定子叠片外圆加工工艺优化改进

引言

某型号电机重要组件---定子叠片, 是由定子冲片经过叠装、烘胶、机加外形、内外圆涂漆后形成, 其中机加外形经过四道工序:1平磨---2內磨---3外磨---4钳工, 外圆经过烘胶固化后属于连续实体外圆, 为防止外圆切削力对叠片自身B5磁性能带来的影响, 同时考虑零件微米级形位公差要求, 生产线上一直采用磨削方式加工外圆, 但随着产品大批量、快节奏的生产要求, 定子叠片外磨加工已严重制约着零件整个生产进度, 零件外圆加工已然成为瓶颈工序, 亟需对定子叠片外圆加工方式进行新的探索改进。

1. 零件结构分析

定子叠片 (图1) 是由35W230冷轧晶粒无取向磁性钢带制成的定子冲片经过叠装、烘胶后转机加完成端面及内外圆的加工;为了防止外圆切削对磁性钢带的定子冲片B5磁性能带来的影响, 兼顾零件形位公差要求, 生产线上一直采用经验方法——磨削方式, 来加工外圆, 但磨削方式的加工效率无法满足日益增长的快生产节奏、多数量要求。

经过分析知组件烘胶固化后外圆基本形成连续实体, 针对此类外形结构, 最优的生产加工方式即为车削加工;又由于组件自身磁性冲片叠压成形的特性, 加工方式的选取除了考虑一般零件外形尺寸及形位公差要求外, 叠片材料的磁性能也是影响加工方式改进的因素。

2. 外圆车削加工试验

通过分析定子叠片工艺流程及上游工序加工尺寸, 可知叠片内孔经磨削加工后尺寸一致性好, 故采用芯轴以内孔及端面定位装夹 (图2) , 车削外圆成形, 整个车削过程分为粗车加工和精车加工两个阶段, 通过实验探索:粗车加工阶段, 单次进刀量控制在0.01mm~0.015mm;精车加工阶段, 单次进刀量控制在0.002mm~0.005mm。

通过从生产线上协调一组定子叠片 (计15件) 进行试验加工, 检测结果见表1;

通过对实验件的检测结果可以看出:

1) 外圆直径实测值全部合格, 且所加工零件处于公差中间范围 (0.0070.001) 的占比达60%;

2) 外圆同轴度实测值全部合格;

3) 外圆表面粗糙度标准样对比, 试验批次合格。

由此可以初步判定:定子叠片车削外圆加工方式完全可以满足零件图纸对外形尺寸、形位公差和表面质量的要求。

3. 外圆磨削与车削对比分析

针对外圆磨削加工和外圆车削加工两种不同方法进行对比, 相关情况见表2。

通过对表二分析, 可知:

1) 仅从加工效率出发, 车削方式加工效率较磨削方式提高28.5%;同时车削无锥方式下端面开齿风险较磨削微锥方式要低;2) 对外圆尺寸和同轴度要求, 两种加工方法均可满足要求;

4. 定子叠片B5磁性能分析

因定子叠片零件内孔沿圆周方向已形成一圈36个内齿, 无法直接检测定子叠片B5磁性能数值;借鉴定子叠片在冲片加工过程中, 通过实心的环形试环来检测零件磁性能的方法, 采用同种材料的环形试环按照车削加工工艺参数车外圆后, 复测试环B5磁性能, 对比试环车削外圆前后的B5磁性能变化;

相关试验对比结果见表3:

通过表四可以看出:针对定子叠片同种材料试环, 采用与定子叠片车削外圆相同的加工工艺方法和工艺参数, 试环加工前后B5磁性能没有变化。从而可以判定:定子叠片由磨削外圆改进为车削外圆后, 零件自身B5磁性能无变化。

5. 结论

通过改进定子叠片外圆加工方法, 经过具体车削试验验证, 得加工后B5备注到以下结论:

1) 车削加工方式可以完全满足零件外形尺寸及形位公差要求, 试验批次定子叠片经过检测100%合格;

2) 车削加工效率较传统磨削方式提高约28.5%;

3) 经过检测, 车削加工前后零件自身B5磁性能在未发生变化。

摘要：文章针对某型号电机定子叠片外圆加工工序, 传统磨削加工方法无法满足产品大批量、快节奏的生产要求, 经过分析零件加工特点, 通过改进零件装夹方法及控制切削进给量, 探索车削加工工艺, 试验结果显示:外圆车削方式满足零件外圆形位公差要求, 同时车削方式对叠片B5磁性能无影响;改进后外圆加工方法在保证零件质量的情况下, 加工效率提高28%, 实验批次零件加工合格率达100%。

关键词：定子叠片,装夹方法,切削进给,磁性能,加工效率