量外，其余各軸檔的直徑和長度全部按圖樣規(guī)定的要求加工。端面倒角和砂輪越程槽也在精車時(shí)加工。精車工序采用較精密的車床。

3倒角

為了保證裝配工作容易和安全，一般在車削加工結(jié)東前都需進(jìn)行端面倒角。倒角尺寸見表1－5。

4鍵槽

為傳遞電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)軸上加工出鍵槽。當(dāng)軸上有兩個(gè)及以上的鍵槽時(shí)，為了考慮結(jié)構(gòu)工藝的要求，應(yīng)盡量統(tǒng)一鍵槽寬度，并布置在軸的同一母線上，便于在銑床上通過一次裝夾把全部鍵槽銑出來。

1粗加工

鋸斷、毛坯的粗加工、帶金板的轉(zhuǎn)軸的金板焊接等都屬于轉(zhuǎn)軸的粗加工

2平端面和鉆中心孔

1）由鋸床鋸成或鍛打的毛坯不能保證端面與軸線相垂直，對(duì)轉(zhuǎn)軸全長精度也不易保證，因此必須留有余量，然后在車床或有關(guān)設(shè)備上平端面及鉆中心孔

2）中心孔是用中心鉆加工的。中心鉆是一種復(fù)合鉆頭，一次即可加工出中心孔的圓柱部分和圓錐部分

3）軸和轉(zhuǎn)子的加工都以中心孔為定位基準(zhǔn)

3車削倒角和退刀槽

1）車削工序時(shí)，除需要磨削的臺(tái)階留出磨削加工余量外，其余各軸檔的直徑和長度全部按圖樣規(guī)定的要求加工。倒角的同時(shí)加工

2）退刀槽：為了便于軸頸加工，使裝配工藝可靠，應(yīng)在臺(tái)階過渡處加工出退刀槽

3）通常4道步驟：

①粗車左端各軸檔

②粗車右端各軸檔

③精車左端各軸檔、倒角、切槽

④精車右端各軸檔、倒角、切槽

4磨削加工

提高轉(zhuǎn)軸外圓的表面精度和幾何公差，電機(jī)軸上的軸伸檔和兩端軸承檔的精度與幾何公差要求都較高，都需進(jìn)行磨削加工

對(duì)于小功率電機(jī)，由于轉(zhuǎn)軸較細(xì)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸壓入鐵心內(nèi)時(shí)，極易產(chǎn)生變形（壓彎），所以磨削加工都在轉(zhuǎn)軸壓入鐵心后進(jìn)行。對(duì)直徑在60mm以上的轉(zhuǎn)軸，因其剛度和強(qiáng)度較好。壓入鐵心時(shí)引起彎曲變形的可能性不大，因此普遍采用轉(zhuǎn)軸全部加工后（包括磨削）再壓人鐵心的工藝，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是：減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)周期，消除在磨削時(shí)切削液進(jìn)入轉(zhuǎn)子鐵心的現(xiàn)象

5銑鍵槽

當(dāng)軸上有兩個(gè)及以上的鍵槽時(shí)，為了考慮結(jié)構(gòu)工藝的要求，應(yīng)盡量統(tǒng)一鍵槽寬度，并布置在軸的同一母線上，便于在銑床上通過一次裝夾把全部鍵槽銑出來（傳遞電機(jī)的轉(zhuǎn)矩）

對(duì)于軸伸端鍵槽侁削與直徑磨削的安排，把精加工的磨削工序放在工序之后進(jìn)行是較合理的。這樣一方面可以消除由于銑削工序可能引起的變形，同時(shí)也能有效去除鐵槽口的毛刺。如果采用先銑后磨的工藝，也有不利的一面，即：磨削成為不連續(xù)，如切削用量選用不當(dāng)，容易損壞砂輪，并且鍵槽的精度相對(duì)來說也要求高一些

6鉆金板孔

為轉(zhuǎn)軸套接轉(zhuǎn)子做準(zhǔn)備

7轉(zhuǎn)子光外圓加工

轉(zhuǎn)子外圓加工是轉(zhuǎn)子加工的最后一道工序，也是保證電機(jī)氣隙準(zhǔn)確性和電機(jī)性能的關(guān)鍵工序

8轉(zhuǎn)軸外觀質(zhì)量樣板圖

轉(zhuǎn)子鐵心外圓不允許采用磨削工藝，盡管采用磨削可以同軸承檔磨削在一次裝夾中完成，從而使形位誤差極小。但是，轉(zhuǎn)子鐵心是由一張張沖片疊壓而成，磨削時(shí)大量的冷卻液必將滲入到?jīng)_片間隙中，降低沖片的使用壽命；同時(shí)，外圓表面上由于槽口鋁條的影響，磨削比較困難。

所以轉(zhuǎn)子鐵心外圓加工無例外地都采用車削加工。由于槽口鋁條影響，車削是交替地從硬的鋼到軟的鋁。對(duì)刀具來講，與斷續(xù)切削相似，因此刀具磨損較快，尤其在自動(dòng)流水線上，加工效率低，成為薄弱環(huán)節(jié)，刀具刃磨調(diào)整頻繁，尺寸精度不易控制。

先進(jìn)的工藝方法是采用旋轉(zhuǎn)圓盤車刀加工。同普通硬質(zhì)合金車刀相比，切削速度可提高倍，刀具使用壽命可提高10倍（根據(jù)某電機(jī)廠試驗(yàn)，一般車刀刃磨一次可加工30個(gè)轉(zhuǎn)子，圓盤車刀一次刃磨可加工400多個(gè)轉(zhuǎn)子）。這種刀具的結(jié)構(gòu)如圖1－14所示。刀片是一個(gè)用YC6材料制成的硬質(zhì)合金圓環(huán)，用壓板通過6個(gè)M5內(nèi)六角螺釘緊固。刀體固定在帶圓錐的軸上，而軸則在刀體座中，通過軸承能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。利用圓盤車刀加工轉(zhuǎn)子外圓，圓盤車刀的刃口比普通車刀長幾十倍，刀具磨損相應(yīng)減小，又由于刃口是在旋轉(zhuǎn)，對(duì)切削熱量的散發(fā)特別有利，所以這種刀具使用壽命較長、耐用度較高。