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。由于微型電機轉(zhuǎn)子較小，批量搬運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。當壓臂到達下限位置時觸動行程開關，啟動另外兩個液壓缸分別推動小拖板9縱向進給和大拖板11橫向走刀。小拖板縱向進給前點位置由調(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位置由行程開關根據(jù)轉(zhuǎn)子長度調(diào)節(jié)。當觸動行程開關后平皮帶停轉(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度和摩擦系數(shù)。其材料一般為牛皮，抗拉強度較高、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�。限位螺�?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該滿足總切削力和切削功率的需要，根據(jù)文獻1和刀具角度，并按切削量0.3mm和進給量0.3mm計算： 主切削力Fc＝2000×0.3×0.3＝180N 進給力Ff＝0.5Fc＝90N 背向力Fp＝0.6Fc＝108N 總切削力F=(Fc2+Ff2+Fp2)½ 設切削速度V＝220m/min, 切削功率Pc=FcV/60 000=180×200/60 000=0.66N 設平皮帶對轉(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�；瑒邮浇Y(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)，為使切深負載在轉(zhuǎn)子中心線上，需要墊刀桿實現(xiàn)。 設計V型支架應使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。與其相應的設備——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床制造精度要求不高等特點。它應是微型電機轉(zhuǎn)子車削工藝的必然趨勢。
