CN104439456A - 一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，包括安装转子步骤、安装校调工装步骤、加工第一键槽步骤、加工第二键槽步骤以及第一键槽和第二键槽加工好后，用百分表复验第一键槽和第二键槽的对称度，进一步确认第一键槽和第二键槽的加工精度。本发明的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，在加工第一键槽和第二键槽过程中所采用的校调基准面为同一较调工装上的同一平面，误差小，精度高，可以确保转子180°旋转精度，从而保证两个键槽的对称度。
Description
技术领域
本发明涉及一种键槽加工工艺，具体涉及一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法。
背景技术
电机的轴伸端即转子的轴伸端是与用户联接的部位，轴伸端上加工的键槽质量好坏将直接影响整台电机的质量，轴伸端上键槽的技术要求高，加工难度大。大型电机轴伸端上加工键槽是司空见贯的事，键槽具有深度和长度，一般采用铣刀加工而成，单直键槽的加工工艺已非常成熟，那么，加工轴伸端180°分布的双直键槽就没这样简单了，单个直键槽有键槽尺寸精度和对称度要求，二个键槽之间还有对称度要求，这些技术要求都比较高，给加工带来很大的难度，两个键槽间的对称度对于实际使用来说，精度越高越好，但也不能太高，它受加工条件的限制，如加工设备的精度、测量工具的精度、刀具的耐磨性、加工环境等影响，要求小于0.05mm。
大型交流电机的转子的中间是铁心，在铁心的两边各有一档轴承档，转子的一端是轴伸端，在轴伸端的外圆上要求加工180°分布的两个直键槽。180°分布的双键槽主要解决的问题就是对称问题，双键槽是一侧键槽即第一键槽加工好后再加工另一侧键槽即第二键槽的，因为加工键槽的铣刀是固定不变的，第一键槽加工后，必须将转子旋转，转子旋转角度的精度高低也就决定了双直键槽在圆周上的对称度。
由于转子的结构是细长形的，加工转子的轴伸端的外圆上的双键槽一般都将转子横着放，转子搁放在镗铣床的的工作平台上的V形铁上，转子可以在V形铁上旋转，便于调整转子的加工位置，镗铣床的主轴的坐标可以沿X、Y、Z移动，转子的中轴线即X轴，镗铣床的主轴的中轴线即Z轴，X轴和Z轴在同一水平面，Y轴垂直于该水平面，X、Y轴一一对应地沿水平和垂直静压导轨运动，Z沿滑动轴承运动。根据机床使用的实际经验判断，在静止状态和运行状态导轨与瓦块间的间隙变化是比较大的，而Z沿滑动轴承间隙变化相对比较小的。转子在校调时，机床的静压导轨是处于静止状态的，在加工键槽时，机床的静压导轨是处于运行状态的。为保证转子校调时和加工时的状态一致，校调时使用的坐标轴和加工时的坐标轴尽量一致，并且使用的坐标轴越少越好，这样可减少坐标的累积误差，可以提高键槽的加工精度。
传统的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法中由于采用的校调基准面不固定，键槽的加工精度低，无法满足双键槽的高对称度要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，能够满足双键槽的高对称度要求，提高加工质量，经济效益不可估量，且操作步骤简单。
本发明的目的是这样实现的：一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，包括以下步骤：
步骤S1，安装转子，包括调整转子工序和复校转子工序：
调整转子工序，将大型电机的转子平放到镗铣床的工作平台上，用V形铁支撑住转子，将转子旋转到合适的位置，在镗铣床的主轴上装上百分表，百分表的测量头放在转子的轴承档的外圆上，测量转子的轴承档的上母线和侧母线，根据转子的轴承档的直径的尺寸和实际测量值，计算出转子中心线与镗铣床运行的直线轨迹的差值，该差值如小于0.02mm则符合技术要求，该差值如大于或等于0.02mm，则继续调整转子，直至该差值小于0.02mm；
复校转子工序，转子调整好后，用镗铣床的工作平台上的压板压紧转子和V形铁，用百分表复校转子的轴承档的上母线和侧母线，保证其测量数据与所述调整转子工序中的所述转子的轴承档的上母线和侧母线保持不变；
步骤S2，安装校调工装，在转子的轴伸端的端面上安装校调工装，校调工装的校调基准面水平朝上放置，在镗铣床的主轴上装上百分表，百分表的测量头放在校调基准面的一端，镗铣床的主轴前后移动，百分表从校调基准面的一端移动到另一端，测量值若小于0.01mm则符合技术要求，测量值若大于或等于0.01mm，则调整校调工装，直至该测量值小于0.01mm，然后用螺栓紧固校调工装在转子的轴伸端的端面上，用百分表复测校调基准面，测量值应小于0.01mm；
步骤S3，加工第一键槽：镗铣床的主轴找准第一键槽的中心，用镗铣床的主轴上的铣刀加工转子的轴伸端的外圆上的第一键槽；
步骤S4，加工第二键槽：第一键槽加工好后，松开镗铣床的工作平台上的压板，不能松动固定校调工装的螺栓，将转子旋转180°，校调工装的校调基准面水平朝下，镗铣床的主轴找准第二键槽的中心，在镗铣床的主轴上重新装上百分表，将百分表的测量头放在校调基准面的一端，镗铣床的主轴前后移动，百分表从校调基准面的一端移动到另一端，测量值应小于0.01mm，校正该测量值后，用镗铣床的主轴上的铣刀加工转子的轴伸端的外圆上的第二键槽；
步骤S5，第一键槽和第二键槽加工好后，用百分表复验第一键槽和第二键槽的对称度，进一步确认第一键槽和第二键槽的加工精度。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述步骤S3中所述镗铣床的主轴找准第一键槽的中心通过采用镗铣床的主轴上下移动来测量镗铣床的主轴与转子的轴伸端的外圆的相对位置从而找准第一键槽的中心，或通过采用试切法找准第一键槽的中心；所述试切法找准中心是用所述镗铣床的主轴上的铣刀在第一键槽加工的位置铣一刀，加工的深度只要使铣刀的整个圆加工出即可，仔细观察上下边切削的状况来判断第一键槽的中心的位置。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述转子的轴伸端的端面上设置有止口和若干螺孔，所述若干螺孔均布在所述止口的外周边，所述校调工装包括底板和基准板，其中：
所述底板呈圆饼状并垂直设置，所述底板的直径等于所述转子的轴伸端的直径，所述底板的后表面上设置有与所述转子的轴伸端的端面上的止口相配合的定位止口，该定位止口向后凸出并卡接在所述大型电机轴伸端的端面上的止口中；
所述底板上开设有与所述转子的轴伸端的端面上的若干螺孔一一对应地相配合的若干前后贯通的定位通孔，该若干定位通孔通过螺栓一一对应地与所述转子的轴伸端的端面上的若干螺孔固定；
所述底板的左、右侧与所述大型电机轴伸端180°分布的双键槽相应的位置一一对应地开设有左侧底板缺口和右侧底板缺口；
所述底板的位于所述左侧底板缺口和右侧底板缺口之间的位置从左至右依次开设有第一底板通孔、第一底板销孔、第二底板销孔和第二底板通孔，且所述第一底板通孔、第一底板销孔、第二底板销孔和第二底板通孔的中心在同一条水平直线上；
所述基准板水平设置，所述基准板包括横向板和纵向板，所述纵向板的前端面贴合在所述横向板的后端面的中部并与所述横向板围成T形结构，所述横向板和纵向板一体成型；
所述纵向板的后端面的长度与所述左侧底板缺口和右侧底板缺口之间的距离相同，并且所述纵向板的后端面紧密贴合于所述底板的前表面的位于所述左侧底板缺口和右侧底板缺口之间的位置；所述纵向板的后端面上从左至右依次开设有第一基准板螺孔、第一基准板销孔、第二基准板销孔和第二基准板螺孔，所述第一基准板螺孔、第一基准板销孔、第二基准板销孔和第二基准板螺孔一一对应地与所述第一底板通孔、第一底板销孔、第二底板销孔和第二底板通孔相配合并固定连接；
所述横向板的上表面的前部设置一个下凹台阶面，该下凹台阶面的直线度在0.01mm以内，该下凹台阶面为校调基准面。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述横向板的长度等于所述转子的轴伸端的直径。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述纵向板的厚度等于或小于键槽的宽度。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述纵向板的厚度与所述横向板的厚度相等。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述左侧底板缺口和右侧底板缺口的尺寸相同，且所述左侧底板缺口的宽度大于相应的键槽的宽度，所述左侧底板缺口的深度大于相应的键槽的深度。
上述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其中，所述转子的轴伸端的端面上的螺孔数目为四个，所述底板上的定位通孔的数目为四个。
本发明的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法的技术方案，在键槽加工过程中校调时只使用Z轴，在加工键槽时，深度由移动Z轴来控制，长度由移动X轴来控制，校调基准面调整好后，键槽加工过程中Y轴不运动，这样的运动组合对键槽的加工精度影响最小，满足加工的技术要求，而且对机床的要求不高，只要满足加工精度就可以，由于在加工过程中，只有一根轴在运动，因此，只要使用普通的机床就可以满足要求，而且在加工第一键槽和第二键槽过程中所采用的校调基准面为同一校调工装上的同一平面，误差小，精度高，可以确保转子180°旋转精度，从而保证两个键槽的对称度。本发明的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法能够满足双键槽的高对称度要求，提高加工质量，经济效益不可估量，且操作步骤简单。
附图说明
图1为采用本发明的双键槽加工方法加工第一键槽的结构示意图；
图2为采用本发明的双键槽加工方法加工第二键槽的结构示意图；
图3为实施例中镗铣床的工作平台的结构示意图；
图4为本发明的双键槽加工方法所用的校调工装的结构图；
图4a为本发明的双键槽加工方法中所用的校调工装的底板的主视图；
图4b为本发明的双键槽加工方法中所用的校调工装的底板的侧视图；
图4c为本发明的双键槽加工方法中所用的校调工装的基准板的俯视图；
图4d为本发明的双键槽加工方法中所用的校调工装的基准板的侧视图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图进行详细地说明。
请参阅图1、图2和图3，本发明的一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，包括以下步骤：
步骤S1，安装转子，包括调整转子工序和复校转子工序：
调整转子工序，将大型电机的转子1平放到镗铣床2的工作平台上，用V形铁21支撑住转子，将转子1旋转到合适的位置，在镗铣床2的主轴20上装上百分表4，百分表4的测量头放在转子1的轴承档的外圆上，测量转子1的轴承档的上母线和侧母线，根据转子1的轴承档的直径的尺寸和实际测量值，计算出转子中心线与镗铣床运行的直线轨迹的差值，该差值如小于0.02mm则符合技术要求，该差值如大于或等于0.02mm，则继续调整转子，直至该差值小于0.02mm；
复校转子工序，转子调整好后，用镗铣床1的工作平台上的压板22压紧转子1和V形铁21，用百分表4复校转子的轴承档的上母线和侧母线，保证其测量数据与所述调整转子工序中的所述转子的轴承档的上母线和侧母线保持不变；
步骤S2，安装校调工装3，在转子1的轴伸端14的端面上安装校调工装3，校调工装3的校调基准面327水平朝上放置，在镗铣床2的主轴20上装上百分表4，百分表4的测量头放在校调基准面327的一端，镗铣床2的主轴前后移动，百分表从校调基准面327的一端移动到另一端，测量值若小于0.01mm则符合技术要求，测量值若大于或等于0.01mm，则调整校调工装3，直至该测量值小于0.01mm，然后用螺栓紧固校调工装3在转子1的轴伸端14的端面上，用百分表复测校调基准面327，测量值应小于0.01mm；
步骤S3，加工第一键槽151：镗铣床2的主轴20找准第一键槽151的中心，用镗铣床2的主轴20上的铣刀加工转子1的轴伸端14的外圆上的第一键槽151；
步骤S4，加工第二键槽152：第一键槽151加工好后，松开镗铣床2的工作平台上的压板22，不能松动固定校调工装3的螺栓，将转子旋转180°，校调工装3的校调基准面327水平朝下，镗铣床2的主轴20找准第二键槽152的中心，在镗铣床2的主轴20上重新装上百分表4，将百分表4的测量头放在校调基准面327的一端，镗铣床2的主轴20前后移动，百分表4从校调基准面327的一端移动到另一端，测量值应小于0.01mm，校正该测量值后，用镗铣床2的主轴20上的铣刀加工转子1的轴伸端14的外圆上的第二键槽152；
步骤S5，第一键槽151和第二键槽152加工好后，用百分表4复验第一键槽151和第二键槽152的对称度，进一步确认第一键槽151和第二键槽152的加工精度。
步骤S3中镗铣床2的主轴20找准第一键槽151的中心通过采用镗铣床2的主轴20上下移动来测量镗铣床2的主轴20与转子1的轴伸端14的外圆的相对位置从而找准第一键槽151的中心，或通过采用试切法找准第一键槽的中心；试切法找准中心是用镗铣床2的主轴20上的铣刀在第一键槽151加工的位置铣一刀，加工的深度只要使铣刀的整个圆加工出即可，仔细观察上下边切削的状况来判断第一键槽151的中心的位置。
请参阅图4，校调工装3安装在转子的轴伸端14的端面上，转子的轴伸端14的端面上设置有止口和四个螺孔，该四个螺孔均布在所述止口的外周边。校调工装3包括底板31和基准板32。
再请参阅图4a和图4b，底板31呈圆饼状并垂直设置，底板31的直径等于转子的轴伸端14的直径，底板31的后表面上设置有与转子的轴伸端14的端面上的止口相配合的定位止口311，该定位止口311向后凸出并卡接在转子的轴伸端14的端面上的止口中；底板31上开设有与转子的轴伸端14的端面上的四个螺孔一一对应地相配合的四个前后贯通的定位通孔312，该若干定位通孔312通过螺栓一一对应地与转子的轴伸端14的端面上的四个螺孔固定；底板31的左、右侧与大型电机轴伸端180°分布的双键槽15相应的位置一一对应地开设有左侧底板缺口313和右侧底板缺口314，方便加工过程中铣刀的进出。左侧底板缺口313和右侧底板缺口314的尺寸相同，且左侧底板缺口313的宽度b大于相应的键槽15的宽度，左侧底板缺口313的深度c大于相应的键槽15的深度；底板31的位于左侧底板缺口313和右侧底板缺口314之间的位置从左至右依次开设有第一底板通孔315、第一底板销孔316、第二底板销孔317和第二底板通孔318，且第一底板通孔315、第一底板销孔316、第二底板销孔317和第二底板通孔318的中心在同一条水平直线上。
再请参阅图4c和图4d，基准板32水平设置，基准板32包括横向板321和纵向板322，纵向板322的前端面贴合在横向板321的后端面的中部并与横向板321围成T形结构，横向板321和纵向板322一体成型；纵向板322的后端面的长度与左侧底板缺口313和右侧底板缺口314之间的距离相同，并且纵向板322的后端面紧密贴合于底板31的前表面的位于左侧底板缺口313和右侧底板缺口314之间的位置；纵向板322的后端面上从左至右依次开设有第一基准板螺孔323、第一基准板销孔324、第二基准板销孔325和第二基准板螺孔326，第一基准板螺孔323、第一基准板销孔324、第二基准板销孔325和第二基准板螺孔326一一对应地与第一底板通孔315、第一底板销孔316、第二底板销孔317和第二底板通孔318相配合并用螺栓固定连接；横向板321的上表面的前部设置一个下凹台阶面，该下凹台阶面的直线度在0.01mm以内，该下凹台阶面为校调基准面327。横向板321的长度等于转子的轴伸端14的直径。纵向板3122的厚度等于或小于键槽15的宽度。纵向板322的厚度与横向板321的厚度相等。
综上所述，本发明的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，在加工第一键槽和第二键槽过程中所采用的校调基准面为同一较调工装上的同一平面，误差小，精度高，可以确保转子180°旋转精度，从而保证两个键槽的对称度。本发明的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法能够满足双键槽的高对称度要求，提高加工质量，经济效益不可估量。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (8)
1.一种大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，安装转子，包括调整转子工序和复校转子工序：
调整转子工序，将大型电机的转子平放到镗铣床的工作平台上，用V形铁支撑住转子，将转子旋转到合适的位置，在镗铣床的主轴上装上百分表，百分表的测量头放在转子的轴承档的外圆上，测量转子的轴承档的上母线和侧母线，根据转子的轴承档的直径的尺寸和实际测量值，计算出转子中心线与镗铣床运行的直线轨迹的差值，该差值如小于0.02mm则符合技术要求，该差值如大于或等于0.02mm，则继续调整转子，直至该差值小于0.02mm；
复校转子工序，转子调整好后，用镗铣床的工作平台上的压板压紧转子和V形铁，用百分表复校转子的轴承档的上母线和侧母线，保证其测量数据与所述调整转子工序中的所述转子的轴承档的上母线和侧母线保持不变；
步骤S2，安装校调工装，在转子的轴伸端的端面上安装校调工装，校调工装的校调基准面水平朝上放置，在镗铣床的主轴上装上百分表，百分表的测量头放在校调基准面的一端，镗铣床的主轴前后移动，百分表从校调基准面的一端移动到另一端，测量值若小于0.01mm则符合技术要求，测量值若大于或等于0.01mm，则调整校调工装，直至该测量值小于0.01mm，然后用螺栓紧固校调工装在转子的轴伸端的端面上，用百分表复测校调基准面，测量值应小于0.01mm；
步骤S3，加工第一键槽：镗铣床的主轴找准第一键槽的中心，用镗铣床的主轴上的铣刀加工转子的轴伸端的外圆上的第一键槽；
步骤S4，加工第二键槽：第一键槽加工好后，松开镗铣床的工作平台上的压板，不能松动固定校调工装的螺栓，将转子旋转180°，校调工装的校调基准面水平朝下，镗铣床的主轴找准第二键槽的中心，在镗铣床的主轴上重新装上百分表，将百分表的测量头放在校调基准面的一端，镗铣床的主轴前后移动，百分表从校调基准面的一端移动到另一端，测量值应小于0.01mm，校正该测量值后，用镗铣床的主轴上的铣刀加工转子的轴伸端的外圆上的第二键槽；
步骤S5，第一键槽和第二键槽加工好后，用百分表复验第一键槽和第二键槽的对称度，进一步确认第一键槽和第二键槽的加工精度。
2.根据权利要求1所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述步骤S3中所述镗铣床的主轴找准第一键槽的中心通过采用镗铣床的主轴上下移动来测量镗铣床的主轴与转子的轴伸端的外圆的相对位置从而找准第一键槽的中心，或通过采用试切法找准第一键槽的中心；所述试切法找准中心是用所述镗铣床的主轴上的铣刀在第一键槽加工的位置铣一刀，加工的深度只要使铣刀的整个圆加工出即可，仔细观察上下边切削的状况来判断第一键槽的中心的位置。
3.根据权利要求1所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述转子的轴伸端的端面上设置有止口和若干螺孔，所述若干螺孔均布在所述止口的外周边，所述校调工装包括底板和基准板，其中：
所述底板呈圆饼状并垂直设置，所述底板的直径等于所述转子的轴伸端的直径，所述底板的后表面上设置有与所述转子的轴伸端的端面上的止口相配合的定位止口，该定位止口向后凸出并卡接在所述大型电机轴伸端的端面上的止口中；
所述底板上开设有与所述转子的轴伸端的端面上的若干螺孔一一对应地相配合的若干前后贯通的定位通孔，该若干定位通孔通过螺栓一一对应地与所述转子的轴伸端的端面上的若干螺孔固定；
所述底板的左、右侧与所述大型电机轴伸端180°分布的双键槽相应的位置一一对应地开设有左侧底板缺口和右侧底板缺口；
所述底板的位于所述左侧底板缺口和右侧底板缺口之间的位置从左至右依次开设有第一底板通孔、第一底板销孔、第二底板销孔和第二底板通孔，且所述第一底板通孔、第一底板销孔、第二底板销孔和第二底板通孔的中心在同一条水平直线上；
所述基准板水平设置，所述基准板包括横向板和纵向板，所述纵向板的前端面贴合在所述横向板的后端面的中部并与所述横向板围成T形结构，所述横向板和纵向板一体成型；
所述纵向板的后端面的长度与所述左侧底板缺口和右侧底板缺口之间的距离相同，并且所述纵向板的后端面紧密贴合于所述底板的前表面的位于所述左侧底板缺口和右侧底板缺口之间的位置；所述纵向板的后端面上从左至右依次开设有第一基准板螺孔、第一基准板销孔、第二基准板销孔和第二基准板螺孔，所述第一基准板螺孔、第一基准板销孔、第二基准板销孔和第二基准板螺孔一一对应地与所述第一底板通孔、第一底板销孔、第二底板销孔和第二底板通孔相配合并固定连接；
所述横向板的上表面的前部设置一个下凹台阶面，该下凹台阶面的直线度在0.01mm以内，该下凹台阶面为校调基准面。
4.根据权利要求3所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述横向板的长度等于所述转子的轴伸端的直径。
5.根据权利要求3或4所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述纵向板的厚度等于或小于键槽的宽度。
6.根据权利要求3所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述纵向板的厚度与所述横向板的厚度相等。
7.根据权利要求3所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述左侧底板缺口和右侧底板缺口的尺寸相同，且所述左侧底板缺口的宽度大于相应的键槽的宽度，所述左侧底板缺口的深度大于相应的键槽的深度。
8.根据权利要求3所述的大型电机轴伸端180°分布的双键槽加工方法，其特征在于，所述转子的轴伸端的端面上的螺孔数目为四个，所述底板上的定位通孔的数目为四个。
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