CN102324810B - 一种防止定/转子叠片倒齿及开裂的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机制造方法，尤其是防止定、转子叠片倒齿及开裂的加工方法。本发明利用专用工装应用到磨削加工方法上，解决了电机定、转子叠片倒齿及开裂等问题，首先将电枢冲片粘接叠压成叠片；然后钳工研磨叠片两端面，保证端面的平行度；最后利用制作的新型专用磨工工装，装夹叠片，分别磨削零件内孔、外圆，既保证了零件的各项精度要求，也解决了零件因为倒齿及开裂的原因而报废的问题。本发明制作专用工装，成本低，方法简便；在使用专用工装基础上采取磨工工序加工零件，易保证零件精度要求，有效解决了定、转子叠片倒齿及开裂的问题。

Description

一种防止定/转子叠片倒齿及开裂的加工方法

技术领域

本发明涉及一种电机制造方法，尤其是防止定、转子叠片倒齿及开裂的加工方法。

背景技术

微小型电机在工业控制领域具有广泛的应用，其定、转子叠片通常采用多个薄的电枢冲片胶合而成。定子冲片的内侧、转子冲片的外侧均有多个齿和槽，分别用来安放励磁绕组和电枢绕组。增加定、转子叠片的齿高和齿宽比以及叠片长度，是提高微小型电机输出扭矩的重要手段，在一些典型大力矩微小型电机产品中，叠片厚度达到75mm，冲片的齿高h和齿宽a比达到了17：1，如说明书附图2所示。

齿高和齿宽比的增大以及叠片厚度的增加，极大的增加了叠片的加工难度。为了保证定、转子叠片与机壳的装配性能，并使定子和转子之间保持均匀的气隙，通常对定、转子叠片的外圆和内孔有较高的尺寸和同轴度公差要求。现有加工方法有几种：

方法一：采用精车方法直接加工定、转子叠片的内孔和外圆来保证尺寸和形位公差要求，加工步骤为：

1）电枢冲片胶合；

2）研磨叠片端面：研磨叠片两端面，保证两端面的平行度；

3）精车叠片内孔和外圆：车叠片的内孔和外圆，保证铁芯的尺寸和形位公差；

这种方法对于加工齿高和齿宽比小，且长度较短的叠片能够取得较好效果。但是，当叠片的齿高和齿宽比以及叠片厚度增大到一定程度，采用精车方法将使得胶合的叠片出现倒齿和开裂和长度胀长等变形问题，导致零件报废。

方法二：采用定、转子叠片的灌胶磨削工艺保证尺寸和形位公差要求，加工步骤为：

1）叠片胶合：将电枢冲片粘接叠压成叠片；

2）研磨叠片端面：研磨叠片两端面，保证端面的平行度；

3）对叠片灌胶：在叠片型槽中以真空方式灌入胶体；

4）去多余胶层：去两端面胶层；

5）磨叠片内孔和外圆：磨削叠片内孔、外圆到设计尺寸；

6）去处叠片胶体：将零件加热到填胶的熔点，去除胶体，并将零件清洗干净。

这种方法可以加工齿高和齿宽比较大的定、转子叠片。但是采用此方法使得零件工序加长，加工效率降低，并容易使胶合的叠片出现开裂现象。

发明内容

针对目前定、转子叠片加工时工序长，效率低，容易出现倒齿及开裂等不足，本发明提供了一种新型防止定、转子叠片倒齿及开裂的加工方法。

本发明采取的技术方案为，一种防止定/转子叠片倒齿及开裂的加工方法，步骤如下：

步骤1：电枢冲片胶合

将电枢冲片粘接叠压成叠片；

步骤2：研磨叠片端面

研磨叠片两端面，保证端面的平行度；

步骤3：磨叠片内孔和外圆

磨叠片的内孔和外圆，保证叠片的尺寸和形位公差：

（1）磨内孔：

1）将定位套装入机床三爪，测量零件外圆尺寸，照此尺寸配磨定位套所对应内孔；

2）将零件装入此定位套的加工内孔上，再将螺套旋在定位套上，将零件端面压紧；

3）磨内孔，开始磨零件内孔到尺寸，留有0.2mm余量；磨削参数：

砂轮：绿色碳化硅砂轮，砂轮粒度：60#～80#；

冷却液：乳化液；

砂轮转速：18000～22000转/分；

零件转速：200～300转/分；

切削深度：0.005～0.010mm；

（2）磨外圆：

1）将芯轴装入机床三爪，测量零件内孔尺寸，照此尺寸配磨芯轴所对应外圆，然后将零件装入芯轴的外圆上；

2）将压板压上，螺帽背紧；

3）磨外圆：开始磨零件外圆到尺寸，留有0.2mm加工余量；磨削参数：

砂轮：绿色碳化硅砂轮，砂轮粒度：60#～80#；

冷却液：乳化液；

砂轮转速：18000～22000转/分；

零件转速：200～300转/分；

切削深度：0.005～0.010mm；

所述定位套，为具有台阶孔的回转体，台阶孔分为和叠片外圆配合的配合孔以及压紧叠片的压紧孔，配合孔直径D1小于叠片外圆直径0.2mm；压紧孔直径D2小于叠片外圆直径0.5mm；

台阶孔的台阶面为一段垂直于轴线的平面和一段带有倾角的斜面组成，斜面相对于定位套的轴线方向的倾角α在60°～80°之间，台阶面上垂直于轴线的平面形成的圆直径D3大于叠片外圆直径5～8mm；

所述螺套具有和定位套外径M1相配合的内孔以及用于压紧叠片的第一台阶孔D4、第二台阶孔D5，第一台阶孔D4直径小于冲片内孔0.5mm；第二台阶孔D5大于冲片内孔尺寸5mm；第二台阶孔D5为带有倾角的锥面结构，其与螺套轴线方向上的角度β在60°～80°之间；

芯轴为台阶轴，与叠片内孔配合的轴直径d1大于叠片内孔尺寸0.2mm，长度L2小于叠片厚度尺寸0.5mm；压紧叠片的台阶直径d2大于冲片外圆尺寸0.5mm；芯轴台阶为锥面，其与轴向的角度γ在10°～30°之间；

压板为带有台阶孔的回转体，其与叠片接触的台阶孔的直径D6大于冲片内孔直径，小于冲片外圆直径；压板外圆具有一锥面过渡，其锥面与轴向夹角δ介于10°～30°之间。

本发明具有的优点和有益效果：制作专用工装，成本低，方法简便，零件重要部位压紧力集中；采取磨削方式加工零件，利用了其多刃切削，零件抗力小，冷却条件好等的优点，更易保证零件精度要求，解决了叠片的开裂、倒齿及同轴度超差等问题。实际加工数据表明，本发明的方法适用细长齿，且厚度较大的定、转子叠片，也同样满足于普通定、转子叠片的加工要求。

附图说明

附图1：定、转子叠片加工流程图；

附图2：定、转子冲片示意图，10：冲片；

附图3：定子叠片示意图；

附图4：转子叠片示意图；

附图5：专用工装定位套剖面示意图；

附图6：专用工装螺套剖面示意图；

附图7：专用工装芯轴示意图；

附图8：专用工装压板剖面示意图；

附图9：定、转子叠片磨内孔时与专用工装装配示意图，其中：1、定位套，2、叠片，3、螺套；

附图10：定、转子叠片磨外圆时与专用工装装配示意图，其中：4、芯轴，2、叠片，5、压板。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例对本发明作进一步详细说明。一种防止定/转子叠片倒齿及开裂的加工方法，加工流程示意图如图1所示，步骤如下：

步骤1：电枢冲片10胶合

将电枢冲片10粘接叠压成定/转子叠片2，如图2、3、4所示；

步骤2：研磨叠片2端面

研磨叠片2两端面，保证端面的平行度；

步骤3：磨叠片2内孔和外圆

磨叠片2的内孔和外圆，保证叠片2的尺寸和形位公差：

（1）磨内孔：

1）将定位套1装入机床三爪，测量叠片2外圆尺寸，照此尺寸配磨定位套所对应内孔；

2）将叠片2装入此定位套1的加工内孔上，再将螺套3旋在定位套1上，将叠片2端面压紧，如图9所示；

3）磨内孔，开始磨叠片2内孔到尺寸，留有0.2mm余量；

磨削参数：

砂轮：绿色碳化硅砂轮，砂轮粒度：60#～80#；

冷却液：乳化液；

砂轮转速：18000～22000转/分；

零件转速：200～300转/分；

切削深度：0.005～0.010mm；

（2）磨外圆：

1）将芯轴4装入机床三爪，测量叠片2内孔尺寸，照此尺寸配磨芯轴4所对应外圆，然后将叠片2装入芯轴4的外圆上；

2）将压板5压上，螺帽背紧，如图10所示；

3）磨外圆：开始磨叠片2外圆到尺寸，留有0.2mm加工余量；

磨削参数：

砂轮：绿色碳化硅砂轮，砂轮粒度：60#～80#；

冷却液：乳化液；

砂轮转速：18000～22000转/分；

零件转速：200～300转/分；

切削深度：0.005～0.010mm。

所述定位套1，为具有台阶孔的回转体，台阶孔分为和叠片2外圆配合的配合孔以及压紧叠片2的压紧孔，配合孔D1直径小于叠片外圆直径0.2mm；压紧孔D2直径小于叠片外圆直径0.5mm，如图5所示；

为了更好的实施本发明，上述定位套1台阶孔的台阶面为一段垂直于轴线的平面和一段带有倾角的斜面组成，斜面相对于定位套1的轴线方向的倾角α在60°～80°之间，台阶面上垂直于轴线的平面形成的圆D3直径大于叠片2外圆直径5～8mm。

配合孔D1的端面与垂直于轴线的台阶面之间的距离L1小于叠片2厚度尺寸0.5mm。

所述螺套3，具有和定位套1外径M1相配合的内孔以及用于压紧叠片2的第一台阶孔D4、第二台阶孔D5，第一台阶孔D4直径小于冲片10内孔0.5mm；第二台阶孔D5大于冲片10内孔尺寸5mm，如图6所示。

第二台阶孔D5为带有倾角的锥面结构，其与螺套3轴线方向上的角度β在60°～80°之间。

所述芯轴4为台阶轴，与叠片2内孔配合的轴直径d1大于冲片10内孔尺寸0.2mm，长度L2小于叠片2厚度尺寸0.5mm；压紧叠片2的台阶直径d2大于冲片10外圆尺寸0.5mm，如图7所示

上述芯轴4台阶为锥面，其与轴向的角度γ在10°～30°之间。

所述压板5为带有台阶孔的回转体，其与叠片2接触的台阶孔的直径D6大于冲片10内孔直径，小于冲片10外圆直径，如图8所示。

为了更好的实施本发明，上述压板5外圆具有一锥面过渡，其锥面与轴向夹角δ介于10°～30°之间。

上述定位套1、螺套3、芯轴4、压板5材料为黄铜，避免了铝质工装的不易磨削问题，并且黄铜耐磨性较好，适合加工中反复装卸零件，工装尺寸稳定。

实施例

该叠片属于无刷电机定子，外形尺寸为

齿形的齿高h和齿宽a比达到了10：1，加工难点有：1）齿高和齿宽比大，易倒齿；2）内外圆尺寸精度要求高。

具体的解决步骤如下：

步骤1：电枢冲片10胶合：将电枢冲片10粘接叠压成叠片，保证厚度尺寸20±0.2mm，按上差加工；

步骤2：研磨叠片2端面：研磨叠片2两端面，保证端面的平行度0.02；

步骤3：磨叠片2内孔和外圆：磨叠片2的内孔和外圆，保证叠片2的尺寸和形位公差。具体步骤为：

1）将定位套1装入机床三爪，测量叠片2外圆尺寸，照此尺寸配磨定位套所对应内孔；

2）将叠片2装入此定位套1的加工内孔上，再将螺套3旋在定位套1上，将叠片2端面压紧；

3）磨内孔，开始磨叠片2内孔到尺寸

留有0.2mm余量；

磨削参数：

选用粒度为60#～80#绿色碳化硅砂轮；冷却液：进口乳化液；切削参数：砂轮转速：18000～22000转/分，零件转速：200～300转/分，切削深度：0.005～0.010mm；

（2）磨外圆：

1）将芯轴4装入机床三爪，测量叠片2内孔尺寸，照此尺寸配磨芯轴4所对应外圆，然后将叠片2装入芯轴4的外圆上；

2）将压板5压上，螺帽背紧；

3）磨外圆：开始磨叠片2外圆到尺寸

留有0.2mm加工余量；

磨削参数：选用粒度为60#～80#绿色碳化硅砂轮；冷却液：进口乳化液；切削参数：砂轮转速：18000～22000转/分，零件转速：200～300转/分，切削深度：0.005～0.010mm。

所述定位套1，为具有台阶孔的回转体，台阶孔分为和叠片2外圆配合的配合孔以及压紧叠片2的压紧孔，配合孔D1直径小于叠片外圆直径0.2mm；压紧孔D2直径小于叠片外圆直径0.5mm；

为了增加与叠片2之间的压紧力，上述定位套1台阶孔的台阶面为一段垂直于轴线的平面和一段带有倾角的斜面组成，斜面相对于定位套1的轴线方向的倾角α在60°～80°之间，本实施例取80°，台阶面上垂直于轴线的平面形成的圆D3直径大于叠片2外圆直径5～8mm。

配合孔D1的端面与垂直于轴线的台阶面之间的距离L1小于叠片2厚度尺寸0.5mm。

所述螺套3，具有和定位套1外径M1相配合的内孔以及用于压紧叠片2的第一台阶孔D4、第二台阶孔D5，第一台阶孔D4直径小于冲片内孔0.5mm；第二台阶孔D5大于冲片内孔尺寸5mm。

为了增加与叠片2之间的压紧力，第二台阶孔D5为带有倾角的锥面结构，其与螺套3轴线方向上的角度β在60°～80°之间，本实施例取80°。

所述芯轴4为台阶轴，与叠片2内孔配合的轴直径d1大于冲片内孔尺寸0.2mm，长度L2小于叠片2厚度尺寸0.5mm；压紧叠片2的台阶直径d2大于冲片外圆尺寸0.5mm；

为了增加与叠片2之间的压紧力，上述芯轴4台阶为锥面，其与轴向的角度γ在10°～30°之间，本实施例取10°。

所述压板5为带有台阶孔的回转体，其与叠片2接触的台阶孔的直径D6大于冲片10内孔直径，小于冲片10外圆直径，本实施例压板5台阶孔的直径D6取比冲片内孔尺寸大5mm，压板外圆直径d3大于冲片外圆直径0.5mm。

为了增加与叠片2之间的压紧力，上述压板5外圆具有一锥面过渡，其锥面与轴向夹角δ介于10°～30°之间，本实施例取10°。

为了增加定位套1、螺套3、芯轴4、压板5材料等工装的耐磨性和易磨削性，上述工装的材料为黄铜，避免了铝质工装的不易磨削问题，并且黄铜耐磨性较好，适合加工中反复装卸零件，工装尺寸稳定。

本发明取得的有益效果：通过制作专用工装，方法简便，成本低廉，使得零件重要部位压紧力集中；采取磨削方式加工零件，利用了其多刃切削，零件抗力小，冷却条件好等的优点，更易保证零件精度要求，解决了叠片的开裂、倒齿及同轴度超差等问题。

Claims (1)

1.一种防止定/转子叠片倒齿及开裂的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：电枢冲片胶合

将电枢冲片粘接叠压成叠片；

步骤2：研磨叠片端面

研磨叠片两端面，保证端面的平行度；

步骤3：磨叠片内孔和外圆

磨叠片的内孔和外圆，保证叠片的尺寸和形位公差：

（1）磨内孔：

1）将定位套装入机床三爪，测量零件外圆尺寸，照此尺寸配磨定位套所对应内孔；

2）将零件装入此定位套的加工内孔上，再将螺套旋在定位套上，将零件端面压紧；

3）磨内孔，开始磨零件内孔到尺寸，留有0.2mm余量；磨削参数：

砂轮：绿色碳化硅砂轮，砂轮粒度：60#～80#；

冷却液：乳化液；

砂轮转速：18000～22000转/分；

零件转速：200～300转/分；

切削深度：0.005～0.010mm；

（2）磨外圆：

1）将芯轴装入机床三爪，测量零件内孔尺寸，照此尺寸配磨芯轴所对应外圆，然后将零件装入芯轴的外圆上；

2）将压板压上，螺帽背紧；

3）磨外圆：开始磨零件外圆到尺寸，留有0.2mm加工余量；磨削参数：

砂轮：绿色碳化硅砂轮，砂轮粒度：60#～80#；

冷却液：乳化液；

砂轮转速：18000～22000转/分；

零件转速：200～300转/分；

切削深度：0.005～0.010mm；

所述定位套，为具有台阶孔的回转体，台阶孔分为和叠片外圆配合的配合孔以及压紧叠片的压紧孔，配合孔直径D1小于叠片外圆直径0.2mm；压紧孔直径D2小于叠片外圆直径0.5mm；

台阶孔的台阶面为一段垂直于轴线的平面和一段带有倾角的斜面组成，斜面相对于定位套的轴线方向的倾角α在60°～80°之间，台阶面上垂直于轴线的平面形成的圆直径D3大于叠片外圆直径5～8mm；

所述螺套具有和定位套外径M1相配合的内孔以及用于压紧叠片的第一台阶孔D4、第二台阶孔D5，第一台阶孔D4直径小于冲片内孔0.5mm；第二台阶孔D5大于冲片内孔尺寸5mm；第二台阶孔D5为带有倾角的锥面结构，其与螺套轴线方向上的角度β在60°～80°之间；

芯轴为台阶轴，与叠片内孔配合的轴直径d1大于叠片内孔尺寸0.2mm，长度L2小于叠片厚度尺寸0.5mm；压紧叠片的台阶直径d2大于冲片外圆尺寸0.5mm；芯轴台阶为锥面，其与轴向的角度γ在10°～30°之间；

压板为带有台阶孔的回转体，其与叠片接触的台阶孔的直径D6大于冲片内孔直径，小于冲片外圆直径；压板外圆具有一锥面过渡，其锥面与轴向夹角δ介于10°～30°之间。

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