螺紋微調機構在電機沖片單沖槽定心盤上的應用探索

薛金良，劉保平，李賓飛，任銀兵

中車永濟電機有限公司 山西永濟 044502

1 序言

試制電機由于批量小，所以沖片定、轉子槽一般通過單沖槽模具和定心盤在單沖槽機上沖裁完成（具體工序見圖1～圖5），以降低模具成本。沖裁時，將沖片轉子軸孔套在定心盤定位軸或定位塊上，要求軸孔與定位塊之間雙邊間隙≤0.01mm，則沖裁軸孔的模具要與尺寸相對應的定心盤配對使用，這就造成不同產品甚至同一產品需用多套定心盤來完成沖裁，制造成本高、周期長[1]。

圖1 工序1——下料

圖2 工序2——復沖（軸孔、通風孔、定子外圓）

圖3 工序3——單沖（定子槽、氣隙）

圖4 定子沖片完成

圖5 工序4——單沖（轉子槽）

2 現有方案

1）方案1。如圖6所示，用定位軸與沖片軸孔配合，用定位鍵通過沖片軸孔上的鍵槽傳遞轉矩。

圖6 定位軸與定位鍵定位

2）方案2。如圖7所示，通過定位塊與沖片軸孔配合，用定位釘通過沖片上的通風孔傳遞轉矩。

圖7 定位塊與定位釘定位

現有兩種方案缺陷主要表現在3個方面。

1）同種產品，沖裁軸孔的不同套模具需與相對應的定心盤配對使用，以確保沖片軸孔與定心盤之間間隙≤0.01mm，確保定位精確，造成互換性差。

2）定心盤磨損后無法調整，造成浪費。

3）沖裁前，在單沖槽機上用百分表檢測回轉精度，超差后無法現場調整，只能拆卸修理后再次安裝檢測，費時費力。

3 螺紋微調機構的應用

3.1 螺紋微調機構方案1

該方案（見圖8）定位塊和定位塊鎖緊螺母可在滑槽內沿直徑方向滑移。調節時，可旋轉定位塊調節螺釘，定位塊調節螺釘通過固定螺孔，實現調節螺釘的旋轉并做直線運動[2]，同時帶動可調定位塊在滑槽內滑動，當達到所要求直徑時，鎖緊與定位塊鎖緊螺母聯接的壓緊螺釘即可。該螺紋微調機構可滿足不同的軸孔尺寸，也可以在單沖槽機上對同軸度和旋轉精度進行調節，提高了沖片槽的位置精度。可以根據沖片的不同要求通過定位釘定位或定位鍵配合后傳遞扭矩（見圖9）。

圖8 螺紋微調機構方案1

圖9 定位釘或定位鍵定位

3.2 螺紋微調機構方案1應用效果

該方案用于生產后有以下特點。

1）通用性較好、節約成本。改進后，一種定心盤可滿足至少3種高鐵電機沖片產品，杜絕了以往1種產品加工1種定心盤的情況。

2）精度高。改進后，沖片定、轉子槽內直線度由0.05mm提高到0.02mm（見圖10）。

圖10 改進前后的直線度

3）穩定性好。定位塊、定位鍵采用調質加厚平墊片鎖緊，保證工作中定位塊不會位移；兩個定位釘采用滑鍵與螺釘鎖緊，既保證鎖緊可靠，又保證調整方便。

4）調節困難。

該方案雖然已經應用于生產，具有通用性好、精度高、穩定性好三大優點。但是調節定位塊時，定位塊調節螺釘（見圖8）的螺距為1mm，每次旋轉1/5圈，可調定位塊（見圖8）移動0.2mm，而所需的直徑精度公差為0.01mm，不易調節到所需的直徑。調節時，對操作人員技能要求高，每次調節時間為40min左右。

3.3 螺紋微調機構方案2

如圖11所示，該方案借鑒蝸桿蝸輪機構并進一步創新[3]。可調定位塊可以通過微調螺釘進行精密調整，通過用百分表或三坐標測量機進行配合調整，可以實現在一定直徑范圍內定心盤與沖片軸孔的精密配合。可調定位塊調整原理：定位盤上加工有4條均布滑槽，滑槽內加工有腰槽，以便鎖緊螺釘穿過腰槽將可調定位塊鎖緊在滑槽內。腰槽的兩條直棱上加工有單螺紋線的內螺紋。

圖11 螺紋微調機構方案2

如圖12所示，可調定位塊上加工有容納驅動螺釘的驅動螺釘腔和微調螺釘腔，微調螺釘表面的外螺紋與驅動螺釘上的蝸齒在腔體內相互嚙合，通過鎖緊螺釘與鎖緊螺母將4個可調定位塊鎖緊在定位盤的滑槽內，驅動螺釘上的外螺紋與滑槽內螺紋嚙合。

圖12 定位塊鎖緊

調整直徑時，松開可調定位塊上的鎖緊螺釘，用內六角圓柱頭扳手旋轉微調螺釘，微調螺釘上的外螺紋通過驅動螺釘上的蝸齒帶動驅動螺釘旋轉，實現可調定位塊沿滑槽移動。微調螺釘旋轉一圈，可調定位塊沿滑槽移動驅動螺釘（或滑槽內螺紋）的一個螺距，調節完成后通過鎖緊螺釘鎖緊可調定位塊，直徑調整完成。

驅動螺釘螺距為1.75mm，上面的蝸齒共有31個，微調螺釘上的螺紋與驅動螺釘上的蝸齒嚙合，其螺距為1mm。調節時，微調螺釘每調節1圈，驅動螺釘旋轉1/31圈，移動1.75/31≈0.05（mm）。則微調螺釘旋轉1/5圈，驅動螺釘驅動可調定位塊移動0.01mm，可以實現精密微調。

為減小微調螺釘的軸向竄動量，將微調螺釘兩端面進行精密研磨，確保微調螺釘兩端面與空腔之間間隙＜0.005mm，并且能夠轉動絲滑。

4 結束語

通過將螺旋機構應用于電機沖片單沖槽模具上的定心盤，解決了傳統定心盤磨損后直徑無法調整造成的定心盤失效問題，滿足了不同直徑產品的生產需求，節約了制造成本。該結構已應用于公司的多種定心盤。