刘 峰， 许 塬

（1.亿昇（天津）科技有限公司， 天津 300450； 2.天津泰达电力有限公司， 天津 300450）

引言

定子铁心是电机的几大关键部件之一，在电机工作中起导磁和散热的作用。大、中型电机的定子铁心以焊筋式定子铁心为主，其主要由压圈、定子冲片、定子通风槽板和定子筋组成[1]。定子铁心两端为压圈，外圆使用定子筋焊接固定。铁心内径与外径的同轴度为加工重要特性，如有超差将严重影响电机性能。因此在定子铁心压装完成后，加工厂都会选择对铁心外圆进行车加工。由于卧车加工参数及工件外形尺寸等因素的限制，超出卧车加工能力的定子铁心仍需在立车上车削[2]。加工厂受机床数量、加工产品型号多样化的影响，同一机床往往需要在同一天内加工多种型号的铁心，在更换加工铁心型号时，需要更换与之配套的止口，更换止口后需要与立车转盘调整同轴度，此工艺的调整精度和效率与操作者技能水平有着密切的关系。

为了解决加工效率低、精度低等问题，改善加工工艺已经刻不容缓。

1 当前大中型定子铁心立车加工工艺研究

1.1 当前工艺方法

找正：将止口吊装至车床转盘上，通过千分表测量止口的圆跳动，不断调整，使其圆跳动小于0.05 mm。

夹紧：使用机床上的四爪卡盘将止口夹紧。

加工：将铁心吊装到位并夹紧，开始车加工。

更换：根据待加工铁心型号更换配套止口，从上述找正步骤开始重复。

1.2 当前工艺分析

上述工艺中，往往只能将止口圆跳动调整至0.05 mm，调整时间一般在10 min 以上，其效率低和精度不理想的原因主要在于每更换一次待加工铁心型号，都需要更换一个与之配套的止口，由操作者使用千分表找正，由于追求调整精度则会耗费大量的时间，受到操作者技能水平的影响，几乎无法在更短时间内达到更高的精度。

综上所述，想要提高加工效率以及精度，就要减少对操作人员技能水平的依赖，而解决这一问题的最直接方法就是引用新工装代替人工找正，因此需要重新设计一套工装，改变传统思路，制定一套全新的加工工艺。

2 制定新工艺、引入新工装

新工装由下垫板、固定板、胎具板构成。下垫板与车床台面固定，固定板与下垫板固定，胎具板与固定板采用导柱导套定位，一套工装即可使用不同的铁芯，仅需更换不同的胎具板，每次更换不同型号的定子铁心时，无需对止口进行人工找正，直接安装并锁紧即可。

胎具板安装前在直径上预留5 mm 加工余量，将工装整体固定在车床台面后，将胎具板外径按照D（-0.01，-0.03）进行加工（D 为胎具板对应铁心实际内径的下限），按照此方法，胎具板中心与车床回转中心理论上是同轴的，三个导柱导套分别成110°、120°、130°夹角，用于保证胎具板每次安装的一致性。

新工装简要结构见图1。

图1 定子铁心立车加工工装

3 新工艺验证

3.1 工装前期准备

验收：根据设计图纸检验工装尺寸是否满足要求，对超差工件进行处理。

安装：将下垫板、固定板、胎具板依次安装。

加工：根据铁心内径实际尺寸，车加工出胎具板的外径。

测量：使用千分表测量胎具板的圆跳动，记录原始数值。

3.2 工装重复定位精度实验

为了验证工装的精度、效率，进行了20 次拆装实验。为避免因长时间连续高强度工作对效率产生影响，本次实验分为两组，在同一车床不同的时间进行，每组10 次。

安装：用行车将胎具板吊装至固定板上，用螺栓锁紧。

测量：使用千分表测量胎具板的圆跳动，记录数值。

拆卸：松开胎具板锁紧螺栓，将胎具板用行车吊起至距离固定板50 cm 以上位置。

重复：等待30 s 后再次安装。

第一组实验数据如表1、表2 所示。

表1 胎具板的圆跳动（第一组）mm

表2 胎具板一次安装时间（第一组）s

第二组实验数据如表3、表4 所示。

表3 胎具板的圆跳动（第二组）mm

表4 胎具板一次安装时间（第二组）s

4 存在问题

此工装为定子铁心车加工专用工装，需要与车床台面进行固定。当车床需要进行定子铁心以外的车加工或其他作业时，需要对工装进行拆除。

5 结语

在使用新工艺后，依靠工装进行定位，不再依靠操作者进行找正，降低了人员技能水平对精度的影响。胎具板圆跳动能够保持在0.03 mm 以内，相比此前止口只能调整至0.05 mm，精度有显著提升。平均安装一次胎具板的时间为251 s，约4.2 min，安装效率为此前的两倍以上。因此，在大、中型定子铁心的立车加工中，使用能够快速更换的胎具板可减少对操作者技能水平的依赖，提高精度和效率，这是未来的发展方向。