錐形電動(dòng)機(jī)軸加工工藝發(fā)展現(xiàn)狀分析與研究

李慧娟

（咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 咸寧 437100）

錐形電動(dòng)機(jī)軸加工工藝發(fā)展現(xiàn)狀分析與研究

李慧娟

（咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 咸寧 437100）

目前，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝屬于制造行業(yè)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。中國(guó)是一個(gè)制造大國(guó)，機(jī)械工業(yè)市場(chǎng)規(guī)模十分強(qiáng)大，在制造設(shè)備方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比較中國(guó)的機(jī)械制造設(shè)備還相當(dāng)落后，還有很大的差距。文章針對(duì)這一研究領(lǐng)域的錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析與研究。

加工工藝；先進(jìn)制造技術(shù)；錐形電動(dòng)機(jī)

1 機(jī)械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀與分析

隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)也發(fā)生的巨大的變化，數(shù)字化加工已經(jīng)慢慢成為制造行業(yè)的主流，零件加工精度也越來越高，檢驗(yàn)設(shè)備越來越精確，自動(dòng)化程度也越來越高。但在許多企業(yè)雖然引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)備，但在加工過程中上仍舊采用傳統(tǒng)的加工工藝，沒有結(jié)合實(shí)際更新工藝，僅僅只是滿足精度的提高，并沒有合理的使用機(jī)床，使機(jī)床的性能沒有充分地發(fā)揮，從而造成了一種無形的資源浪費(fèi)。

中國(guó)是一個(gè)制造大國(guó)。目前，中國(guó)的制造業(yè)規(guī)模已經(jīng)僅次于美國(guó)、日本、德國(guó)而居世界第四位。中國(guó)的機(jī)械工業(yè)市場(chǎng)規(guī)模十分強(qiáng)大，已經(jīng)擁有企業(yè)4萬多家、機(jī)床300多萬臺(tái)、在職職工的工業(yè)體系900多萬。盡管如此，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，還存在很大的差距。

在制造設(shè)備方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比較中國(guó)的機(jī)械制造設(shè)備還相當(dāng)落后，還有很大的差距。而機(jī)械制造業(yè)中，影響加工水平的重要因素有機(jī)床、刀具、夾具、量具等設(shè)備。很多高精度高要求的零部件我國(guó)還不能完全自己生產(chǎn)制造，很大程度上依靠進(jìn)口，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展因此受到了很大程度地限制。眾所周知，美國(guó)有集成電路和航天器，德國(guó)有汽車，日本機(jī)械制造，他們?cè)谶@些領(lǐng)域都享有壟斷的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，形成了獨(dú)、特、高的產(chǎn)品，占領(lǐng)了世界市場(chǎng)的制高點(diǎn)，而擁有先進(jìn)的制造設(shè)備是他們成功的保障。相比之下，中國(guó)的制造技術(shù)和工藝裝備都顯得非常落后，在制造技術(shù)不但沒有掌握國(guó)際的先進(jìn)制造技術(shù)，而且大多是依賴引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品，高尖端新型的技術(shù)含量并不高。目前，我國(guó)大多數(shù)企業(yè)使用的設(shè)備還是普通設(shè)備，數(shù)控機(jī)床、精密設(shè)備不足5%。機(jī)械制造工藝沒有及時(shí)更新與完善，很多企業(yè)的設(shè)備有所改進(jìn)，但工藝還保持原始狀態(tài)，優(yōu)質(zhì)、高效、低耗工藝的普及率不足10%。高精密、大型儀器儀表等設(shè)備多數(shù)都是依靠進(jìn)口，重型和大型成套工藝裝備方面非常落后，而且許多機(jī)械中精度較高的關(guān)鍵零部件,我國(guó)市場(chǎng)有60%以上的是外國(guó)產(chǎn)品。

在制造工藝方面。特別是近年來，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，尤其是微電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的高端新型技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中得到運(yùn)用。同機(jī)械工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量在很大程度上還有待提高，很重要的方面取決于產(chǎn)品的制造工藝。目前，我國(guó)工業(yè)仍然是以傳統(tǒng)加工方式為主體，這就使得我國(guó)機(jī)械制造工藝水平的提高受到限制。而在工業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家，已經(jīng)廣泛地將納米技術(shù)、激光技術(shù)、電磁技術(shù)等精密技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)械加工中，形成了各種高端新型加工方法。但是在中國(guó)的普及率不高，還有待開發(fā)。機(jī)械制造技術(shù)及機(jī)械制造工藝的落后，嚴(yán)重影響我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

我國(guó)的機(jī)械工業(yè)制造與世界先進(jìn)制造水平還有很大的差距，特別是在工藝、管理等方面。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略不斷發(fā)生變化，產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)規(guī)模、市場(chǎng)響應(yīng)速度相應(yīng)成為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。因此，要求機(jī)械制造工藝必須適應(yīng)這種變化。現(xiàn)代制造工藝是在不斷變化和發(fā)展的，傳統(tǒng)機(jī)械制造基礎(chǔ)上逐步形成的一種工藝制造技術(shù)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和傳統(tǒng)高新技術(shù)化的結(jié)果。

電動(dòng)機(jī)機(jī)軸的制造工藝同樣存在上述所說的問題，因此分析研究錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸的加工工藝有十分重要的意義。

2 錐形電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

（1）ZD1系列起升電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。ZD1系列電機(jī)為臥式電動(dòng)機(jī)，采用圓錐面制動(dòng)器，輸出端軸伸為矩形花鍵，機(jī)座不帶底腳，前端蓋有凸緣，安裝孔在前端蓋凸緣上。ZD1型錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)為封閉式結(jié)構(gòu)，冷卻方式為自扇冷式IC0141，絕緣等級(jí)為B級(jí)。

錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)特有的結(jié)構(gòu)，是由風(fēng)扇制動(dòng)輪、錐形制動(dòng)環(huán)組成，與后蓋錐形面形成整個(gè)剎車系統(tǒng)（如圖1所示）。

圖1 錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

圖2 定子

（2）錐形電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。①定子部分（如圖2所示）。定子鐵芯：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成——導(dǎo)磁部分。定子繞組：放在定子鐵芯內(nèi)圓槽內(nèi)——導(dǎo)電部分。機(jī)座：固定定子鐵芯及端蓋，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。②轉(zhuǎn)子部分。轉(zhuǎn)子鐵芯：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組：鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對(duì)稱短路繞組。繞線式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對(duì)稱繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。

（3）錐形電動(dòng)機(jī)的工作原理及應(yīng)用。ZD1系列錐形轉(zhuǎn)子制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)是與制動(dòng)器合為一體的電機(jī)產(chǎn)品。通電時(shí)制動(dòng)器脫開，電機(jī)旋轉(zhuǎn)；斷電時(shí)，制動(dòng)器閉合，電機(jī)立即制動(dòng)。

ZD1系列錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)是電動(dòng)葫蘆的起升電動(dòng)機(jī)，或用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大速制動(dòng)的場(chǎng)合中，應(yīng)用非常廣泛。ZD1系列錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)采用50Hz，380V電源?；鶞?zhǔn)工作制S3，負(fù)載持續(xù)率25%，通電起動(dòng)次數(shù)為每小時(shí)120次。

ZD1系列錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、制動(dòng)迅速可靠、工作平穩(wěn)準(zhǔn)確、控制簡(jiǎn)便、安裝調(diào)整方便、使用安全等特點(diǎn)。它適應(yīng)頻繁起動(dòng)、制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)交替運(yùn)行的場(chǎng)合。

3 錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝內(nèi)容的研究

研究錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝內(nèi)容，重點(diǎn)分析錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝的思路和方法。在工藝設(shè)計(jì)過程中，討論并選用毛坯的類型，研究工藝路線的擬定的合理性，工藝路線的安排是否合理，直接影響加工的成本，一個(gè)零件的工藝路線可以有很多種，加工順序的安排不同，設(shè)備的選用不同，最后的結(jié)果就會(huì)不同。分析研究加工順序的安排原則，得出了工序集中和工序分散兩個(gè)原則的應(yīng)用，所謂的集中和分散，只是相對(duì)而言的，并沒有嚴(yán)格的界線。

工藝路線擬定是加工工藝方案的核心部分，主要計(jì)算研究生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型、加工的設(shè)備和工藝裝備、加工余量、加工順序和工序尺寸等內(nèi)容。這一過程中主要用到的解決方法是計(jì)算法和查表法，設(shè)計(jì)結(jié)果以工藝文件的形式給出，整個(gè)方案中的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)內(nèi)容最終全部體現(xiàn)在工藝文件中，便于指導(dǎo)工人技術(shù)生產(chǎn)。

一個(gè)工藝方案是否需要優(yōu)化，重點(diǎn)分析工藝成本，主要通過分析研究該套工藝方案實(shí)施過程中所需的固定費(fèi)用和變動(dòng)費(fèi)用。降低變動(dòng)費(fèi)用應(yīng)從降低單件零件或產(chǎn)品消耗著手，而降低固定費(fèi)用則應(yīng)從提高產(chǎn)量和減少費(fèi)用的絕對(duì)值著手?！案咂焚|(zhì)，低成本，高效率，”這是企業(yè)在生產(chǎn)中始終追求的目標(biāo)，必然也成為產(chǎn)品加工工藝設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)，尤其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，研究適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝是有重要意義的。

4 錐形電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝研究的意義

電動(dòng)機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)應(yīng)用非常廣泛，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部零件的加工質(zhì)量好壞直接影響電動(dòng)機(jī)的裝配及使用性能，電動(dòng)機(jī)性能的好壞對(duì)各行各業(yè)或多或少都有影響，電動(dòng)機(jī)機(jī)軸是電動(dòng)機(jī)中一個(gè)非常重要的零件，其加工質(zhì)量直接影響電動(dòng)機(jī)的性能，而加工工藝方案的合理與否直接影響零件的加工質(zhì)量，所以通過分析研究電動(dòng)機(jī)機(jī)軸加工工藝的現(xiàn)狀對(duì)工藝優(yōu)化有著非常重要的意義。

［1］王亞杰.論我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)［J］.改革與開放，2009，118（1）：74.

［2］吳劍波，孫多志.淺析我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向［J］.民營(yíng)科技，2010，（2）：109.

李慧娟，主要研究方向：機(jī)械制造。