一、轉(zhuǎn)子新舊車削工藝比效原車削工藝：轉(zhuǎn)子毛坯→壓配心軸(工位1)→粗車、精車(工位2)。 新車削工藝：轉(zhuǎn)子毛坯→粗車(工位1)→壓配心軸(工位2)→精車(工位3)。< 原車削工藝是將心軸與轉(zhuǎn)子毛坯壓配后在同一個工位進(jìn)行粗車和精車，由于粗車切削量較大，產(chǎn)生較大的切削力容易使心軸壓彎，因此車削精度較新車削工藝低。生產(chǎn)率方面，原車削工藝在同一個工位上完成粗車、精車，與新工藝相比，其粗車切削量又較小。如果新工藝在兩個工位上工件的搬運(yùn)時間和裝夾時間少于舊工藝中的對刀或換刀時間則新工藝效率更高。由于微型電機(jī)轉(zhuǎn)子較小，批量搬運(yùn)折合到每個工件上的時間很少，在精車工位能否采用快速裝夾或無需裝夾成了問題的關(guān)鍵。
二、專用車床工作原理精車轉(zhuǎn)子專用車床工作原理如圖1所示。
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1.液壓缸 2.壓臂 3.限位螺釘 4.平皮帶 5.皮帶輪 6.轉(zhuǎn)子 7.刀架 8.車刀 9.小拖板 10.限位調(diào)節(jié)旋鈕 11.大拖板 12.床身 13.軸承 14.緊固螺母 15.V型支架
圖1 轉(zhuǎn)子精車車床示意圖
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液壓缸1推動壓臂2向下擺動，使平皮帶4壓在由V型支架15上4個軸承13支承的轉(zhuǎn)子6上，平皮帶逆時針轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)壓臂到達(dá)下限位置時觸動行程開關(guān)，啟動另外兩個液壓缸分別推動小拖板9縱向進(jìn)給和大拖板11橫向走刀。小拖板縱向進(jìn)給前點(diǎn)位置由調(diào)節(jié)旋鈕10根據(jù)轉(zhuǎn)子車削直徑調(diào)節(jié)。大拖板橫向走刀前點(diǎn)位置由行程開關(guān)根據(jù)轉(zhuǎn)子長度調(diào)節(jié)。當(dāng)觸動行程開關(guān)后平皮帶停轉(zhuǎn)，壓臂、大拖板和小拖板回到原始位置，完成了一個工作循環(huán)。 三、車床的特點(diǎn)和調(diào)節(jié)從該類車床的結(jié)構(gòu)可以看出，此類車床只適用車削直徑φ30～φ125mm的電機(jī)轉(zhuǎn)子和換向器，由于不需要裝夾工件，效率高。加工時轉(zhuǎn)子心軸自動定心且與轉(zhuǎn)子安裝回轉(zhuǎn)中心相同，加工的同軸度高，其它幾何精度也高，而機(jī)床的精度要求相對卻不高。車床的壓臂、大拖板、小拖板和V型支架的移動位置均由螺釘限位，并根據(jù)不同轉(zhuǎn)子尺寸試車調(diào)定，此類車床適用于大批量生產(chǎn)。 皮帶的調(diào)節(jié)(見圖1) 平皮帶4需要有足夠的抗拉強(qiáng)度和摩擦系數(shù)。其材料一般為牛皮，抗拉強(qiáng)度較高、彈性小及耐磨性好，但摩擦系數(shù)較低，對钅 夕鋼片組件允許的最大切削量為0.3mm，對銅件最大切削量為0.5mm。平皮帶對轉(zhuǎn)子的壓力大小由平皮帶的張緊程度和壓臂的下限位置共同決定。平皮帶的張緊程度由皮帶輪5調(diào)節(jié)。太緊會使皮帶輪軸承發(fā)熱，太松皮帶會碰到刀架7。壓臂的下限位置由限位螺釘3調(diào)節(jié)。液壓缸1提供平皮帶壓力5倍以上的推力，可以認(rèn)為壓臂是固定在它的下限位置上，然后通過平皮帶的張緊力使轉(zhuǎn)子定位在V型支架上并帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。若沒有限位螺釘3，液壓缸1直接提供平皮帶對轉(zhuǎn)子的壓力，由于液壓不穩(wěn)定和平皮帶的彈性會出現(xiàn)壓臂低頻振動，影響切削質(zhì)量或壓力太大使軸承發(fā)熱或?qū)⑵Ю瓟唷Ｏ尬宦葆?起到穩(wěn)定壓臂的作用，根據(jù)每一批轉(zhuǎn)子不同的直徑，調(diào)節(jié)限位螺釘使平皮帶對轉(zhuǎn)子的壓力恒定。 平皮帶提供的壓力和功率應(yīng)該滿足總切削力和切削功率的需要，根據(jù)文獻(xiàn)1和刀具角度，并按切削量0.3mm和進(jìn)給量0.3mm計算： 主切削力Fc＝2000×0.3×0.3＝180N 進(jìn)給力Ff＝0.5Fc＝90N 背向力Fp＝0.6Fc＝108N 總切削力F=(Fc2+Ff2+Fp2)½ 設(shè)切削速度V＝220m/min, 切削功率Pc=FcV/60 000=180×200/60 000=0.66N 設(shè)平皮帶對轉(zhuǎn)子的摩擦系數(shù)為0.25，平皮帶對轉(zhuǎn)子的壓力F1＝180/0.25＝720N 反車
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圖2 轉(zhuǎn)子車削受力圖
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該類車床的車削方向都是反車，反車的目的一是防止切屑向上飛濺到V型支架上研磨心軸和影響車削精度，二是由轉(zhuǎn)子定位形式?jīng)Q定的。由轉(zhuǎn)子車削受力模型(圖2)看出，若是正車，主切削力Fc方向向上，此力通過轉(zhuǎn)子作用在平皮帶上，由于平皮帶的彈性使定位不牢靠，轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生跳動和加工誤差。而反車使主切削力通過轉(zhuǎn)子作用在V型支架上，由于是剛性支承使轉(zhuǎn)子定位更加牢靠。圖中：Fp——背向力；Fc——主切削力；F1——皮帶壓力；F2——皮帶搓力；T1、T2——V型架支承力。 V型支架的調(diào)節(jié) V型支架起到支承定位轉(zhuǎn)子的作用，它與平皮帶一起形成轉(zhuǎn)子的定位中心。按V形支架的結(jié)構(gòu)分類有滑動式和滾動式。 滑動式為一鋼塊上開有100°左右的V型槽，轉(zhuǎn)子心軸在V型槽中轉(zhuǎn)動。V型槽材料一般采用耐磨的鎢鋼，V型槽底部有噴油孔。滑動式結(jié)構(gòu)簡單、耐用、定位精度高，且支承夾角不隨心軸直徑大小改變，但鎢鋼材料較貴，噴油潤滑使床面較臟。滾動式為兩邊各兩個軸承支承心軸，摩擦力較小，但支承定位精度受軸承精度影響，為保證車削精度，使用一定時間后需要更換軸承。 為保證平皮帶壓在轉(zhuǎn)子長度方向的中間位置，可以松開螺母14整體移動V型支架15。為適應(yīng)不同長度的轉(zhuǎn)子，兩邊V型支架之間的距離可以調(diào)節(jié)，使支承心軸的部位盡量靠近轉(zhuǎn)子兩側(cè)以防心軸壓彎。由于V型支架的高低不能調(diào)節(jié)，為使切深負(fù)載在轉(zhuǎn)子中心線上，需要墊刀桿實現(xiàn)。 設(shè)計V型支架應(yīng)使V型槽兩壁或兩軸承受力相等。根據(jù)圖2，在平衡狀態(tài)下有：
| Fp＋T1sinA－T2sinB－F1sin20°＋F2cos20°＝0
| (1)
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| Fc－T1cosA－T2cosB＋F1cos20°＋F2sin20°＝0
| (2) |
將前面計算的Fc、Fp和F1值代入式(1)、式(2)，并有Fc＝F2，設(shè)兩支承力相等T1＝T2，得：
| T1(sinA－sinB)＋30.75＝0
| (3)
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| －T1(cosA＋cosB)＋918.14＝0
| (4) |
式(3)、式(4)合并整理：(sinA-sinB)/(cosA+cosB)=-0.0335 利用三角函數(shù)和差化積公式有： tan[(A-B)/2]=-0.035或A-B=-3.8° 兩支承夾角滿足上式可保證兩支承受力相等。設(shè)B＝50°，那么A＝46.2°≈46° 轉(zhuǎn)子軸向定位(見圖3)
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1.頂桿架 2.頂桿 3.銅頭 4.轉(zhuǎn)子 5.V型支架 6.心軸
圖3 轉(zhuǎn)子軸向定位示意圖
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車削時作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力會使轉(zhuǎn)子軸向移動，其軸向定位由頂桿確定。頂桿的中心線與轉(zhuǎn)子心軸的中心線幾乎在同一條直線上，當(dāng)它頂住心軸時就限制了轉(zhuǎn)子向走刀方向的移動，并且可以根據(jù)心軸的長短調(diào)節(jié)頂桿的左、右位置，使轉(zhuǎn)子剛好位于左、右V型支架的中間位置。為減少頂桿與心軸之間的摩擦力，頂桿頭部套有銅頭。 動力 平皮帶的動力由一臺0.8kW、轉(zhuǎn)速1400r/min電機(jī)提供。壓臂和大、小拖板的動力由一臺0.8kW液壓泵提供。為降低機(jī)床成本，有一些車床自身沒有液壓系統(tǒng)，而是利用工廠的動力氣源，上述三個機(jī)構(gòu)采用氣缸。由于氣體的可壓縮性影響走刀平穩(wěn)性，需要在大拖板與床身之間安裝液力可調(diào)速阻尼桿。阻尼桿與氣液缸或氣液轉(zhuǎn)換裝置相比，液體不受氣源污染，使用時間長，并且液體中不含氣，走刀平穩(wěn)。 微型電機(jī)轉(zhuǎn)子車削新工藝比舊車削工藝提高效率10%～30%，并且精度有很大提高。與其相應(yīng)的設(shè)備——轉(zhuǎn)子精車車床具有自動化程度高、效率高、操作方便、不需裝夾工件以及機(jī)床制造精度要求不高等特點(diǎn)。它應(yīng)是微型電機(jī)轉(zhuǎn)子車削工藝的必然趨勢。
