电机机加工制造工艺的一般问题

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磁极、机壳
45 号钢
61
轴、端盖
40Cr
100
轴
20CrMnTi
110
强度韧性要求较高的轴
2Cr13
66
导磁转轴、端盖等零件
附表 3：常用有色金属
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类别
材料
抗拉强度бb
应用
kg/mm2
铝棒 LY12
38-54
支架、机壳、端盖
铝合金
铸造铝合金 ZL101
14-24
机壳、端盖
铸造铝合金 ADC12
HB×0.106=HRC 4． 半精车：先研光轴上的两端顶针孔，然后半精车。注有公差尺寸
的各档外圆，留磨余量 0.4mm。注：花键Φ27.5 外圆螺纹 M10×1 螺 纹均不能留余量,Φ28、Φ14 两档外圆留余量，还要加工到工艺上规定 的制造公差，比如Φ28.4--00..0024 ，以便钻模板内孔定位。车螺纹 M55×2、 M10×1，应该用螺纹环规来检查，便于互换。 5． 铣：铣键槽，注意对称度，外圆留有 0.4 磨余量，槽比照图纸尺寸 要铣深 0.2mm。 6． 滚花键，以外圆和顶针孔定位，用专用花键滚刀滚齿（与花键套 配制）。 7． 钳：用钻模钻出螺纹底孔，并攻螺纹。 8． 磨：研光两顶针孔，精磨各档外圆，并靠磨出端面。 9． 车：按图纸要求清根。 小结：对轴类零件的加工，要掌握以下几点：
B． 台阶轴 除了自行车电机转轴，公司研发的电机产品转轴都是台阶轴。它的优 点是轴向尺寸比较好控制，轴整体刚性好。AM007D 产品就是台阶轴， 大约有 13 个台阶、键槽等。
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下面，介绍一下台阶轴的加工工艺（下面以 AM007D 转轴加工为例）。 1. 热：毛坯料退火。目的是降低硬度，改善加工性能，改善内部组织，
前进行，以防影响和破坏精加工之后的尺寸精度。 下面，以 AM007D 的后端盖进行有关说明。
后端盖加工工艺过程： 1. 热：正火，改善切削性能； 2. 车：粗车止口、轴承室，留 2mm 加工余量，轴向留 1mm； 3. 热：退火，消除粗车的切削应力； 4. 车：半精车轴承室止口留 1mm 余量； 5. 铣：点孔，铣出孔和键槽； 6. 钳：钻孔、攻丝； 7. 精车轴承室、止口等尺寸。
电机机加工制造工艺的一般问题
一. 电机机械加工制造工艺的特点 电机制造工艺，主要包括机械加工和专业工艺两类。 随着生产技术的发展，电机制造工艺中也大量使用着精密机械、仪器仪
表。随着电子工业和自动化技术的发展，形成了独立的微特电机生产技术。 其主要特点有：
1． 微特电机尺寸大小、生产批量等决定着单台价值差别大，这要求采用 合适的生产工艺，合理的组织生产。微特电机品种多，尺寸相差很大。 如手表用步进电机外形只有几毫米，重量只有十几克、几十克；而力 矩电机、特殊用途旋转电机、变压器等直径可超出 1 米以上。因此， 采用的工艺措施和设备是完全不同的。
为后续淬火做准备。 2．粗车：按照图纸加工，重要关键性尺寸留 2mm 加工余量。总长尺寸 不留余量，轴向长度尺寸余量留在 70 阶台上 1mm。 3．热：调质处理 HRC28-30。这里顺便提一下，HRC28-30 范围窄了一 些，如果能调整到 HRC26-30 更合理一些。
有时侯图纸上标注的布氏硬度 HB，其与洛氏硬度 HRC 有个近似的 换算公式：
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价廉的材料、优选的工艺方案、较高的标准化、通用化水平，生产有流 畅的节奏性，以保证产品优质、高产、价廉。
由上述可知，生产类型不同，加工方法、生产设备、生产组织管理等 不同，在考虑工艺方案、制定工艺规程时必须预先了解产品的生产类型。 三. 工艺方案和工艺规程的制定 1． 工艺方案的选择
加工一个零件，或完成一个加工要求，可以设计出若干不同的工艺 过程或工艺方法，即可以采用多种工艺方案。
端盖的机加工工艺要点，下面简单介绍如下： 1.对压力铸造铝合金端盖及其它铸造铝合金端盖，应进行固溶处理， 增加强度。 2.一般要分粗、精车，且粗车后要进行时效处理，以减少工件变形。 3．端盖的止口、轴承室，应在一次装夹中完成加工；轴承室应用塞
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规来进行检查。 4．端盖上的钻孔、攻丝、铣削等工序，应在粗加工之后、精加工之
工艺方案选择主要考虑技术指标和经济效果两个方向。近年来，专 业和通用数控机床越来越多的被采用，单机自动化程度不断的提高。在 上世纪七十年代出现各种加工中心和柔性制造系统（FMS），它相当于将 一条组合机床自动线归并为一台机床，实现工序集中、占地和投资减少， 且柔性增加，改变了传统机床的布局结构和机床类别的划分。加工中心 和柔性制造系统特别适用于多品种、小批量生产。如果能够与成组工艺 技术结合起来，经济效益会更高。成组工艺技术就是把结构工艺方法相 同或类似零部件编码分组，采用统一的工艺方法、统一的加工设备、统 一的机床夹具进行加工的生产技术。另外，它可以解决以下几个问题：
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① 为了改善轴的切削性能和加工后尺寸的稳定性，应分别在粗车、 半精车前后适当的安排热处理工序。调质处理一般在粗车后进 行，处理后可获得较好的机械性能。
② 轴上的键槽、沟槽、螺纹加工，一般在半精车以后、精加工以前 进行，一面轴在精加工后再受较大的车削应力引起轴弯曲、变形。
③ 加工台阶轴时，工艺基准、加工基准、测量基准，应当尽量与产 品图上的设计基准相一致，这样可使加工余量最小、加工工艺简 单进而提高加工精度。
2． 中等批量生产（100-300 台） 产品周期性的进行批量生产为中等批量生产。中等批量生产特点是用
通用机床与专用工装配合生产，也可以用一定自动化程度的数控机床进行 加工，如数控车床、数控铣加工中心机床等。另外，需要制定完整工艺规 程，照章进行。
3． 大批量生产 同一产品，大批量经常反复地生产为大批量生产。例如，本公司生产
④ 对轴两端中心孔，每使用一次，必须进行修正、研光。 4．4 端盖加工。端盖的作用是支撑转子组件，通过止口和轴承的关系， 使转子组件装在定子组件内，并稳定、可靠的工作，同时要求定、转子 之间的气隙有一定数值。端盖是保证定、转子之间同轴度、气隙均匀和 轴向间隙的关键零件。
下面讲一下端盖的材料选择。 A． 铸铝端盖，常用铸造铝合金的材料为 ZL101、ADC12。也 有用铝棒加工的。 B． 钢端盖：铸钢、圆钢。 C． 薄钢板冲压成型。
2． 微特电机制造工艺技术面广。微特电机制造工艺包括铁心制造、绕组 制造、塑料件制造、绝缘处理、装配调试等。结构件生产过程中，大 量用到机械加工、电加工、焊接和精密冲压等生产技术，要求发展专 用生产设备、合理组织生产，特别是专业性很强的生产工艺，如模具 制造、铸造等要组织好外协加工。
3． 电机作为系统元件，可靠性和尺寸要求都较高。定、转子不同轴度误 差要求小。定、转子冲片槽分度误差和累计误差小到几个角分。机械 配合尺寸精度一般要达到 IT5-IT7 级精度，零部件形位公差小，以保证 零部件加工的精度和一致性。 除上述特点外，还应不断的提高车间文明生产水平，保证各车间环境 整洁、管理有序。
—
—
铜合金
黄铜棒 H62 铸造黄铜
30-40 30-40
端板、接线块 端板
4．2 机械加工件的技术要求
电机的机械加工件，主要有：轴和转子组件，机壳和定子组件，以及端盖等
三类。它们的机械加工的技术要求，既有一般机械加工的要求，也有一些特殊
要求，主要包括：
1． 保证气隙的均匀性；
2． 防止零件加工变形；
4．5 机壳 下面以 AM002D.2005 机壳组件加以说明。
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工艺过程如下： 机壳和机壳外套进行焊接——时效处理（160-170，16h）——车（先
车出装夹基准）——精车 162H7 内孔，229。7 内孔——铣加工中心点出 孔位、键槽型线——车采用进刀手工拉出键槽——钳（钻孔、攻丝）— —检（通水检查有否漏水）。通过以上 8 道工序完成 AM002D 产品机壳组 件的加工。
的自行车电机、工业缝纫机电机，以及社会上生产的录音机马达无刷风机 等。
大批量生产，工件和组件加工，工序可分得很细，劳动分工也很细， 宜采用专用夹具、专用高效率机床，采用机械化和自动化加工、流水作 业。操作者应掌握更专门化的生产技术包括加工专用工装夹具和调整机 床设备所需的专门生产技术。
大批量生产的产品，应采用优化的电磁设计、简化的结构设计和优质
④ 考虑工序的集中分散 工序的集中分散，主要决定于产品的生产类型（批量）和工厂的生 产条件。一般情况下，小批量生产的产品其工序相对集中。大批量生产 的产品工序相对分散。当采用数控机床、多工位自动机床、组合机床等 设备加工时，工序集中安排可以达到高效生产。 ⑤ 选择合理的加工定位基准。定位基准的选择，包括粗加工和精加工 定位基准的选择，一方面要保证产品加工工序的合理传递，确保产品的 质量；另一方面，基准的选择对工装设计影响很大，应使设计的工夹具 结构简单、可靠、耐用。 ⑥ 热处理及表面处理的安排 为了改善金属材料的切削性能，消除加工应力，减少工序变形，要进 行金属材料的退火或正火处理。为提高表面硬度和综合的机械、物理性 能，需要进行调质处理或淬火。表面处理主要是提高零件的绝缘性能和 防锈蚀性能。 ⑦ 安全与污染问题的考虑。工艺规范必须确保生产中人身和设备的安
① 消除现有产品在结构和工艺方面不必要的多样性。 ② 可以大量减少工艺装备数量、种类，缩短产品生产周期； ③ 便于提高生产管理水平。 工艺方案的选择，对各项经济技术指标进行量化。一类是数量指标， 包括原材料消耗、劳动量（工时）、产品合格率等；另一类是质量保证指 标，指不可计量性的一类，如工艺的先进性等。最后进行优化选择。
二. 生产类型及其特点
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产品的生产类型是影响工艺规程的重要因素。微特电机产品按批量大小 可分三种类型。
1． 单件小批量生产 只生产几台或数十台同样的产品，以后不再重复生产；或者要经过很
长时间才有重复生产可能的，为单件小批量生产。我们公司目前用于新 能源汽车电机的生产任务均属于单件小批量生产。
对于单件小批量生产，零部件加工可采用通用机床加工。工序比较集 中，工艺重点是对关键零部件加工方案和加工方法进行研究试验，对工艺 技术水平要求较高。
50
18
10
17
5
（%）
随着新材料的不断涌现和结构不断改进，少切削、无切削加工的推广和应用，
会使机械加工工作量逐步下降。
4．1 主要金属结构材料和对机械加工件的要求
电机常用的金属结构材料，见附表 2、3：
附表 2：常用黑金属
材料名称
抗拉强度 10×N/mm2
主要应用
10 号钢
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磁极、导磁体
20 号钢管
导磁性能，增大铁心损耗。
4．3 轴和转子组件
轴是电机的重要零件。轴压入转子支架内孔，叠上转子冲片，装入磁
钢，再灌注环氧树脂，经过加热、固化后形成电枢组件。
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① 轴的结构形式 A． 光轴，如：录音机马达的轴
光轴与铁心配合段压筋，直径涨大 0.05-0.1 左右，用模具在冲床冲压而 成，生产效率较高，且轴不会弯曲变形。
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2． 工艺规程的制定 制定工艺规程是工艺技术人员的基本工作，主要原则仍然是保证产品
质量，而且应当是最经济的。工艺规程的制定过程和主要考虑的问题有： ① 消化产品图纸和技术条件等资料，了解零部件的结构特点，对结构 复杂的产品或零件，应预先提出可行性的工艺方案进行分析讨论； ②精化毛坯，大量采用少切削、无切削新工艺； ② 工艺过程分阶段，例如在机械加工中分为粗加工、半精加工和精加 工等。其它工艺过程也可分为几个阶段，然后再逐一排列各工序。
将机壳组件加热到合适温度，压入带绕组定子，即完成定子组件的机 加工。 五. 加强机加工车间零部件过程检验的几点建议
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全，同时考虑解决污染问题的方法。
四. 无刷永磁直流电动机结构件的机械加工
车用无刷电动机机械加工件主要有转轴、转子支架、机壳、机壳外套、前
后端盖等零件。在单件小批量生产中，机械加工件的工作量占据了整机加工量
约 50%左右。
附表 1：
工种
机加工（钳 下线、浸漆 定转子铁心制 装配、调
检验
工）
造
试
工作量
机壳、端盖都是薄壁类零件，转轴台阶较多且直径差异较大，所以加
工时要考虑装夹可能产生的变形，防止尺寸超差产生废品。
3． 保证导磁零部件的对称性；
对导磁零件，如磁极、定转子电枢铁心、导磁机壳，在材料选择和结
Fra Baidu bibliotek构设计上，应力求磁路对称，便于工艺保证。在加工方面，应考虑不
使切削量和切削力过大，防止变形过大或产生较大的切削应力，降低