轉子軸加工方法
2023-07-24 05:19:31
專利名稱：轉子軸加工方法
技術領域：
本發明涉及一種軸加工方法，尤指一種帶蝸杆傳動輸出的電機中的轉子軸的擠壓 加工方法。
背景技術：
在一些小功率電機的應用中會使用到蝸杆蝸輪傳動(如汽車用座椅電機和搖窗 電機)。如圖1所示，蝸杆950被壓裝於轉子軸932上，轉子軸932的連接端9321為電機本 體931的構成部件，蝸杆950固設於轉子軸932的傳動端9322上，通過電機帶動轉子軸932 轉動，同時再經由蝸輪(圖中未顯示)與蝸杆950的配合作用即可將動力由蝸輪向外傳送。在現有技術中，轉子軸932的加工過程是在傳動端9322上採用滾花工藝加工出若 幹根筋條940，而在蝸杆950內形成有軸向通孔951，然後通過該軸向通孔951與筋條940 之間的過盈配合將蝸杆950連接至轉子軸932上；但是，採用滾花工藝加工轉子軸932時由 於加工出的筋條數目過多，其精度往往難以控制，這樣就會造成與蝸杆裝配時各筋條的受 力不均，使整個電機傳動的穩定性降低。
發明內容
因此本發明要解決的技術問題為提供一種新的轉子軸加工方法，通過另一種加工 方式，來實現蝸杆的高精度裝配。為解決上述技術問題，本發明提供了一種轉子軸加工方法，用於加工帶蝸杆傳動 輸出的電機中的轉子軸，其中，該方法包含以下步驟a.將電機裝設在工裝單元上；b.通過刀具在所述轉子軸延伸出電機本體的傳動端處擠壓出一組沿軸向延伸的 筋條；c.旋轉所述轉子軸，通過刀具在所述轉子軸的傳動端處擠壓出另一組沿軸向延伸 的筋條；其中，所述擠壓出的筋條沿徑向均布於所述轉子軸上。本發明的進一步改進在於，在所述電機底部施加一彈性鬆動支撐從而保持所述電 機可以實現徑向擺動與軸向伸縮；首先徑向擺動所述電機，實現轉子軸與一軸向扶正單元的徑向對中，並將所述轉 子軸的頭部連接於所述軸向扶正單元；通過所述軸向扶正單元沿軸向壓迫所述轉子軸，進而使所述電機底部的支撐發生 彈性形變，從而調節所述轉子軸的軸向高度。本發明的進一步改進在於，通過一驅動單元推動所述刀具擠壓所述轉子軸，在擠 壓時通過壓力傳感器監測擠壓力，當擠壓力達到設定值時開始計算壓入位移，直至壓入位 移達到設定值時停止擠壓。本發明的進一步改進在於，所述擠壓力的設定值為200牛。
本發明的進一步改進在於，設置一與所述刀具同步運動的徑向扶正單元，在所述 刀具開始擠壓轉子軸前對所述轉子軸進行徑向扶正。本發明的進一步改進在於，通過所述壓力傳感監測壓入終點位置的壓力值，當所 述終點位置的壓力值超出設定值時，更換所述刀具。本發明的進一步改進在於，所述刀具自初始位置至壓入起始位置的接近速度為 100 300mm/min，所述刀具自壓入起始位置至壓入終點位置的工進速度為45 150mm/
mirio本發明的進一步改進在於，通過兩刀具自兩側擠壓所述轉子軸，其中每一刀具具 有兩個刀頭；首先在所述轉子軸上擠壓出四根筋條，所述四根筋條徑向均布於轉子軸上；然後將轉子軸沿軸向轉動135° (或225° )，擠壓出另外四根筋條，所述八根筋條 沿徑向均布於轉子軸上。本發明的進一步改進在於，在擠壓出第一組筋條後，通過所述軸向扶正單元調節 所述轉子軸的軸向高度，錯開一段軸向距離加工另一組筋條。本發明的進一步改進在於，所述刀具的刀頭夾角為92° 94°。通過本發明的轉子軸加工方法，可以避免因直接壓蝸杆所導致的軸跳加大的風 險，同時使轉子軸上加工出來的筋條精度較好，與蝸杆裝配後各筋條的受力均勻，以保證裝 配後的蝸杆與軸保持良好的同心度，從而提高了轉子軸的穩定性提高。。
圖1為現有技術中的蝸杆連接結構示意圖；圖2為本發明的一較佳實施例的加工設備立體示意圖；圖3為圖2所示的加工設備立體透視示意圖；圖4為本發明的一較佳實施例的刀具示意圖；圖5為本發明的一較佳實施例的加工狀態示意圖；圖6為圖5的局部放大示意圖；圖7為本發明的一較佳實施例的局部放大示意圖；以及圖8為本發明的一較佳實施例的蝸杆軸裝配方法示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。請參閱圖2及圖3所示，為本發明的一較佳實施例的加工設備立體示意圖，從圖中 可以看出本發明所用到的加工設備主要包括以下部分一工裝單元10，包括一底座11，底座11的上方設置有一中空的支座12，支座12內 壁的上緣處固定有擋板13，一旋轉氣缸14以彈性鬆動方式連接於底座11中心位置，在旋轉 氣缸14的上端進一步連接有一夾緊氣爪15，其中該彈性鬆動的連接方式通過以下結構實 現底座11中心位置向下凹陷形成一凹面111，在凹面111中部開設有一主孔1111，繞主孔 1111 一周開設有若干個副孔1112，旋轉氣缸14的底端結合有一底板141，在底板141的底 面對應主孔1111與副孔1112位置分別設置有一主導柱1411與若干副導柱1412，連接時主導柱1411與若干副導柱1412分別穿過對應的主孔1111與副孔1112，並通過副導柱1412 底端的環形卡部1413卡設於底座11上，在主導柱1411上套設有彈簧1414，彈簧1414 一 端抵靠於底板141的底面，另一端抵靠於底座11，由此實現彈性連接；主導柱1411、副導柱 1412與主孔1111、副孔111之間形成有0. 05mm的間隙配合，由此實現鬆動連接；一驅動單元20，包括一推進盤21，推進盤21內壁的近上端處形成一斜面211 ；在 推進盤21內壁的兩側設置有兩滑塊22，滑塊22與推進盤21內壁的接觸面一斜面221，通 過推進盤21上斜面211與滑塊22上斜面221的相互配合，使滑塊22在推進盤21的作用 下可左右移動；一固定座23固定在滑塊22上，固定座23靠近轉子軸32的一側設置有刀具 24，所述滑塊22與上述擋板13之間設置一彈簧25 ；滑塊22在加工之後，通過彈簧25的作 用使其跟隨推進盤21回程；一軸向扶正單元41，設置於上述夾緊氣爪13的正上方，可在電機的驅動下作軸向 的往復運動，在其底端形成有一凹槽411 ；一徑向扶正單元42，包括兩扶正塊421、422，配合圖7所示，扶正塊421設置在固 定座23上正對所述刀具24的一側，並與刀具24同步運動，扶正塊421的底部設有彈簧(彈 簧設於滑塊內，圖中未畫出)，通過彈簧對扶正塊421提供一徑向的彈性支撐，且扶正塊421 的頭部被設置為較刀具24頭部更為接近轉子軸32，其靠近轉子軸32的一端豎向形成有一 錐形槽421，另一扶正塊424的結構與連接與扶正塊421相同，故不再重複說明；通過兩側 設置的徑向扶正塊421、424的相互配合，可在刀具24擠壓轉子軸32之前對轉子軸32進行 徑向扶正；所述滑塊22上還設置有一壓力傳感器80及控制器，用以檢測刀具24對轉子軸32 的擠壓力(壓力傳感器及控制器均為現有技術，在此不多作敘述)。結合圖2圖8示，在加工轉子軸32時，參照以下步驟第一步將電機30裝設在工裝單元10上；首先通過夾緊氣爪15夾緊電機本體31，利用主導柱1411、副導柱1412與主孔 1111、副孔1112之間的間隙徑向擺動所述電機30，實現轉子軸32與軸向扶正單元41的徑 向對中，並將所述轉子軸32的頭部插入所述軸向扶正單元41底端的凹槽411中；通過所述軸向扶正單元41沿軸向壓迫所述轉子軸32，進而使所述電機30底部的 彈簧25發生彈性形變，從而調節所述轉子軸32的軸向高度；裝設完成後，驅動推動盤21向上推進，帶動滑塊22往轉子軸32的方向移動，徑向 扶正單元42首先接觸子軸32，利用兩錐形槽421夾緊轉子軸32，進行徑向扶正；進而推動 刀具24擠壓所述轉子軸32 ；作為本發明的較佳實施方式，在擠壓時通過壓力傳感器監測擠 壓力，當擠壓力達到200牛時開始計算壓入位移，擠壓力達到200牛時，可以視為刀具24與 轉子軸32完全接觸，直至壓入位移達到設定值時停止擠壓，可以更精確的計算擠壓深度； 而現有技術中的擠壓方法為從刀具24貼近轉子軸32時即開始計算壓入位移，由於刀具241 及刀具242之間存在一定的誤差，再加上轉子軸32本身的被加工表面也存在一定的不對 稱，進一步降低了加工出筋條50的精度。第二步通過刀具24在所述轉子軸32延伸出電機30本體的傳動端321處擠壓出 一組沿軸向延伸的第一組筋條50，分別為筋條51、筋條52、筋條53、筋條54，所述四根筋條 50徑向均布於轉子軸32上；
第三步將推進盤21向下推進，通過彈簧25的作用使滑塊22跟隨推進盤21回 程，然後將轉子軸32沿軸向轉動135° (或225° )，再次通過所述軸向扶正單元41調節轉 子軸32的軸向高度，錯開一段軸向距離，重複上述步驟加工出另一組四根筋條50，分別為 筋條55，筋條56，筋條57，筋條58，所述八根筋條50沿徑向均布於轉子軸32上；由於轉子 軸32的被加工表面存在不對稱，以及刀具241及刀具242之間存在一定的誤差，當轉子軸 32轉動其他角度(例如45° )時，容易進一步加大產生的誤差，而將轉子軸32沿軸向轉動 135° (或225° )可以使刀具241及刀具242加工出的筋條50均勻分布在轉子軸32的兩 個半軸上，避免了每個刀具24加工出的筋條50分布在同一半軸上，從而提高加工出筋條的 精度；通過所述壓力傳感器80監測壓入終點位置的壓力值，刀具24擠壓轉子軸32時， 刀具24在正常狀態下，其壓力值處於一個穩定的範圍內，當刀具24磨損時，壓力值會逐漸 變大，故通過所述壓力傳感器80監測壓入終點位置的壓力值，並當所述終點位置的壓力值 超出設定值時，更換所述刀具24，以保證加工效率；再次參閱圖4示，為本發明的一較佳實施例的刀具示意圖，從圖中可以看出本發 明所述刀具24具有兩個刀頭，分別為刀頭241及刀頭242，所述刀頭241、242的夾角設置為 92° 94° ；配合圖6所示，以筋條52為例進行說明，當本發明的刀頭擠壓轉子軸32時，刀 頭擠壓位置下陷並將料往兩邊推擠形成兩個稜521、522，而這兩個稜521、522會對刀頭施 加一壓迫力從而夾住刀頭，經過大量的實驗後本發明將夾角設置為92° 94°，在該角度 下刀頭受到壓迫力最小，最易退刀。所述刀具24自初始位置至壓入起始位置的接近速度為 100 300mm/min，所述刀具24自壓入起始位置至壓入終點位置的工進速度為45 150mm/
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權利要求
一種轉子軸加工方法，用於加工帶蝸杆傳動輸出的電機中的轉子軸，其特徵在於該方法包含以下步驟a.將電機裝設在工裝單元上；b.通過刀具在所述轉子軸延伸出電機本體的傳動端處擠壓出一組沿軸向延伸的筋條；c.旋轉所述轉子軸，通過刀具在所述轉子軸的傳動端處擠壓出另一組沿軸向延伸的筋條；其中，所述擠壓出的筋條沿徑向均布於所述轉子軸上。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在所述電機底部施加一彈性鬆動支撐從而保持所述電機可以實現徑向擺動與軸向伸縮；首先徑向擺動所述電機，實現轉子軸與一軸向扶正單元的徑向對中，並將所述轉子軸 的頭部連接於所述軸向扶正單元；通過所述軸向扶正單元沿軸向壓迫所述轉子軸，進而使所述電機底部的支撐發生彈性 形變，從而調節所述轉子軸的軸向高度。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於通過一驅動單元推動所述刀具擠壓所述轉 子軸，在擠壓時通過壓力傳感器監測擠壓力，當擠壓力達到設定值時開始計算壓入位移，直 至壓入位移達到設定值時停止擠壓。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於所述擠壓力的設定值為200牛。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於設置一與所述刀具同步運動的徑向扶 正單元，在所述刀具開始擠壓轉子軸前對所述轉子軸進行徑向扶正。
6.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於通過所述壓力傳感監測壓入終點位置 的壓力值，當所述終點位置的壓力值超出設定值時，更換所述刀具。
7.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於所述刀具自初始位置至壓入起始位置 的接近速度為100 300mm/min，所述刀具自壓入起始位置至壓入終點位置的工進速度為 45 150mm/mino
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於通過兩刀具自兩側擠壓所述轉子軸，其中每 一刀具具有兩個刀頭；首先在所述轉子軸上擠壓出四根筋條，所述四根筋條徑向均布於轉子軸上； 然後將轉子軸沿軸向轉動135° (或225° )，擠壓出另外四根筋條，所述八根筋條沿徑 向均布於轉子軸上。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於在擠壓出第一組筋條後，通過所述軸向扶正 單元調節所述轉子軸的軸向高度，錯開一段軸向距離加工另一組筋條。
10.如權利要求8或9所述的方法，其特徵在於所述刀具的刀頭夾角為92° 94°。
全文摘要
一種轉子軸加工方法，尤指一種帶蝸杆傳動輸出的電機中的轉子軸的擠壓加工方法，包括以下步驟a.將電機裝設在工裝單元上；b.通過刀具在所述轉子軸延伸出電機本體的傳動端處擠壓出一組沿軸向延伸的筋條；c.旋轉所述轉子軸，通過刀具在所述轉子軸的傳動端處擠壓出另一組沿軸向延伸的筋條；其中，所述擠壓出的筋條沿徑向均布於所述轉子軸上。通過本發明的轉子軸加工方法，可以避免因直接壓蝸杆所導致的軸跳加大的風險，同時使轉子軸上加工出來的筋條精度較好，與蝸杆裝配後各筋條的受力均勻，以保證裝配後的蝸杆與軸保持良好的同心度，從而提高了轉子軸的穩定性提高。
文檔編號H02K15/02GK101917094SQ20101023179
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者屠欣棟, 李賢龍, 糜震東, 胡坤全 申請人:上海博澤電機有限公司