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(lèi)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(xiàn)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(guò)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(xiàn)的徑向圓跳動(dòng)量過(guò)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(xiàn)的對(duì)稱(chēng)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(chēng)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(guò)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(guò)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(xiàn)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(xiàn)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(chēng)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(lái)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，以減少頂尖的磨損。圓錐孔必須與車(chē)床頂尖相配，角度一般為60°，用來(lái)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(zhuān)門(mén)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(chē)床上鉆中心孔或在立式鉆床上鉆中心孔的方法比較簡(jiǎn)便，但精度不太高，不易保證兩端中心孔在同一條中心線(xiàn)上，需要適當(dāng)放大車(chē)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(zhuān)門(mén)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(chē)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(chē)床主軸上裝有撥盤(pán)，通過(guò)撥桿帶動(dòng)雞心夾頭，雞心夾頭通過(guò)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(guò)渡處加工出退刀槽（又稱(chēng)為砂輪越程槽），如圖1－13所示。

電機(jī)轉(zhuǎn)軸的車(chē)削加工一般分為粗車(chē)與精車(chē)，在兩臺(tái)車(chē)床上進(jìn)行。粗車(chē)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(zhǎng)度尺寸上都留有精車(chē)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(chē)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(zhǎng)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(chē)時(shí)加工。精車(chē)工序采用較精密的車(chē)床。

3倒角

為了保證裝配工作容易和安全，一般在車(chē)削加工結(jié)東前都需進(jìn)行端面倒角。倒角尺寸見(jiàn)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(xiàn)上，便于在銑床上通過(guò)一次裝夾把全部鍵槽銑出來(lái)。

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(xiàn)相垂直，對(duì)轉(zhuǎn)軸全長(zhǎng)精度也不易保證，因此必須留有余量，然后在車(chē)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(chē)削倒角和退刀槽

1）車(chē)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(zhǎng)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(guò)渡處加工出退刀槽

3）通常4道步驟：

①粗車(chē)左端各軸檔

②粗車(chē)右端各軸檔

③精車(chē)左端各軸檔、倒角、切槽

④精車(chē)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(xiàn)上，便于在銑床上通過(guò)一次裝夾把全部鍵槽銑出來(lái)（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(lái)說(shuō)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(wú)例外地都采用車(chē)削加工。由于槽口鋁條影響，車(chē)削是交替地從硬的鋼到軟的鋁。對(duì)刀具來(lái)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(xiàn)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(pán)車(chē)刀加工。同普通硬質(zhì)合金車(chē)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(chē)刀刃磨一次可加工30個(gè)轉(zhuǎn)子，圓盤(pán)車(chē)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(guò)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(guò)軸承能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。利用圓盤(pán)車(chē)刀加工轉(zhuǎn)子外圓，圓盤(pán)車(chē)刀的刃口比普通車(chē)刀長(zhǎng)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(zhǎng)、耐用度較高。