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泰興減速機2018年10月30日訊 轉軸是電機的重要零件之一，它支撐各種轉動零部件的重量并確定轉動零部件對定子的相對位置，更重要的是，轉軸還是傳遞轉矩、輸出機械功率(以電動機為例)的主要零件。
電機轉軸都是階梯軸，按照結構型式，基本上可分為實心軸、一端帶深孔的軸和有中心通孔的軸三種類型。實心軸在電機中用得最普遍，一端帶深孔的軸主要用于集電環(huán)位于端蓋外側的繞線轉子異步電動機，有中心通孔的軸主要用于大型電機。
對于中小型電機，轉軸的材料常用45優(yōu)質碳素結構鋼。對于小功率電機，轉軸的材料可用35優(yōu)質碳素結構鋼或Q275碳素結構鋼。中小型電機的轉軸選用熱軋圓鋼作為毛坯，其直徑需按轉軸的最大直徑加上加工余量進行選擇，因此，轉軸的切削量是較大的。直徑200mm以上的轉軸宜用鍛件。鋼材經(jīng)加熱鍛造后，可使金屬內部的纖維組織沿表面均勻分布，從而可得到較高的機械強度，鍛出階梯形還可減少切削余量，以節(jié)省材料消耗。圖1-9所示為軸和轉子的典型結構。
對轉軸的加工精度和表面粗糙度的要求都比較高，轉軸與其他零件的配合也比較緊密。因此，對轉軸的加工技術要求應包括以下幾個方面：
1尺寸精度
兩個軸承檔的直徑是與軸承配合的，通過軸承確定轉子在定子內腔中的徑向位置，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部件配合的部位，對電機的運行性能影響較大。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，會影響電機的軸向間隙，導致電機轉動不靈活，甚至裝配困難。
2形狀精度
滾動軸承內外圈都是薄壁零件，軸承檔的形狀誤差會造成內外圈變形而影響軸的回轉精度，并產(chǎn)生噪聲。軸伸檔和鐵心檔的形狀誤差會造成與聯(lián)軸器和轉子鐵心的裝配困難。對軸的這些部位都應有圓柱度要求，其中尤以軸承檔和軸伸檔的圓柱度要求最高。
3位置精度
軸伸檔外圓對兩端軸承檔公共軸線的徑向圓跳動量過大，將引起振動和噪聲。因此，這個徑向圓跳動量要求較嚴。鍵槽寬度對軸線的對稱度超差，將使有關零部件在軸上的固定發(fā)生困難。因此，對這種對稱度的要求也較高。兩端的中心孔是軸加工的定位基準，也應有良好的同軸度。
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，將降低軸的疲勞強度。軸承檔和軸伸檔的圓柱面是軸的關鍵表面，其表面粗糙度Ra＝0.8－1.6um。
轉軸和轉子的幾何公差，以Y180M－4為例有：
轉子外圓對兩端軸承檔公共基準軸線的徑向圓跳動（0.05mm）。
轉子軸伸外圓對兩端軸承檔公共基準軸線的徑向圓跳動（0.025mm）。
轉軸軸承檔的圓柱度（0.019mm）
軸伸檔圓度（0.008mm）。
鍵槽對稱度（0.035mm）。
1中心孔
軸和轉子的加工工序，大都以中心孔作為定位基準。中心孔的質量對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。在電機軸中都采用B型中心孔，即帶護錐中心孔。
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°，用來負擔壓力和確定中心。B型帶護錐的中心孔，在60°錐孔的端部還要加120°倒角，可起到保護錐孔表面的作用。
中心孔是用中心鉆加工的。中心鉆是種復合鉆頭，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，是一種標準刀具，由專門的工廠生產(chǎn)。圖1-11所示為中心鉆的典型結構。
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，需要適當放大車削的加工余量。此外，生產(chǎn)效率也比較低，對于單件小批量生產(chǎn)比較適合。對大批或大量生產(chǎn)的工廠或精度要求較高的零件，應采用專門的設備加工，即把兩端平端面和鉆中心孔合并在一臺設備上完成。
為了保證轉軸各表面相對位置的精度，要求在各道工序中采用統(tǒng)一的定位基準中心孔，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，同樣能達到目的。
2退刀槽
為了便于軸頸加工，使裝配工藝可靠，應在臺階過渡處加工出退刀槽（又稱為砂輪越程槽），如圖1－13所示。
電機轉軸的車削加工一般分為粗車與精車，在兩臺車床上進行。粗車時，得到和轉軸相似的輪廓形狀，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，只要求在單位時間內加大切削量。常采用功率較大的機床和堅固的刀具。
精車時，除需要磨削的臺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，一般在車削加工結東前都需進行端面倒角。倒角尺寸見表1－5。
4鍵槽
為傳遞電動機的轉矩，在轉軸上加工出鍵槽。當軸上有兩個及以上的鍵槽時，為了考慮結構工藝的要求，應盡量統(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、帶金板的轉軸的金板焊接等都屬于轉軸的粗加工
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，對轉軸全長精度也不易保證，因此必須留有余量，然后在車床或有關設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）軸和轉子的加工都以中心孔為定位基準
3車削倒角和退刀槽
1）車削工序時，除需要磨削的臺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。倒角的同時加工
2）退刀槽：為了便于軸頸加工，使裝配工藝可靠，應在臺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
提高轉軸外圓的表面精度和幾何公差，電機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，都需進行磨削加工
對于小功率電機，由于轉軸較細，當轉軸壓入鐵心內時，極易產(chǎn)生變形（壓彎），所以磨削加工都在轉軸壓入鐵心后進行。對直徑在60mm以上的轉軸，因其剛度和強度較好。壓入鐵心時引起彎曲變形的可能性不大，因此普遍采用轉軸全部加工后（包括磨削）再壓人鐵心的工藝，這種工藝的優(yōu)點是：減輕勞動強度，縮短生產(chǎn)周期，消除在磨削時切削液進入轉子鐵心的現(xiàn)象
5銑鍵槽
當軸上有兩個及以上的鍵槽時，為了考慮結構工藝的要求，應盡量統(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（傳遞電機的轉矩）
對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，容易損壞砂輪，并且鍵槽的精度相對來說也要求高一些
6鉆金板孔
為轉軸套接轉子做準備
7轉子光外圓加工
轉子外圓加工是轉子加工的最后一道工序，也是保證電機氣隙準確性和電機性能的關鍵工序
8轉軸外觀質量樣板圖
轉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，轉子鐵心是由一張張沖片疊壓而成，磨削時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，外圓表面上由于槽口鋁條的影響，磨削比較困難。
所以轉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，尤其在自動流水線上，加工效率低，成為薄弱環(huán)節(jié)，刀具刃磨調整頻繁，尺寸精度不易控制。
先進的工藝方法是采用旋轉圓盤車刀加工。同普通硬質合金車刀相比，切削速度可提高倍，刀具使用壽命可提高10倍（根據(jù)某電機廠試驗，一般車刀刃磨一次可加工30個轉子，圓盤車刀一次刃磨可加工400多個轉子）。這種刀具的結構如圖1－14所示。刀片是一個用YC6材料制成的硬質合金圓環(huán)，用壓板通過6個M5內六角螺釘緊固。刀體固定在帶圓錐的軸上，而軸則在刀體座中，通過軸承能自由轉動。利用圓盤車刀加工轉子外圓，圓盤車刀的刃口比普通車刀長幾十倍，刀具磨損相應減小，又由于刃口是在旋轉，對切削熱量的散發(fā)特別有利，所以這種刀具使用壽命較長、耐用度較高。
