磁電機軸套加工工藝研究

李賀

摘 要：常用的磁電機軸套加工工藝有兩種，一種是精鑄成形加工工藝，另一種是擺輾成形加工工藝。這兩種工藝不僅可以減少原材料的浪費，提高其利用率，而且可以簡化加工流程，提高生產效率，是今后磁電機軸套加工的發展趨向。

關鍵詞：精鑄成形；擺輾成形；軸套

軸套是放置在軸與承托之間起保護或定位作用的零件，是組成磁電機轉子的重要部件，其加工的精良程度既關系到磁電機轉子的品質，又影響著磁電機轉子的生產率。因此，磁電機軸套加工工藝的研究成為磁電機轉子生產中的研究重點。

1 舊的加工工藝的弊端

舊的加工工藝流程主要包括：鍛坯-熱處理-粗車加工-精車加工-拉鍵。流程相對比較復雜，僅車加工就有五道工序。舊的加工工藝的重復裝夾加工方式降低了產品的加工精度和生產效率，影響了原材料的利用率，使其生產成本不能得到很好的控制。綜上所述，舊的加工工藝存在著工藝繁瑣、原材料利用率低、產品不精、生產成本較高、經濟效益較差等弊端。因此，舊的加工工藝被新型加工工藝所代替。

2 精鑄成形加工工藝探究

2.1 精鑄成形工藝簡介

精鑄成形工藝即精密鑄造成型工藝，又稱熔模精密鑄造，與原工藝不同的是其包含以下幾道工序：鑄坯、正火處理、拋丸處理、后序加工。

鑄坯的工藝分析：使用45號鋼為原材料，運用失蠟鑄造工藝，鑄造而成。要求D25外圓、4.5×45°倒角，精鑄成型后不用繼續加工，只需在精加工的地方留1毫米的車削加工余量即可。

正火處理的工藝分析：正火處理后可減少或消除鑄造應力，協調整體金屬組織的結構框架，提高切削性能，改善其強度及穩定性，達到技術要求標準。

拋丸處理的工藝分析：拋丸處理不僅可以徹底清理工件表面存在的雜質及氧化物，提高其表面的光滑度，而且可以進一步消除其內部應力。正火處理和拋丸處理對于整個工藝意義重大，其有效的改善了后面加工的條件，不可以簡化或缺少，必須嚴格掌握操作工藝流程。

精密鑄造的車加工要求標準較高，值得注意的是，鑄造毛坯時容易出現大量氣孔，對產品的品質非常不利，鑄造廠應探索并嘗試改進，選擇合適的澆口位置，減少不良產品。車加工時使用的專用夾具應符合設計要求的精度，使用時需保持專用夾具潔凈，工件安裝要求到位，防止造成飛件事故，影響加工的精度。剩余的加工工序與原工藝基本相同，此處不再詳細介紹。

2.2 精鑄成形工藝優點

精鑄成型工藝流程簡化，工藝水平得到提高。該工藝將原工藝的5道工序簡化到2道工序，原來的24個工步也簡化到14個工步。專用夾具的使用不僅使工作定位更加精確，加工更加精良，而且改善了粗糙度，提高了合格率。

安全性得到提高。原工藝的毛坯比較粗糙且切削力大，普通三爪夾盤難以夾牢導致飛件現象。改進后的工藝毛坯精良且切削力小，容易加持，專用夾具的使用增強其牢固性，保證生產過程的安全可靠。

減輕操作人員的勞動強度。專用夾具操作簡單方便，省時省力，減輕工作人員負擔。

經濟效益高。精鑄毛坯采購單價比鍛坯低，省去的工序及工步提高其經濟效益。改良后的工藝減少了機械磨損，節約了大量的輔助材料，如刀片、零件等，從原料上減少浪費，增加經濟效益。

生產效率及社會效益得到提高。原工藝繁瑣復雜，費時費力。改良后的工藝生產效率是原來的幾倍，生產效率大大提高。原材料利用率高，節約大量鋼材，社會效益顯著。

3 擺輾成形加工工藝探究

3.1 擺輾成形加工工藝簡介

擺動輾壓簡稱擺輾，是一種以壓力原理設計的新型加工工藝。其利用擺頭對坯件進行局部加載，要求擺頭的形狀與零件形狀相近，經過擺頭加載后的坯件發生連續不均勻非對稱性變形，使其精度和表面性質具有相對較低的屈服值和良好的可塑性，適用于在退火狀態下的材料加工。此加工工藝適合加工帶桿的薄法蘭零件，其工藝流程為：軟化退火-制坯-坯件的磷化皂化處理-擺輾成形-后序加工。

材料的軟化退火工藝分析：擺輾成形件的強度、硬度都有所提高，因此，其材料由45號鋼改為35號鋼，其性能也可達到45號鋼的調質標準，不需后續熱處理。擺輾成形所需零件要求嚴格，一般為鋼材內部組織及非金屬雜質分布均勻的熱軋材、冷拉材，以確保其符合塑性變形標準。毛坯的軟化退火工序非常重要，主要目的是減少毛坯的變形抗力，增加材料的可塑性。坯料在軟化退火過程中晶粒細化，其硬化性能得以改善，增強了延展性，更利于擺輾成形。軟化退火操作過程應嚴格遵守工藝要求，避免出現充型不滿、圓盤外側開裂等缺陷，軟化退火的質量直接影響產品的品質。

制坯工藝分析：坯件的尺寸要求嚴謹，輪盤部分鐓粗時的高徑比（高度與直徑的比值）必須在允許值內，不能過大或過小。高徑比過大使坯料中心偏移導致法蘭盤不圓。高徑比過小，軸套桿布尺寸小于坯件直徑，導致坯料在凹模上無法定位，而且，軸套桿部被擠壓成形時金屬流動的阻力不斷增大，無法充滿。綜合考慮各種因素，一般帶有內圓孔圓柱體坯料的凹模比直徑大0.1mm-0.2mm，有利于定位。

磷化、皂化處理工藝分析：磷化、皂化處理是延長模具使用壽命的一種處理方法。因為軸套的輪盤上下兩層表面均與擺頭及凹模相互接觸，在擺輾變形時受很大的摩擦力作用，而軸套桿部在擠壓成形時也受摩擦力的作用，在成形后，桿部外表面與凹模緊貼。因此，為增加材料和模具之間的潤滑度，有利于材料塑性變形，避免或減少材料與模具直接接觸，在坯料表面形成一層磷酸鹽薄膜，在擺輾時隨坯件一起發生變形。

擺輾成形工藝分析：磁電機軸套是軸對稱零件，因此擺頭運動軌跡為圓形軌跡。擺輾時，將擺角調大，使擺頭和工件的接觸面積變小，利于金屬發生形變，縮短成形時間，達到提高生產效率的目的。需要注意的是，若擺角過大，機身和導軌所承受的力就會增大，影響產品的精度。在生產實踐中，擺角的度數一般為2°。

后序加工與原工藝基本相同。在生產過程中需要注意：軟化退火過程必須進行充分，保證坯料組織內部材料均勻，否則會因金屬流動不一致導致擺輾件法蘭偏心；凹模軸芯上端與坯件間空隙不宜過大，坯件預制孔不能過深，預制孔過深可導致錐孔產生裂隙。

3.2 擺輾成形加工工藝的優點

省力。平均單位壓力與接觸面積的乘積可確定鍛壓時變形力的大小，由于擺輾加工是一個連續的局部形變過程，接觸面積比一般鍛造接觸面積小的多，接觸面積小，則塑性區的相對厚度變大，應力狀態系數與變形抗力變小。除此之外，模具與工件之間的運動形式為滾動，摩擦系數較小，減少了塑性流動阻力。

精度高。擺輾過程中的加工強化使鍛件毛坯均勻變形，金屬纖維運動協調，不僅增強了產品的機械強度，而且改善了產品的加工精度及表面質量。

加工外形復雜的零件。一些鍛件局部較薄，難于加工，擺輾成形適用于此類鍛件，擴大了加工范圍。

減少耗能。運用冷擺輾成形工藝，省去加熱設備及相關的能源消耗，綠色環保。

工作環境良好。生產過程中無沖擊，振動及噪聲較小，無環境污染，為工人創造良好的工作環境。

既可以單機生產又可以組線生產，生產過程實現機械化和自動化，節省人力。

4 結束語

精鑄成形與擺輾成形兩種加工工藝以其強大的優勢替代了舊加工工藝，兩種工藝的原理不同，特點不同，對材料的要求也不同。相同的是生產過程中的關鍵環節不允許出現失誤，對技術要求嚴格，企業可根據自身條件選擇加工工藝，權衡利弊，創造良好的經濟效益及社會效益。

參考文獻

[1]任小玲，夏華，胡亞民.磁電機軸套擺輾成形工藝分析[J].沖模技術，2004.

[2]盧志國，程培元.擺輾機機身有限元分析[J].鍛壓裝備與制造技術，2007.endprint