提高換向器表面加工質(zhì)量的方法
陳稚文(法雷奧溫嶺汽車零部件有限公司浙江317500)
1概述
在直流永磁電機(jī)、單相串激電機(jī)中，換向器是主要的零部件，對電機(jī)質(zhì)量的影響很大。
為了降低電機(jī)的噪聲，得到理想的換向效果，提高碳刷乃至整個電機(jī)的壽命。換向器表面加工的質(zhì)量一直是電機(jī)制造廠家十分重視的指標(biāo)之一。
常規(guī)的換向器表面加工粗糙度指標(biāo)為，r=1.6～0. 8μm。片間跳動e≤0.003mm。由于指標(biāo)要求較高，一般情況下很難保證。因此提高換向器表面加工的質(zhì)量，保證達(dá)到加工精度要求，便成為亟須探討的一個問題。
2換向器車削機(jī)
通常對換向器的表面加工，采用車削的方法加以完成。作為傳統(tǒng)的車削加工，已有成熟的加工工藝，也有的在用機(jī)床車削換向器時，提出用改造機(jī)床精度、合理選擇刀具幾何參數(shù)、選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣鹊确椒ㄌ岣邠Q向器表面質(zhì)量a 3。
目前，由于專業(yè)化程度的提高，國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引入，國內(nèi)廠家的仿制等，在電機(jī)制造行業(yè)中，已大量采用專用的換向器車削機(jī)。由于機(jī)床結(jié)構(gòu)的改變，原先影響加工質(zhì)量的原因已不相同，故有必要對車削機(jī)作一介紹。
雖然換向器車削機(jī)有多種規(guī)格型號，工位自動方式的不同，但其基本結(jié)構(gòu)原理完全相同，如圖1所示。
工作過程為，在v形支架上放上待加工電樞。由電機(jī)帶動驅(qū)動皮帶轉(zhuǎn)動，而后將皮帶靠近電樞，使皮帶與電樞外圓產(chǎn)生壓力摩擦實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。刀具的運(yùn)行與傳統(tǒng)方式不同，它的縱橫向進(jìn)刀是由二個配合的氣缸（或伺服電機(jī)）驅(qū)動完成。
對車削機(jī)的主要要求有，機(jī)床的振動因素應(yīng)該得到控制和消除，使振動降低到最小。v形支架要保證安裝的同心度，兩滑面堅固光滑，有定時加油潤滑系統(tǒng)。驅(qū)動皮帶輪與電樞外圓的磨擦應(yīng)平行。驅(qū)動電機(jī)及走刀速度調(diào)節(jié)方便等。
同時工藝規(guī)定，當(dāng)電樞放在v形支架上時，其支承面應(yīng)在電機(jī)軸承安裝的相同基準(zhǔn)位置上。這樣加工出來的電樞安裝到電機(jī)上 的不圓面，如實(shí)測圖2所示。
3車刀
即使在普通工件上車削，車刀的合理選用同樣是保證加工精度和提高效益的重要環(huán)節(jié)。在換向器車削機(jī)上采用的是超硬材料切削車刀——天然金剛石或人造金剛石車刀，具有高耐磨和超硬性能，能長期保持鋒利的刀刃。被加工零件的尺寸、精度穩(wěn)定性好，加工表面粗糙度等級高，被國外稱為 “21世紀(jì)刀具”，但也因?yàn)橛捕忍�，�?dāng)調(diào)試不當(dāng)，或換向器本身質(zhì)量不佳，在車削過程中出現(xiàn)甩片時，極易導(dǎo)致車刀崩角，造成車刀報廢。
合理調(diào)整切削角度、切削量、切削速度，對刀具的壽命和切削都有重大意義。列出某一全自動生產(chǎn)線上的實(shí)用工藝參數(shù)，以供參考。
換器器宜徑：22. 64mm
粗車速度： 350r/min
走刀量：． 0. 12mm/r
精車速度： 350r/min
走刀量： 0. 05m m/r
4電樞軸
由于支承狀況的改變，軸的關(guān)鍵性更顯突出。影響換向器加工質(zhì)量主要是軸的圓度和直線度。
電樞軸均經(jīng)過磨削加工，應(yīng)該有良好的圓度，但通過精密的測量，其結(jié)果是所有的軸都有棱角，理想的圓度只能接近，而無法達(dá)到。
由于磨削所帶來的不圓度往往有對角直徑不變現(xiàn)象，因此很難用于分足測量。而一般廠家又較少配置圓度儀。直接的后果是，當(dāng)這樣的軸在v形支承內(nèi)轉(zhuǎn)動時，其軸心也隨之變動，加工出的換向器也形成一個基本相似。
另一個重要因素是軸的直線度。影響軸的直線度的有銑削、車削和壓制疊片等。
當(dāng)一根彎曲變形的電樞軸在v形支架上旋轉(zhuǎn)時，由于彎軸的特殊性，與上述又有不同，參見圖3。因?yàn)閾Q向器中心點(diǎn)b與軸支承面中心點(diǎn)a非常接近，可以假設(shè)有相同的旋轉(zhuǎn)軌跡，那么換向器的c點(diǎn)必須沿一擴(kuò)大了的軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)。這運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡隨換向器的切削長度和軸的彎曲程度而改變，致使車削得到的將是一個非圓形的換向器。
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