电机转子轴以车代磨工艺的研究

电机转子轴以车代磨工艺的研究

高晓锋

哈尔滨电气动力装备有限公司黑龙江哈尔滨150000

摘要：科学技术发展迅速。传统的电机轴加工工艺在工艺和操作技术方面相对落后。这在经济上是低效且耗时的。新型高刚性精密数控车床诞生后，汽车磨削过程不仅改变了电机轴的加工过程，而且在很大程度上提高了电机轴的加工效率。

关键词：电子机转轴；以车代磨工艺；电机加工；机床

1前言

国内电机加工行业一直受到这一过程的限制。它只能通过增加设备和人员来增加生产能力。随着设备投入的增加，工厂面积增加，人员数量急剧增加，成本大大增加，回收期延长。企业的竞争力有所减弱。汽车磨削工艺的出现为汽车工业带来了革命性的变化。然而，国外设备的高价格也阻碍了这项技术的推广。国产汽车研磨设备的出现使国内汽车企业应用了这一点。技术的可能性大大增强，为推动汽车工业的这一过程铺平了道路。

2以车代磨

2.1以车代磨应用优势

以车代磨工艺在实际应用中，有着以下几个方面的优势：首先，以车代磨加工工艺能够很大程度上提高加工柔性，切削刃借助几何参数方式确定，很大程度上降低了复杂工件的加工难度；其次，切削加工存在有非常严重的环保方面问题，在磨削加工过程中，会产生大量的废液以及废弃物，这些废弃物处理难度非常大，一旦处理不好，将会带来十分严重的环境污染，以车代磨工艺加工过程中不需要使用冷却液，在环境保护方面意义重大；最后，以车代磨加工方式可以很大程度上缩短加工时间，不需要花费过多的投资费用，使单件加工成本得到有效控制，在实际应用中有着非常好的经济性能。

2.2以车代磨刀具材料

随着科学技术的发展进步，切削刀具领域发展迅猛，切削刀具在广泛应用中有着非常好的使用寿命。根据加工对象的不同，在进行刀片的选择时，包含有陶瓷刀具、TiC涂层刀具、立方氮化硼CBN刀具等。其中陶瓷刀具在淬硬钢件方面有着非常好的加工性能，同时还能加工硬铸铁件。为了提高加工稳定性，在进行陶瓷刀具的制作时，一般会带有负切削角度，切削过程中的切削力相对较高，在车床刚度方面的要求更高。陶瓷刀具更加适合有着较好刚性、有连续切削表面需求材料方面的加工。陶瓷刀具的成本相对较低，其切削速度一般为150m/min，被加工材料的表明粗糙度能够控制在Ra0.4-0.7μm，每个刀刃平均可以使用10min，因为价格便宜，比较受欢迎。立方氮化硼CBN刀具能够一定程度上替代陶瓷刀片，切削刃不仅锋利，而且也不需要过大的切削力，所加工出的产品表面粗糙度以及精度都能得到保障，但是在价格方面，与陶瓷刀具相比，价格更加昂贵。立方氮化硼CBN刀具有着较长的使用寿命，与陶瓷刀具相同切削速度情况下，每个刀刃寿命30-50min，同时还能打磨重复使用。TiC涂层刀具在硬度HRC55以下工件方面有着非常好的应用效果，虽然在车削方面的寿命还没有专业的统计，但是在铣削加工方面，其寿命基本上能够保持在6-8h。

2.3以车代磨机床条件

以车代磨工艺不仅要有好的刀具材料，同时还需要有

合适的机床条件，保证整个工艺顺利有效展开。首先，机床要有良好的系统刚性，切削力会受到工件材料成分以及硬度变动等因素的影响，在系统刚性不一致情况下，工件直径尺寸与规定尺寸之间会存在有明显的差异。另外，车床的热学性能也十分重要，只有保证机床有足够的热稳定性，工件的精度才能得到保证。最后，导轨系统必须要有足够的精度，导轨在使用中严禁有爬行情况出现，要有足够的直线性，不存在有害间隙。

2.4以车代磨工艺方法

以车代磨加工工艺属于一种新的零部件加工方式，利用数控车削加工中心，与数控机夹专用刀片结合在一起完成零部件的加工，其工艺方法如下：

2.4.1滚压加工

滚压加工借助特制滚压工具，为零部件表面施加一定的压力，使金属发生塑性变形，使工件表面粗糙度有明显的下降，增强工件表面性能，这种加工方式在加工过程中不会有切屑出现。滚压加工有着以下几个方面的特点：第一，可以在一次行程中降低工件表面粗糙度2-4个级别，效率远远超过其他加工方式；第二，滚压加工可以将工件表面粗糙度控制在0.4μm；第三，滚压加工之后，工件表面的抗疲劳强度以及耐磨性会有明显的提高，滚压加工还能很好的避免磨削发热导致的表面烧伤等问题；第四，滚压加工的工具相对较为简单，制造容易，不需要复杂的操作。需要注意的是，滚压之后的工件形状、位置精度与前道工具之间存在有十分密切的联系，滚筒挤压面表面粗糙度需要控制在0.4μm以下，表面清洁无污垢。

2.4.2砂带磨削

砂带磨削借助特制砂带磨削工具，安装于车床刀架，针对零件表面进行磨削，使工件表面粗糙度有显著的下降，更好的满足磨削加工需要。砂带磨削有着以下几个方面的特点：（1）存在有“冷态”磨削特点，在磨削过程中，不会产生过多的磨削热，表面散热性优良，能够有效保护工件表面；（2）工件表面的硬化层深度以及残余应力要远远低于砂轮磨削；（3）存在有一定的柔软性，能够满足各种复杂曲面磨削加工需要，有非常好的抛光作用；（4）磨削比高；（5）设备简单，操作安全性高，不需要过高的制造成本；（6）在完成工件的定位之后，能够多次进行砂带更换完成全部加工。

3以车代磨工艺研究

这是一种通过在CNC车床上使用高硬度，高强度和高耐磨性的刀具材料来高速加工工件的过程。

3.1机床

M8850，M8835K专用磨床，通常用于磨削内外球面，自动化程度和精度都比较低，检测尺寸和选择加工，以及砂轮和修整器的安装等。，需要手动完成。因此，工人操作的技术水平对产品质量有着决定性的影响，这使得难以保证产品的质量和稳定性。应用汽车磨削工艺，采用数控车床CAK6180进行加工，FANUC数控系统，全数字伺服电机和控制系统，塑料滚珠丝杆螺母和导轨，导轨几何精度和摩擦系数均低，并自动补偿螺距等功能，可有效完成轨迹运动和精确圆弧插补，不仅质量最稳定，而且加工精度高。

3.2刀具

内外饰车叶片：山特维克SO1020EAWG和VBMN160404的CB20立方氮化硼：刀架：SVVBN3225P16：立方氮化硼刀片的耐磨性和切削性能非常强。对于淬硬轴承钢硬度HRC62，它可以很容易地进行加工，山特维克叶片尖端半径R能够加工数控车床的精确球面。

3.3切割量

在磨削过程中，机床的主轴和机构对磨削过程有一定的限制。因此，研磨深度和研磨过程的摇摆速度不应太大，否则会影响加工效率。另外，主轴的刚性和机床的刚性以及砂轮的静平衡精度也对磨削有一定的限制。当进行研磨处理时，切割速度相对较低，并且难以确保加工质量。应用汽车磨削工艺后，数控车床和立方氮化硼刀片的刚度和强度都很高，分为粗，半成品车和切割成品车三种，提高了生产效率。有效提高了产品加工质量。

3.4程序优化

在磨削加工试验过程中，优化数控加工程序，例如加工球形指令，将先前的R编程改为编程中心，修改中心坐标，改善橄榄形状的误差：证明了起点和终点坐标的圆弧插补以及圆心的位置可以合理地校正，刀尖弧的半径误差误差和主轴轴的平行度。可以省去机床和导轨，并且可以消除对球直径差异的影响。获得更好的球直径差异。

4结束语

电机轴加工是一个方向和革命性的过程变化。纵观国内外，汽车磨削工艺以其独特的加工效率和质量保证得到了国内外的认可，将在机械加工行业得到广泛应用，并具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]李娟.高效感应电机的仿真研究[D].浙江大学，2015.

[2]蔡一峰，陶钢正，闫宇坤.大型电机转子轴锯齿形裂纹生成机理计算机仿真研究[J].冶金设备，2010，（2）：41-42+57.