电机制造工艺学

1电机制造工艺主讲：阎治安教授西安交通大学电机教研室2电机制造工艺绪论一、电机工艺特征（1）电机品种多容量、电压、转速、安装方式、防护、冷却方式的等级不同；（2）零部件之间除机械联系外还有磁、电、热的相互作用；（3）工艺内容复杂除机械外，铁心、绕组、换向器等的特有工艺特征，手工劳动比重较大。（4）材料的规格品种多、发展快，只是质量难以稳定除一般金属结构材料外，还有导磁材料、导电材料、绝缘材料；（5）制造所需的非标准工艺装备也较多。3二、内容（1）电机零部件的机械加工部件：定子、转子零件：机座、端盖、转轴、其他（出线盒等）（2）铁心制造工艺含冲片制造、冲片退火及绝缘处理、冲片叠压（3）绕组制造工艺含线圈制造、绕组嵌装、绝缘处理（4）鼠笼转子制造工艺含铁心叠压、转子铸铝或笼条焊接等（5）换向器、滑环及电刷装置制造工艺4同样的设计、材料、工艺制造对质量影响甚大，例如某电机相差40%，寿命差倍，绝缘耐压强度可差80%，故提高工艺质量是很必要。eFpn5二、电机制造工艺特点1、电机生产类型（以机座量为计算单位）大量生产：规格稳定，产量大批量生产：介于大量与单个生产之单个生产：规格变化大，产量少2、特点（1）大批量生产（2）中批量生产（3）（单个式）小批量生产6三、电机工艺的制定原则工艺的性质是产品设计（者）和生产（者）的“桥梁”。1、电机工艺文件（1）指导技术操作、检查用：工艺卡片、工艺守则、检查规程。（2）组织生产用：过程卡片、产品工艺流程表。2、编制工艺文件，依据以下四点：（1）产品设计图纸的技术要求（2）零部件的批量大小（3）原材料或坯件的供应情况（4）技术装备和工作者技术情况73、良好的工艺文件应符合技术性、经济性、技术安全及劳动条件、促进新技术发展和工厂技术水平的提高。8四、工艺方案的经济评论方法分析不同工艺方案（方法）的工艺费用，以选出在一定生产条件下的最经济的工艺方法（或方案）。生产成本核算时必须包括全部费用，而经济评价时只分析比较不同工艺方案中费用不同的部分。（相同或相近的部分不再进行比较）即可分为：不变费用和可变费用。可变费用：工件原材料费用、直接工资、通用机床设备、所占厂房的折旧费、通用夹具、刀具、、模具的折旧费。不变费用:专用机床设备及所占场地折旧费、专用刀具9夹具和模具的费用调整工作人员的工资。设两种总工艺费用:不同工艺方案的每件工艺费用：工艺产量为：则两种方案的总工艺费用为：21TT、21tt、x222111BxaTBxaT10xBatxBat//:222111每件的工艺费用为DX2t1tt0X2112aaBBXD在曲线D点，产量为时，两种工艺方案费用相等。当时，第2种工艺方案较经济！反之，第1种较经济。为了开展经济评价工作，工艺人员除应熟悉各种工艺方法外，还须掌握有关经济资料，可以突进工艺工作的提高DX11第一篇电机零部件的机械加工含义：即金属切削加工，也就是用刀具切去毛坯上多余的部分，以获取所需要的几何形状、尺寸和表面光洁度的零部件的加工过程。常用的机械加工方法是车、铣、刨、磨、钻等。小型YD制造厂，机械加工设备约占50%，总劳动量中机械加工约占25-30%，铸件、锻件、焊件制造的准确度不断提高，机械加工可减少。要加工的零部件有机座、端盖、轴、转子支架、转子、定子、轴承盖、换向器、滑环及大型电机的底板、轴承座、轴瓦等。12第1章电机零部件机械加工的一般问题互换性和机械加工的特点一、电机零部件的互换性同样规格的零部件可以互相调换使用的性质称为零件或者部件的互换性。以便专业化生产，降低产品成本，提高劳动生产率。为保证电机能够互换安装、保证其电气性能，需要严格控制下列尺寸：1、自轴中心至底脚平面的高度，即中心高H；2、轴伸直径D和长度E，键槽宽度F和轴槽深G；11133、底脚孔的横向中心距离A及其对中心线的距离A／2；4、底脚孔的轴向中心距离B以及轴伸肩至第一个底脚孔的距离C；5、底脚孔直径K；6、定子内径与转子（或电枢）外径；7、端盖和机座止口的配合尺；8、轴承与轴承档和轴承空的配合尺寸；9、外风扇和外滑环与轴伸的配合尺寸。其中A、B、C、D、G为保证电机互换使用的主要安装尺寸。14二、电机加工的特点1、空气隙对电机性能的影响很大；2、电机机座和端益的结构刚性较差，装夹和加工时容易产生变形，要注意！3、对于带有绝缘材料的零部件，如定转子等，加工时小心破坏绝缘材料和导电材料；4、对于导磁零件，切削应力不应过大，以免降低导磁性能和增大铁耗。15公差配合、形位公差与表面光洁度三个方面是用来衡量零部件加工的质量的。一、公差与配合GB1800-79规定标准公差分为20级。即IT01、IT0、ITl至ITl8等级依次降低。“IT”表示标准公差；IT14-IT18为非配合尺寸。电机零部件常用IT6-IT11。零件之间的配合性质随着使用要求的不同而异。配合分间隙配合、过盈配合和过渡配合三类。间隙配合：孔轴配合时，孔减去轴的尺寸为正时。过盈配合：仅在极少数用，轴和转子内径孔轴配合时，孔减去轴的尺寸为负。过渡配合：孔轴配合时，孔减去轴的尺寸，公差带相互交叠。洁度合、形位公差与表面光，电机零部件的公差配2116基准制分基孔制、基轴制及混合制三种基孔制：基准孔的代号为H，下偏差为0，上偏差正值。基轴制：基轴的代号为h，上偏差为0，下偏差为负值。混合制：例如1、端盖轴承室内径与滚动轴承外径的配合，采用基轴制，J7／h6；2、特殊需要时，孔、轴的公差带组成配合，采用混合制J7/f8,表示轴承室内径用基轴制，轴承盖止口用基孔制，电机中凡与冲片叠压件配合的部位大都采用混合制。GB1800-79具体公差带值：一般孔比轴要低一级配合（因孔比轴加工困难）。选择配合与公差时，思路如下：17孔比轴公差要低一级过盈不传递扭矩，过渡或轻过盈配合传递扭矩，永久性无有：间隙，有无相对运动fa0.0210.02725257,25600.03360.0410725257,2560.020.0136HHffFFhh例18电机一般配合推荐值（1）转轴轴承档外径与轴承内径中小型YD用。基孔制过渡（2）端盖轴承与轴承的外径，中小型YD或基轴过渡。（3）机座止口与端盖止口小型YD（4）轴承端盖止口与端盖轴承中小型YD基轴制过渡间隙配合（5）轴伸外径、or注：光滑圆柱面结合公差与配合1、尺寸公差指允许尺寸的变动量。76Hk76Jh87Jh87Hjs76Jh0.86j6k192、公差带是限制尺寸变动的区域。3、尺寸偏差指某一个尺寸减其基本吃困所得的基本代数差（上偏差、下偏差）下偏差Et(对孔而言)上偏差ES基本尺寸轴公差带+0-孔公差带20二、形位公差行为误差是客观存在的，为了满足产品的性能要求，在图纸上必须规定相应的公差和公差带，以便对形状位置误差进行控制。形位公差是一个给定值，它是被测要素的实际形状相对于理想形状所允许的最大变化量，公差是一个区域。1、项目符号21分类形状公差公差项目直线度平面度圆度圆柱度h0.7h60h线轮廓度0.7h面轮廓度0.7h位置公差符号符号分类公差项目定向平行度垂直度h60h倾角度30h定位同轴度1.4h对称度位置度1.4h跳动圆跳动h全跳动h分类其它有关符号名称理论正确尺寸符号1.4h501.4h包容原则E1.4h基准目标2hØ6A1最大实体M1.4h延伸公差带P1.4h60600.7h222、公差框格符号（1）在图样上标注形位公差时，一般都用公差框格符号。（表明对被测要素的形位精度要求）（2）用细实线画(图上有4种形式)1、两格型一般用于形状公差2、三格型常用于单一基准0.0052h2h0.02A233、四格型用于有基准体系的位置公差，有时也用于轮廓度公差，第三格为第一基准的字母，第四格为第二基准的字母；4、五格型用于位置公差，第3、4、5格依次为第一、二、三基准的字母0.03DBBC0.1G24三、基准符号、代号、目标代号1、基准符号（国际上，用或属于ISO标准）用于基准要素与被测要素接近的情况。2、基准代号（ISO标准，or）A为基准字母，其它也可。3、基准目标代号上面区间填写面目标的大小（例子为面目标大小为），而点、线目标不填写，下方区间填写代表基准字母。说明（1）基准目标为点时，用“X表示。AAAØ6A12h6mmA1252、基准目标为线时3、当基准目标为局部表面时，用双点划线绘出局部表面的图形，并画出的细剖面线。45Ø20A5A2线目标26四、形位误差分布限制符号（1）被测要素的形位误差需要限制时，用此符号。（2）分布类型、符号、图示如下：0.03（+）或（-）0.7h0.7h0.7h1272AA0.02()28中凸型（+）说明：被测要素存在形位误差时，只允许两端向中间材料连续增加。（例如车床安装时，中间凸起耐磨。）1外形孔29中凹形（）说明：被测要素存在形位误差时，只允许两端向中间材料不断减少。2外形孔30单向型（）说明被测要素存在形位误差时，只允许自左端向右误差逐渐减少。单向形（）说明：被测要素存在形位误差时，只允许自左端向右误差逐渐增加。3A0.02（）4A0.02（）31五、其它有关符号（1）理论正确尺寸表示该尺寸没有公差是理论上的尺寸，是零件的基本尺寸。5035503032（2）包容原则符号包容原则，要求实际要素处，位于具有理想形状的包容面内的一种公差原理，而该理想形状的尺寸应为最大实际尺寸。说明：要求零件实体不超过20mm的最大实体边界。E1.4hh7EE00.0212033（3）最大实体原则被测要素或基准要素偏高最大实体状态而形状定向、定位获得补偿值的一种公差原则。A0.02MM说明：同轴度公差和基准A都按最大实体原则给出。0.02mmA34Maximummaterialcondition最大实体状态-----------（MMC）最大实体状态（MMC）：指实际尺寸在公差范围内，具有材料最多时的状态。最小实体状态（LMC），Leastmaterialcondition三种公差原则：独立原则：尺寸公差与形位公差分别满足要求；包容原则：行为公差值可小于尺寸公差，有专书论述；最大实体原则：只能用于中心要素，应用于被测要素自由装配；35（4）延伸公差带符号此符号表示，给出的形位公差带为“延伸公差带”；1.4hP20APP4-M8此图说明四个M8螺孔位置度的公差带从端面起向上延伸，公差带长度为20mm，也表示装配螺栓后20mm之内的误差不超过0.10.1A366、形位误差等级（按GB1184-80附录规定）（1）圆度和圆柱度两个项目分别划分三个公差度等级，即0，1，2，---，12。0为最高级。（2）位置公差度未划分公差等级，只规定“标准公差数值系列”18种：IT01、IT0、IT1----IT16.（3）线和面轮廓度规定公差等级和标准公差数值视设计要求定，因它一般不做配合用。（4）直线度、平面度、垂直度、平行度、倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动和全跳动九种公差项目各划分十二个公差等级，即1-12.其中1级为最高级，依次减低。37具体公差带值GB1801-79一般孔比轴要低一等级配合（因孔比轴加工困难）。选择配合与公差时，思路：有无相对运动38三、表面粗糙度GB1031-83GB3505-831、定义加工表面上具有的某一定间距内峰、谷所组成的微观几何形状特征。2评定零件表面粗糙度的等级，分为三类轮廓算术平均差（最常用），其表示可略去轮廓最大高度轮廓围观不平度+点度aRrRzR39定义：：在取样长度内，测量方向的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值。3、图样画法aRaR60.0°d1101.4dHh字体高度HHhh404、轴加工表面的推荐值aR加工表面轮廓算术平均偏差aR与传动零件及联轴器等与普通精度轴承配合与传动零件及联轴器平键键槽0.63~2.5