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端蓋是連接轉(zhuǎn)子和機(jī)座的結(jié)構(gòu)零件。它一方面對(duì)電機(jī)內(nèi)部起保護(hù)作用,另一方面通過(guò)安放在端蓋內(nèi)的滾動(dòng)軸承來(lái)保證定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置。電機(jī)端蓋的種類有很多,從不同的角度出發(fā),可把端蓋分成許多不同的類型。圖1所示為小型電機(jī)端蓋的典型結(jié)構(gòu)。
小型電機(jī)端蓋的典型結(jié)構(gòu)
按照軸承室部位結(jié)構(gòu)的不同,可分為通孔軸承室端蓋和階梯孔軸承室端蓋兩種。使用通孔軸承室端蓋時(shí),必須采用外軸承蓋,以防止?jié)櫥饬?。這種端蓋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,檢修方便,因此用得最多。階梯孔軸承室端蓋的外側(cè)部分能起外軸承蓋的作用,可減少零件數(shù)量,簡(jiǎn)化電機(jī)結(jié)構(gòu),中心高在160mm以下的小型電機(jī)都采用這種端蓋。
按照端蓋坯件的不同,可分為焊接端蓋與鑄造端蓋。焊接端蓋由鋼板焊接而成;鑄造端蓋可用鑄鐵、鑄鋼或鋁合金鑄造。鑄鐵價(jià)格便宜,鑄造和加工性能都比較好,且有足夠的強(qiáng)度,因此,在中小型電機(jī)中廣泛采用鑄鐵端蓋。只有在特殊的場(chǎng)合,如牽引電動(dòng)機(jī)和防爆電機(jī)等機(jī)械強(qiáng)度要求較高時(shí)才采用鑄鋼端蓋或高強(qiáng)度鑄鐵端蓋。在大量生產(chǎn)的小功率電機(jī)中,為減少加工工時(shí),常采用鋁合金壓鑄的端蓋。為提高軸承室的機(jī)械強(qiáng)度,鋁合金端蓋的軸承室嵌有鑄鐵襯套。由于鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能較差,價(jià)格又較貴,所以外徑在300mm以上的端蓋便不宜采用鋁合金。
端蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壁薄容易變形,加工時(shí)裝夾比較困難。端蓋是定子與轉(zhuǎn)子之間的連接件,依靠止口和軸承室的配合精度保證電動(dòng)機(jī)氣隙的準(zhǔn)確性,并且要求裝卸磨損對(duì)精度的影響小,因此,止口和軸承室應(yīng)具有較低的表面粗糙度。
端蓋加工的技術(shù)要求如下
1、止口的尺寸精度、圓度和表面粗糙度(Ra=6.3um)應(yīng)符合圖樣規(guī)定。
2、軸承室的尺寸精度、圓柱度和表面粗糙度(Ra=6.3um)應(yīng)符合圖樣規(guī)定。
3、端蓋的深度(止口端面至軸承室端面的距離)應(yīng)符合圖樣規(guī)定。
4、止口圓與軸承室內(nèi)孔的同軸度、止口端面對(duì)軸心線的跳動(dòng)量應(yīng)符合圖樣規(guī)定。
5、端蓋固定孔和軸承蓋固定孔的位置應(yīng)符合圖樣規(guī)定。
6、端蓋加工的工藝過(guò)程和工藝方案分析
端蓋加工過(guò)程比較簡(jiǎn)單,基本上是車削和鉆孔兩項(xiàng)。但是端蓋是一種易變形的薄壁零件,過(guò)大的夾緊力或過(guò)大的切削量都可能使端蓋的尺寸超差和變形。減小夾緊力又將導(dǎo)致切削用量降低,從而降低生產(chǎn)率。因此,常將車削分為粗車和精車兩道工序,采用不同的夾緊力,在準(zhǔn)確度等級(jí)不同的車床上加工。
小型電動(dòng)機(jī)端蓋加工時(shí),常用自定心卡盤夾緊端蓋上的工藝搭子外圓。工藝搭子外圓應(yīng)預(yù)先加工,以便控制夾緊力和壁厚均勻度。中型電動(dòng)機(jī)端蓋加工時(shí),應(yīng)在凸緣的外圓柱面處將端蓋徑向夾緊,并均勻地支撐住凸緣平面,以免車削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng),影響加工質(zhì)量。
小型端蓋采用立式鉆床或多軸鉆床進(jìn)行鉆孔,大中型端蓋則在搖臂鉆床上鉆孔。為了提高生產(chǎn)率和保證各孔的相對(duì)位置,鉆孔時(shí)通常都使用鉆模。端蓋止口與鉆模止口采用間隙配合H8/f8。鉆完第一孔后應(yīng)及時(shí)插入銷釘,使鉆模與端蓋不致發(fā)生相對(duì)移動(dòng),然后再鉆其他的孔。
端蓋加工按照軸承室和止口加工時(shí)裝夾次數(shù)的不同,可以分為以下兩種加工方案。第一種加工方案:軸承室和止口是在一次裝夾中加工出來(lái)的;第二種加工方案:軸承室和止口是在兩次裝夾精車出來(lái)的。
兩次裝夾的優(yōu)點(diǎn)是夾持應(yīng)力對(duì)精加工部位的變形影響小,夾持穩(wěn)定可靠,切削速度可適當(dāng)提高;缺點(diǎn)是止口與軸承室不是一次裝夾中精車,容易產(chǎn)生不同軸,同時(shí)兩次裝夾導(dǎo)致輔助工時(shí)增多
端蓋的制造工序
1、車削
立式車床加工端蓋的端面和止口:
將端蓋裝夾于機(jī)床卡爪上,校準(zhǔn)中心和端面;
粗車軸承室、軸承室的兩端面、擋風(fēng)板凸臺(tái)平面,粗車止口;
稍微回松卡爪,精車止口和端面;
精車軸承室。
2、鉆孔
鉆孔和攻螺紋:小型端蓋采用立式鉆床或多軸鉆床進(jìn)行鉆孔,大中
型端蓋則在播臂鉆床上鉆孔。為了提高生產(chǎn)率和保證各孔的相對(duì)位
置,鉆孔時(shí)通常都使用鉆模。
3、端蓋外觀質(zhì)量樣板圖
4小型電機(jī)端蓋加工自動(dòng)化
小型電機(jī)端蓋在成批生產(chǎn)時(shí),常采用多工位組臺(tái)機(jī)床或數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工;在大批量生產(chǎn)時(shí),可采用自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行加工。
多工位組合機(jī)床的特點(diǎn)是,工件能在幾個(gè)工位上同時(shí)加工多個(gè)工作面,生產(chǎn)效率較高。成批生產(chǎn)的小型電機(jī)端蓋可預(yù)先在臥式車床上用多刀進(jìn)行粗車,然后在普通數(shù)控車床上精車止口和軸承室,以及車削軸承室外端面。這種加工方案使粗車與精車分開,使用不同精度的機(jī)床,而且止口和軸承室內(nèi)孔是在精密機(jī)床上一次裝夾下加工出來(lái)的,其同軸度高,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)率也較高。
成批生產(chǎn)較復(fù)雜的小型電機(jī)端蓋,例如冶金起重用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的后端蓋,可采用一臺(tái)“加工中心”機(jī)床分粗、精兩次加工。這樣,可避免裝夾變形和切削熱變形。這種加工方案適應(yīng)性強(qiáng),便于換批生產(chǎn),機(jī)床精度高;并且,由于自動(dòng)連續(xù)加工,排除了操作者的人為誤差,加工質(zhì)量好;既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,又能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。其缺點(diǎn)是設(shè)備投資費(fèi)用較大,編制程序需要較高的技術(shù)水平。
大批量生產(chǎn)的小型電機(jī)端蓋可用自動(dòng)生產(chǎn)線加工。為使工件能在自動(dòng)生產(chǎn)線上的隨行夾具中準(zhǔn)確定位,以及減小裝夾變形和熱變形,在工件放到自動(dòng)生產(chǎn)線上加工前,預(yù)先在臥式車床上用多把車刀粗車端蓋的大部分加工面。由于端蓋的加工過(guò)程比較簡(jiǎn)單,所以自動(dòng)生產(chǎn)線只由少量的機(jī)床組成。例如,由四臺(tái)專用機(jī)床可組成端蓋加工自動(dòng)生產(chǎn)線,第一臺(tái)機(jī)床也用多刀半精鏜已加工的表面,第二臺(tái)機(jī)床作徑向進(jìn)給,鏜削軸承室內(nèi)端面,第三臺(tái)機(jī)床精鏜軸承室內(nèi)孔和止口,第四臺(tái)機(jī)床進(jìn)行鉆孔,其工作節(jié)拍為40s。