電機(jī)的制造工藝研究

吳諳宇

（佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江 佳木斯 154002）

1 電機(jī)制造的主要工序

端蓋定子作為一種連接電機(jī)轉(zhuǎn)子與滾動(dòng)機(jī)座的特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)造零件，是重要的加工零件之一。其一方面對(duì)滾動(dòng)電機(jī)內(nèi)部特殊構(gòu)造零件起著相應(yīng)的滾動(dòng)保護(hù)支撐作用，另一方面我們還要通過加裝安放于電機(jī)端蓋內(nèi)的高速滾動(dòng)轉(zhuǎn)子軸承來確保端部定子與機(jī)座轉(zhuǎn)子放在相對(duì)固定位置。端部有蓋壁薄容易發(fā)生變形的特殊結(jié)構(gòu)零件特點(diǎn)，使得其在加工零件時(shí)裝配機(jī)夾相對(duì)比較困難。由于其主要用途是作為電動(dòng)定子與整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子之間的重要?jiǎng)恿B接件，需要充分考慮依靠整個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子止口和整個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸承室的驅(qū)動(dòng)車削壓力精度上的相互配合和反作用能力來對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部軸承氣隙的精度測(cè)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，而且它還可以要求盡量避免或大大減少電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承裝卸件的直接磨損對(duì)電動(dòng)車削加工精度的直接振動(dòng)影響，所以整個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子止口與整個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸承間兩加工室間在電機(jī)內(nèi)部表面上的氣隙與其粗糙度數(shù)值之比均會(huì)相應(yīng)較低[1]。電動(dòng)車床切削端子頂蓋的加工過程一般來說是比較簡(jiǎn)單的，基本上主要可以包括電動(dòng)薄壁車床切削與電動(dòng)車床鉆孔車削切割兩項(xiàng)車削加工工藝內(nèi)容，但由于整個(gè)車削端蓋本身一般是易松動(dòng)發(fā)生較小變形的大型電動(dòng)薄壁車床切削加工零件，過大的電動(dòng)鉆孔切削零件夾緊壓力量或過大的電動(dòng)車削零件夾住粘緊力都可能會(huì)引起變形，致使整個(gè)車削端蓋的電動(dòng)車削精度尺寸加工精度出現(xiàn)超差或容易發(fā)生較大變形，因此，對(duì)于電動(dòng)車床切削通常加工可以再細(xì)分為電動(dòng)車削加工粗車、精車兩個(gè)工序，使用不同的夾緊和車削壓力，在不同電動(dòng)車削尺寸精度以及不同等級(jí)的電動(dòng)切削車床上均可直接進(jìn)行電動(dòng)車削端蓋加工。小型傳動(dòng)電機(jī)鉆孔端蓋通常需要使用三爪自動(dòng)式定心鉆孔卡盤直接夾緊端面和蓋上的特殊工藝材料搭子外圓，采用多軸搖臂鉆孔機(jī)床或立式搖臂鉆孔機(jī)床直接進(jìn)行搖臂鉆孔，中大型電機(jī)端蓋則可以采用多軸搖臂打孔鉆床直接進(jìn)行搖臂鉆孔。

機(jī)座在定子電機(jī)中可以起著同時(shí)支撐和保護(hù)固定定子電機(jī)鐵承軸心的重要作用，同時(shí)在電機(jī)軸承轉(zhuǎn)子端蓋式焊接結(jié)構(gòu)中，通過其與軸承端蓋的緊密配合可以起到同時(shí)保護(hù)固定電機(jī)軸承繞組和同時(shí)支撐軸承轉(zhuǎn)子的重要作用。[2]

轉(zhuǎn)軸和各種類型鑄鋁通用電機(jī)切削轉(zhuǎn)子和鑄鐵的軸心共同作用構(gòu)成這樣一個(gè)轉(zhuǎn)子。切削轉(zhuǎn)軸通常認(rèn)為是各種通用機(jī)械電機(jī)的重要機(jī)械傳動(dòng)定子零件之一，其傳動(dòng)重量通常支撐著各種通用電機(jī)切削轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械定子系統(tǒng)零部件的最大傳動(dòng)重量并且通常是用來確定各種機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)定子系統(tǒng)零部件的相對(duì)通用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)定子的一個(gè)相對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)定子位置，更為重要的一點(diǎn)是，轉(zhuǎn)軸通常還是通用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞轉(zhuǎn)矩、輸出各種類型機(jī)械傳動(dòng)定子功率的主要機(jī)械傳動(dòng)定子零件。

2 電機(jī)制造工藝檢測(cè)方法和功能

2.1 主要檢測(cè)方法

影響整個(gè)機(jī)械電機(jī)工業(yè)制造加工過程的主要客觀因素往往就是機(jī)械電機(jī)的功能質(zhì)量，而整個(gè)機(jī)械電機(jī)的綜合功能和內(nèi)部安裝件的質(zhì)量往往都會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械電機(jī)的工業(yè)制造加工過程產(chǎn)生較大的影響。機(jī)械電機(jī)綜合功能的質(zhì)量好壞對(duì)于電機(jī)制造加工過程來說會(huì)有一定程度的影響，對(duì)于整個(gè)機(jī)械電機(jī)的各種綜合使用性能指標(biāo)也同樣會(huì)產(chǎn)生很大的影響，而對(duì)于不同的機(jī)械電機(jī)綜合功能質(zhì)量來說，在它的整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備制造過程中所具有的性能特點(diǎn)也不同。在整個(gè)機(jī)械電機(jī)的工業(yè)制造加工過程中，一些功能質(zhì)量比較好的機(jī)械電機(jī)在加工過程中會(huì)受到許多客觀因素的影響，而這些因素往往也是最主要的因素[3]。一些比較微小的機(jī)械零件，它的鐵芯尺寸稍微會(huì)有一些差別，可能會(huì)對(duì)整個(gè)動(dòng)力電機(jī)的制造運(yùn)行過程產(chǎn)生非常大的不良影響，甚至可能導(dǎo)致它的電機(jī)使用壽命年限大大降低，如果出現(xiàn)嚴(yán)重故障將可能導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)力電機(jī)制造運(yùn)行過程終止。對(duì)整個(gè)動(dòng)力電動(dòng)機(jī)的工作質(zhì)量來說，鐵芯內(nèi)部的一些細(xì)微磨損也有可能導(dǎo)致它的工作效率大大降低，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的一些部位溫度升高。

2.2 在制造工藝過程中的功能檢測(cè)

在對(duì)定子鐵心的圓周進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要使它的間隙大于設(shè)計(jì)值的大小，而在制造完成之后，就會(huì)使得定子的諧波值大大降低，然后就會(huì)使得整個(gè)過程的諧波值減小，導(dǎo)致電機(jī)在運(yùn)行過程中電流增大。當(dāng)間隙變大之后，電機(jī)的空載電流也會(huì)增大，在一定程度上使得電機(jī)的功率變低，使得電流和定子的損壞率增高，溫度自然而然地也會(huì)升高，導(dǎo)致它的工作效率降低。

而當(dāng)轉(zhuǎn)子外部的圓的尺寸比較大時(shí)，間隙的設(shè)計(jì)值要小于我們當(dāng)初進(jìn)行設(shè)計(jì)值的大小，這時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電機(jī)的諧波變化范圍增大，所以電機(jī)總的諧波變化范圍就會(huì)增大，其結(jié)果就是使得電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)距降低，使得電流增大，對(duì)轉(zhuǎn)子來說，它的磨損也會(huì)增大，導(dǎo)致效率大大降低，溫度升高。

而對(duì)于鐵芯來說，它的長(zhǎng)度變小是因?yàn)槎ㄗ雍娃D(zhuǎn)子軸之間的距離發(fā)生變化，這樣的話，一方面會(huì)使得電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)電流變化范圍增大，在一定程度上也會(huì)影響功率的大小。而電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同也會(huì)導(dǎo)致功率不同。在對(duì)全封閉的家用電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)座內(nèi)部進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)時(shí)，其內(nèi)部裝飾材料的物理粗糙度也可能會(huì)直接影響整個(gè)家用電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)座的裝配工作效率，如果它的內(nèi)部材料粗糙度很大，或者說是內(nèi)部有很多的設(shè)計(jì)缺陷，就必然會(huì)使得驅(qū)動(dòng)電子的內(nèi)部鐵芯和驅(qū)動(dòng)機(jī)座的鐵芯接觸面有所減小，從而導(dǎo)致熱阻力的增大，溫度就會(huì)變高，而如果它的溫度持續(xù)地升高，這時(shí)候?qū)τ隍?qū)動(dòng)機(jī)座的截止口進(jìn)行設(shè)計(jì)，就要不斷加大它的兩個(gè)尺寸，在一定的程度上能夠緩解溫度的升高，但是這就可能會(huì)使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)部裝配工作過程變得困難，工作運(yùn)行過程中就會(huì)容易出現(xiàn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的現(xiàn)象。而對(duì)于電機(jī)軸承和整個(gè)軸承的機(jī)擋的兩個(gè)尺寸之間的振動(dòng)偏差的程度大小，如果偏差范圍過大或者過小，會(huì)直接影響整個(gè)軸承內(nèi)外的圓周振動(dòng)變形，進(jìn)而就會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)噪聲，使得整個(gè)軸承的內(nèi)部磨損也隨之變大，導(dǎo)致溫度升高，工作效率降低。

3 電機(jī)常用材料

3.1 鑄鐵

根據(jù)30mm 單鑄鐵測(cè)試棒的最大抗拉應(yīng)力強(qiáng)度，將其分為最小HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350，最小鋼的抗拉應(yīng)力強(qiáng)度N/mm2，灰白鋼鑄鐵的抗拉密度如下：

3.2 硅鋼片

其分為采用低溫軋法冷軋和采用高壓軋法熱軋，常用的高壓軋法主要有低溫冷軋法的DR510、DR450、DR420、DW470。

3.3 云母帶按膠含量分類

一般來說，膠元素含量通常低于9%以下的少膠云母線之帶被稱為少數(shù)多膠電子云母線的帶；其中膠元素含量一般介于9%～22%的少膠云母線之帶被稱為中數(shù)少膠電子云母線的帶；其中膠元素含量一般大于32%的少膠云母線之帶被稱為多數(shù)少膠電子云母線的帶；少數(shù)多膠電子云母線的帶絕緣云母中膠含量高，絕緣后的漆更易于直接滲透。由于目前我國(guó)生產(chǎn)制造的多數(shù)少膠電子云母線的帶易出現(xiàn)絕緣掉膠或粉層的問題，包扎時(shí)易斷，故重新研發(fā)了中國(guó)少膠電子云母線的帶；中國(guó)少膠電子云母線的帶絕緣中間的云母中膠含量相對(duì)較高，一般也可以采用塑膠VPI 加工處理，絕緣層的厚度一般較少比塑膠帶厚。多數(shù)少膠電子云母線的帶絕緣中膠元素含量高，保證了電機(jī)絕緣，不易產(chǎn)生螺絲發(fā)空等絕緣缺陷。

3.4 防銹漆

H06-2 鐵紅環(huán)氧酯底漆主要適用于輕重黑色中性金屬表面，H06-2 鋅黃環(huán)氧酯底漆主要適用于輕黑色金屬表面。面漆：中灰聚氨酯磁漆（雙組分）；顏色：常見產(chǎn)品代號(hào)主要有：RAL1000～9023，8.0B7.2/3.1。

3.5 鋼材

國(guó)標(biāo)45 號(hào)鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它也可以用于各種零部件的制造，例如汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動(dòng)零件，同時(shí)也可以用來代替其他的滲碳復(fù)合結(jié)構(gòu)不銹鋼或用來直接制造例如運(yùn)動(dòng)機(jī)械齒輪、軸、活塞和運(yùn)動(dòng)氣銷等各種機(jī)械零件，但需要先對(duì)其進(jìn)行高頻或火焰表面淬火。

40Cr 是合金優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，它也可以用于較重要的如調(diào)質(zhì)器等零件的制造。

1Cr13 是馬氏體型不銹鋼，這種鋼本身具有良好的耐蝕、機(jī)械加工性，一般較為適于加工刃具等。

2Cr13 是馬氏體型不銹鋼，火焰淬火后在加熱加工狀態(tài)下這種鋼體硬度高，耐蝕性良好。它也可以用來做成適用于汽輪機(jī)的葉片。

0Cr19Ni9 是奧氏體型不銹鋼，這種鋼管本身作為一種新型不銹鋼在耐熱腐蝕鋼材中使用最廣泛，一般可以用于食品化工設(shè)備，原子能工業(yè)。

4 電機(jī)制造工藝存在的問題

4.1 工藝方法與實(shí)際情況不符

現(xiàn)如今已經(jīng)不斷研究開發(fā)出很多種新的電機(jī)設(shè)備制造過程工藝以及方法，工藝設(shè)計(jì)人員一般只根據(jù)某種制造工藝方法產(chǎn)生的電機(jī)實(shí)際效果而對(duì)其進(jìn)行技術(shù)采用，忽略了該種制造工藝以及方法本身是否完全符合各種電機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)需求，往往會(huì)造成技術(shù)差異，所需要選擇的電機(jī)制造過程工藝以及方法自身不一定存在這一問題，但是卻不適合應(yīng)用于生產(chǎn)電機(jī)的實(shí)際批量生產(chǎn)，會(huì)對(duì)電機(jī)批量生產(chǎn)企業(yè)造成很大的技術(shù)難度，也會(huì)大大增加成本投入，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大大降低，這會(huì)直接影響整個(gè)電機(jī)設(shè)備制造過程工藝的持續(xù)發(fā)展[4]。

4.2 工作人員的技術(shù)水平偏低

電機(jī)的實(shí)際制造過程工藝水平偏低會(huì)嚴(yán)重影響電機(jī)制造質(zhì)量，所以必須仔細(xì)分析影響目前電機(jī)的實(shí)際制造過程工藝的主要因素，工作人員的專業(yè)技術(shù)水平相對(duì)偏低就是其中的因素之一。

而對(duì)于其他企業(yè)員工來說，還需要同時(shí)具備很強(qiáng)的電機(jī)綜合專業(yè)素質(zhì)，尤其是電機(jī)質(zhì)量管理意識(shí)十分關(guān)鍵。但是，當(dāng)前我國(guó)的電機(jī)機(jī)械制造設(shè)備行業(yè)仍然存在這樣一個(gè)新的問題，就是由于工作人員的專業(yè)技術(shù)水平相對(duì)偏低，同時(shí)對(duì)于電機(jī)質(zhì)量保證的管理意識(shí)淡薄，進(jìn)而直接影響了目前電機(jī)的實(shí)際制造過程工藝的生產(chǎn)質(zhì)量，使得目前電機(jī)的實(shí)際制造過程工藝及其發(fā)展受到諸多限制，無法完全滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)于我國(guó)電機(jī)制造質(zhì)量的更高要求，所以必須要求相關(guān)工作人員及管理部門重視這個(gè)問題，并及時(shí)采取有效的管理方法加以解決。

5 提高電機(jī)制造工藝水平的方法

5.1 制造工藝方法需與實(shí)際生產(chǎn)相適應(yīng)

電機(jī)的設(shè)備制造過程工藝之所以能夠受到如此高的社會(huì)重視和普及，就是因?yàn)樯a(chǎn)電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用中的重要性和作用不可替代，無論是人們的日常生活，還是眾多電機(jī)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，都離不開生產(chǎn)電機(jī)這一基本生產(chǎn)設(shè)備，所以生產(chǎn)電機(jī)的批量生產(chǎn)廠家需要重視各種電機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量。

除此之外，還需要提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，這樣才能夠保證電機(jī)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此需要充分考慮生產(chǎn)電機(jī)設(shè)備批量生產(chǎn)的各種可能性以及生產(chǎn)成本資金投入等情況。[5]

5.2 提高工作人員的技術(shù)水平

電機(jī)的設(shè)計(jì)制造設(shè)備工藝技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)，對(duì)于企業(yè)工作人員的專業(yè)技術(shù)水平往往要求非常高，因此針對(duì)當(dāng)前我國(guó)電機(jī)設(shè)計(jì)制造設(shè)備工藝技術(shù)發(fā)展的復(fù)雜現(xiàn)狀，提高企業(yè)工作人員的專業(yè)技術(shù)水平尤為關(guān)鍵。這里就需要從多個(gè)關(guān)鍵方面著手做起，首先，在企業(yè)聘用電機(jī)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的同時(shí)應(yīng)當(dāng)提高對(duì)其的素質(zhì)要求，工作人員必須是系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)過相關(guān)專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人才，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)具備結(jié)合實(shí)際操作的綜合能力。由此可見，工作人員的專業(yè)文化素質(zhì)培養(yǎng)是十分重要的。