电机制造工艺

电机制造工艺 电机制造工艺1、 电机制造工艺的特征和电机制造工艺的内容1.1 电机制造工艺是机械制造工业中的一部分，和一般机械制造工艺比较，电机 制造工艺具有以下特征:1.1.1 电机产品种类繁多，每一品种又按照不同的容量、电压、转速、安装方式、 防护等级、冷却方式及配用负载等，分为许多不同的形式和规格。1.1.2 电机各零部件之间除了有机械方面的联系外，还有磁、电、热等方面的相互 作用，零部件制造质量要求严格，个别零部件中的缺陷很容易影响产品不能 正常运行，甚至报废。1.1.3 电机制造工艺内容比较复杂，除了一般机械制造中的机械加工工艺外，还有 铁心、绕组等零部件制造所特有的工艺，其中手工劳动量的比重相当大，工 件质量也较难稳定。1.1.4 电机制造所用的原 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ，除一般金属结构材料外，还有导磁材料、导电材料、 绝缘材料，材料的品种规格多。1.1.5 电机制造中，使用非标准设备的数量相当多，所需的非标准工艺装备也较多。1.2 电机制造工艺内容1.2.1 机加工工艺:包括转子加工、轴加工。1.2.2 铁芯制造工艺:包括磁极铁芯的冲片制造、冲片叠压。1.2.3 绕组制造工艺:包括线圈制造，绕组嵌装及其绝缘处理(包括短路环焊接) 。1.2.4 鼠笼转子制造工艺:包括转子铁芯的叠压，转子压铸。1.2.5 电机装配工艺:包括支架组件的铆压，电机的主副定子铆压和装配等。 在电机制造中，同样的设计结构和同一批原材料所制成的产品，其质量往往有 相差很大的现象(铁耗值相差可达 40，线圈绝缘耐压强度相差可达 80， 电机的使用寿命相差好几倍。 )其所以如此，除原材料、外购件、外协件的因 素外，一个重要的原因就是工艺不够完善或未认真按工艺规程加工。 (如:转 子铸铝、转子加工、支架铆压、定子短路环铆压等等) ，在制造过程中所造成 的缺陷，不是零部件检查时容易发觉出来的，如果将有缺陷的零部件用到产品 上去，就会造成产品质量下降和使用寿命降低。在当前电机品种的生产规模越 来越大，自动化的程度越来越高，对所用电机的运行可靠性和质量稳定性的要 求越来越严格。因此，采用合理的工艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和工艺方法，并认真执行，是保证 电机质量必备的主要条件。生产量越来越大，采用专用的设备和专用的工装就 越多，工艺工作越细致，则生产效率就越高，产品成本则越低，质量越稳定。 工艺工作是产品设计和车间生产的桥梁， 工艺工作是将产品设计的意图通过工 艺文件的形式传达给有关部门执行，如:工艺卡片、工艺守则、工艺过程卡片、 产品工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图等等。 2、 电机制造常用材料 2.1 常用材料种类: A.导磁材料——硅钢片 如: 50WW540,1300 第1页 B.导电材料——漆包线、铜圆线、铜扁线、纯铝、引接线、端子 C.其它材料——支架用:08F 钢板、锌合金、铝合金 含油轴承 滚珠轴承 弹片:0Cr18Ni9 主轴:GCr15、45、1Cr18Ni9Ti、2Cr13、3Cr13 等 钼尼龙、塑料、绝缘材料等2.2 导磁材料:2.2.1 导磁概念: A.无论直流或交流电机都是在磁场和电流的共同作用下工作的; B.直流电机中，磁场是恒定不变的;交流电机中，磁场是交变的，不固定的; C.在电机中，磁场的形成有二种基本形式:永久磁铁形成的恒定磁场和电磁铁形 成的非交变或交变的磁场; D.当导体中有电流通过时，在导体周围就有磁场产生，当导体中电流方向改变时， 其磁场也相应改变，通电导体所产生的磁场称为感应磁场，这种现象称为电磁 感应现象;如下图: (可用右手螺旋法则判定感应磁场的方向) E.通电导体产生磁场的强弱直接与通过导体的电流强度有关， 还与通电导体周围的.. 导磁介质有关，在电流不变的情况下: 通电导体周围都是空气——磁场很弱，导磁能力低，导磁系数小。.通电导体周围都是铁磁物质——磁场很强，导磁能力强，导磁系数大。 空气中的导磁系数μ 0 4π×10 7 亨/米，铁磁物质导磁系数μ Fe 约比空气的导磁系数 大 2000,6000 倍。 即:2000,μ Fe /μ 0 ,6000 F.为了使铁磁物质获得更强的感应磁场，可将导线绕成螺旋管线圈，并将线圈套在 铁磁物质制成的铁芯上，当线圈通电时，在铁芯内部就可获得很强的磁场。如下 图: S N 第2页 . G.铁磁物质分类: 硬磁材料——用含碳量高的或某些特种合金钢制成， 这些材料一旦被磁化以后， . 其磁性能很难消失。适合做永久磁铁(永磁或直流电机) 。 软磁材料——用含碳量低的或某些特种合金钢制成，这些材料在螺线管内，就 形成电磁铁，当螺线管通电时，这些材料就被磁化，产生磁性，当螺线管失电 时，则这些材料磁性消失，磁性能是可以交变的。 (适合做电动机、变压器的 . 铁芯)。 软磁材料种类——硅钢片、电工纯铁、铁镍合金、铁铝合金、软磁铁氧体等。 H.由于人们日常生活工作中，电能绝大部分是采用 220V 及以下的交流电源，所 以微型电机基本上均在这种电源内工作，由于交流电动机的磁场是交变的，所 以适合于这种交变磁场的铁芯是软磁材料制成的铁芯，由于硅钢片的导磁性能 好，制造工艺简单，产量大，所以电动机的磁路采用硅钢片制成，其原因就在 于此。2.2.2 硅钢片 硅钢片是一种铁硅合金钢片，品种多、规格全、用量大，按制造工艺分为热轧 硅钢片和冷轧硅钢片。A. . . 冷轧硅钢片 冷轧硅钢片分为有取向和无取向硅钢片 有取向冷轧硅钢片——材料在轧制时，材料内部的晶格取向是比较一致的，当 沿着轧制方向交变磁化时，导磁性能好，铁损少，适合于制作变压器和大型电 . 机，如果磁通方向与轧制的方向垂直，铁损耗将增大到 2,3 材料在轧制时，材料内部的晶格取向是不一致的，其磁 倍。 无取向冷轧硅钢片—— 性能比有取向的差，但比热轧硅钢片好得多，顺轧制方向或垂直方向交变磁化 时，其导磁性能差不多，是适合于制作中小型电机铁芯的良好材料。B. . 无取向冷轧硅钢片 低硅钢片:含碳,0.003，含 Si,0.5，导磁率 μm?，饱和磁感应强度 Bs? . 高，铁损较大 P?，机械强度差?，生产工艺简单，多适合于家用电器的铁芯。 含硅钢片:含碳,0.003，含 Si,0.5，导磁率 μm?，饱和磁感应强度 Bs? 高，铁损较低 P?，机械强度好?，制造工艺复杂，适用于中小型电机，工业用 微控电机电器等。C. .晶粒取向 硅钢是立方晶系的多晶体， 如图 每个晶体有 3 个相互垂直的易磁化方向， 〔100〕 ， . ， 〔010〕〔001〕所示。 多晶体中的晶粒排列是凌乱的，在材料制造过程中，可采取工艺措施将硅钢片 晶粒的〔001〕轴沿轧向同一方向排列，而〔110〕轴与硅钢片 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面垂直。这 种仅有一个易磁化方向(〔001〕轴)的材料，称为单取向硅钢片，其磁化性能 沿轧向最好，其它方向较差。一般无取向硅钢片的晶粒位置和方向是混乱排列 .的，各方向的磁化性能相差不大。 此外，还有一种双取向硅钢片，它有相互垂直的磁性能接近的易磁化方向，且都在轧制面内， 第3页 其中一个与轧向平行，这种硅钢片虽然很适合制造电机铁芯， 但制造工艺复杂， 成本较高。 〔010〕 b a 〔110〕 〔001〕 c d 〔100〕 冷轧单取向的硅钢片的晶粒排列D. 全工艺型冷轧无取向硅钢片，其涂层已在轧钢厂形成，通常是先涂一层硅酸盐 绝缘薄膜，再用化学离子反应法把磷酸盐紧覆在其表面上，形成均匀光滑的薄 。半工艺型冷轧无取 涂层，其机械绝缘和耐热性能极好(能耐 750 多度左右) 向硅钢片是未经最后退火处理，表面无绝缘涂层的冷轧硅钢片。E. 50WW(540,1300)T4 50——表示材料厚度的 100 倍 W(第一个)——表示武汉钢铁集团公司 W(第二个)——表示无取向硅钢片 540,1300——表示铁损的 100 倍数字范围 T4——表示武钢无取向硅钢产品的绝缘涂层为铬酸盐——有机乳液和有褐色 光泽的半有 机涂层，通常称为 T4 涂层。F. B50A470(A.H.D) B——表示宝钢钢铁集团公司 50——硅钢片厚度的 100 倍 A——表示无取向硅钢片 470——表示材料最大损耗不大于 4.7w/kg A——半有机薄涂层 0.2,1.2 克/每平方米 H——半有机厚涂层 1.2,2.3 克/每平方米 D——无机涂层 0.2,0.7μm2.2.3 硅钢片的性能及特点: A.硅钢片含硅量越高，电阻系数越大，但使材料变脆，硬度增加，给冲裁和剪切 常带来困难，Si 含量很大时，则无法进行轧制加工，通常含硅量?5。 B.硅钢片越薄，铁芯损耗越小，但冲片的机械强度减弱，铁芯制造工时增加，叠 压后由于冲片绝缘厚度所占比例增加，因而使磁路的有效截面积减少，过薄的 硅钢片在电机制造工艺中也是不宜采用的，一般采用 0.5mm 的硅钢片。 第4页 C.不同牌号和规格的硅钢片，机械性能是不同的，含碳量低的硅钢片韧性较好， 适于冷加工，随着含碳量的增加，硅钢片的硬度也增加，使其脆性增加，易使 冲模刃口磨钝，使工件的冲断面不光滑，甚至在冲剪处产生裂纹。2.2.4 对冲片的技术要求: A.电磁性能方面 由于现有软磁铁心材料沿轧制方向的导磁率比垂直方向大， 因此铁心的叠压应考 虑其方向性，由于我们公司是采用级进模下料冲制的，其冲制方向已确定，所以 冲片的导磁方式已经确定。 其次应考虑材料在外力(冲裁、碰撞、 冲击等)作用后，将改变晶格的排列方向， 使电磁性能改变。冲压、叠装、切削加工产生的冷作硬化现象主要分布在距剪切 轮廓的边缘 0.5,3mm 范围内，易使磁性能恶化。 在交变的磁场中工作的铁心会产生涡流现象， 使铁损增加， 并产生不希望的附加 力矩， 这 可以减少片厚。 铁心是应该考虑的第三个问题。 要减少涡流引起的铁损， (但 片数增多，加工工时延长，铁心叠压系数降低) 。 B.机械方面的要求: 合理选用铁心材料，表面质量良好，平整光滑，厚薄均匀，冲片的断面整齐， 毛刺要小。 (过大的毛刺在叠装后容易形成片间短路，使铁损增加，叠压系数下 降) 。2.3 导电材料2.3.1 电磁线——微电机绝大部分是采用漆包铜圆线，罩极电机的短路环采用裸铜圆 线或扁线。它们的作用主要是为硅钢片铁心提供交变磁场。铜的纯度? 99.95，密度为 8.9 克/立方厘米，抗拉强度为 200,220 牛/平方厘米 A.漆包线的种类(一般采用聚脂薄膜线) . B.绕组种类 . 集中绕组 分布绕组 . C.罩极电机对绕组的要求 . 绕组的基本数据应符合技术要求(线经、匝数) . . 绕组的尺寸形状应符合技术要求 绕组的绝缘结构和绝缘材料应满足耐压、耐热、耐环境条件的要求 . 焊接质量可靠，焊接处的接触电阻要小 微电机绕组由于匝数多，导线细，有的无层间绝缘，有的无浸漆处理，比较 容易出现匝间短路或因绝缘结构的热胀冷缩现象而断线，这些问题必须在绝缘 结构和绝缘材料的选择及制造中充分考虑。2.3.2 鼠笼绕组 A.铝笼——采用铸铝方法， 铸出转子槽内导条及端环，使转子成为坚固的整体(电 机性能要求高的，采取铸铜方法，甚至采取银笼条) ，纯铝牌号 AL99.8 第5页 . B.铸铝转子的特点 .笼条、端环一次性铸出，结构简单、紧凑，工艺上也较方便。 转子槽形尺寸和端环尺寸设计比较随便，可根据电气性能要求在一定范围内变化。 . .节省铜材。 但铸造流动性不如铝合金，粘模现象比较严重。 C.鼠笼绕组制造工艺 重力铸铝、振动铸铝、离心铸铝、低压铸铝、压力铸铝。2.3.3 引接线 采用耐绝缘处理的多股软质安装线，它起到电机的线圈与外部连接的作用。2.4 其它材料 支架用的 08F 钢板、锌合金、铝合金及轴承、主轴等材料均为支撑用的材料， 骨架也为支撑线圈的材料。3、 本公司罩极电机制造工艺3.1 开卷: 开卷的目的主要是将从钢厂购回大卷料，按照本公司产品的需要，按一定的尺 寸要求裁剪成条形料卷，给 高速冲床提供符合一定要求的坯件，主要要求是裁 剪要平直，尺寸要一致，毛刺高度?0.03mm。开卷时如果边料厚度尺寸与中 部厚度尺寸相差较大时，应分别标识。开卷完后，各条料卷应作防锈处理。3.2 冲片: 本公司罩极电机冲片基本上是在高速冲床完成的，产品的质量好坏与级进模的 制造精度紧密相关，目前由于工艺上的限制，冲床的冲次是 300 次/分左右， 如果条件允许的话，冲次应该提高到 400 次/分以上。由于冲片形状和尺寸精 度基本上是由模具保证的，所以高速冲应该注意的是冲片毛刺的大小，毛刺高 度?0.03mm，如果冲片毛刺高度超差，应随时修模。3.3 定子铁芯铆压3.3.1 压力一般控制在 2,4MN/ m 2 ，当冲片面积已知时，就可以估计压装时油压机的吨位。 PTS/9810 P——油压机的吨位，tf T——压装时的压力，N/ m 2 1Pa1N/ m 2 S——冲片的净面积， m 23.3.2 硅钢片的厚度公差一般为?10，也就是说δ0.5 的硅钢片的厚度尺寸在 0.45, 0.55 之间，其公差范围有 0.10，因此，以冲片的片数来控制铁芯的厚度是不 妥的，应根据硅钢片的实际情况，适当地增减片数，以保证铁芯厚度，铁芯厚 度控制不好，将导致总装时虚位调节困难。3.3.3 关于硅钢卷同板横截面上的尺寸偏差的问题，因为钢板在钢厂轧制过程中，由 于轧制设备和工艺的问题， 往往整卷的材料在横截方面的中间和两端部位尺寸 是不一致的，厚度偏差有些甚至gt0.1,0.12，形成中间厚两端薄的现象，使 我们在冲制冲片时所得到的单张冲片， 也有同板同一截面上的尺寸不一致的问 题，使我们在铁芯叠压时，产生一边厚一边薄的现象，从 第6页 而影响电机的整机质量。对于穿铆钉叠压的铁芯，象 YJ58 的主副定子铁心， 建议将一副铁心做二份分开，将一份平面旋转 180?后再叠压到一起，象 YJ48、 YJ61、 YJ62 的主定子铁心，建议在模具设计时可以将二副定子铁心的排列方向 一反一正的排列，在定子铁心叠压时，可以将这二种排列中各取一半的份量进 行叠压(如下图所示) 。 对于铆扣式铁心，虽可参考上述方法进行，但在材料方面会有所浪费，因为总 有一片打通扣的冲片用不上，所以这是我们应该考虑的。3.3.4 铁芯加工的自动化 对于电机生产中的铁芯加工自动化，是提高生产效率、保证产品质量、降低产 品成本的重要途径。各设备之间通过导槽或自动传送装置相联，每台设备连接 同步工作。员工技术要求相对较低。但质量可得到很好的保证。它可以减少工 序之间工件相互碰撞的机会以及减少装箱和取物的时间。3.4 关于短路环的焊接: 由 于 目 前我 们 是采 取 碳 弧气 刨 焊接 工 艺 ，它 是 利用 碳 棒 与工 件 之间 产生 的电弧热，使工件表面熔化形成金属熔池，然后疑固，使之形成短路环，由于 在焊接过程中，电弧热使工件表面的油污燃烧产生大量的烟黑而附着在工件表 面，不易擦去;另一方面，紫铜在加热熔化过程中，表面氧化剧烈，形成浅黑 色的氧化层，影响外观质量。采取氩弧气体保护焊，它适合于焊接有色金属， 是利用氩气做保护气体来进行焊接的，因为氩气是惰性气体，氩气不与金属起 化学作用，所以不会使被焊金属中的合金元素烧损，又因为氩气不溶于金属， 所以不会引起气孔，又能得到高质量的焊缝。3.5 关于整形工序，它有二个目的，一是将已焊接的短路环焊点压平，使之不超过 技术条件所要求的高度，另一个就是将定子铁心内孔整圆。建议在这道工序应 使短路环焊点朝上，以方便操作者能及时观察到焊接点的质量情况，有焊接不 良的工件可在此截留，及时处理。3.6 关于各工序之间的装箱，搬运问题，一定要文明作业，工件要轻拿轻放，并使 之摆放整齐，防止磕碰。有许多定子的错片、裂片往往是这些不文明的作业引 起的，尤其是裂片问题，采取最后总装用胶水粘接是没有办法的办 法了，电机 运转时，铁心发热，胶水老化，铁心又会重新裂开，所以最好的办法还是防止 工件之间的磕碰，从每一个工序做起。冲压车间建生产流水线是防止及减少工 件磕碰的行至有效的方法，它还可以减少装箱、摆放以及搬运的时间，节省大 量的人力、物力，又可保证产品质量，提高经济效益。3.7 关于转子加工工艺3.7.1 转子铁心冲片质量是由高速冲模来保证的，其表面毛刺应?0.03mm，其铁心 长度的基本尺寸 第7页与定子铁心长度应一致，转子铁心斜槽应符合图纸要求，其斜槽角度可采用拓印法在纸上反映出来，它相当于将转子外圆周在平面上展开，这样就可以检查它的斜槽角度了(如下图所示)。转子斜槽的目的是为了改善启动性能和降低噪声。转子斜槽度一般为 0.8,1.2 个槽距 转子铁芯 拓印纸 β α3.7.2 铸铝转子的压铸 本公司的铸铝转子是在压铸机上压铸成型的，铸铝转子的质量与以下因素有关: . .铝锭的质量 . . 铝锭熔化 铝水的清化 . . 铸铝转子铁心的预处理 合理的注射系统 操作工的素质A. 铝锭表面应清洁干净，无油污，无杂质，铝纯度应?99.8B. 铝锭的熔化 铝锭在熔化前，应放在炉面预热，除去水分，铝的熔点是 660.5?。铝 O 2 作用:在熔化 过程中与周围介质(如铸铝工具)及空气相互作用，主要有: 与4Al3O 2 ?2Al 2 O 3 与 H 2 O 作用:2Al3 H 2 O ?Al 2 O 3 3H 2 ? 与 CO 作用:6Al3CO?Al 2 O 3 Al 2 O 3 Al 4 C 3 与 C O2 作用:2Al3C O2 ?Al 2 O 3 3CO? 可见，铝在熔化过程中的氧化烧损是很剧烈的。当铝水与水蒸气( H 2 O )及 C O2 接触时，一方面生成氧化铝( Al 2 O 3 )渣滓，另一方面产生氢(H 2 )及一氧化 CO)，这些气体很容易渗入铝水中去。含有气体的铝水压铸出来的转子，质 量碳 ( 不好，因为铝水在凝结时气体被分离出来，但又跑不出去，只能留在铸件内 造成气孔。氢是熔铝过程中最易产生的气体，它在铝水中的溶解度随着温度的 升高而增加。当铝水温度高于 800?时，上述作用加剧，同时铝的结晶变粗， 组织疏松，机械强度下降，凝固时体积收缩，容易产生裂纹。因此，一般控制 铝水温度不超过 800?，而以在 720?左右为宜。但铝水温度也不能太低，以 免降低了铝水的流动性。C. 铝水的清化 铝水很容易氧化，在液面上生成一层氧化铝( Al 2 O 3 )薄膜，它具有良好的保护 作用，能防止氧化作用继续进行，也能防止气体进入铝水中去。但是，当我们 用盛铝勺舀取铝水时，氧化铝很容易集结成快，混到铝水中去，而铝水表面立 刻又生成一层氧化铝薄膜。 Al 2 O 3 的密度(约为 3.95,4.10) ，大于熔态铝的密 度(2.38)，熔点很高(2050?) ，一旦混入铝水中，就再也不浮出来， 也不 熔于铝水，而是成颗粒状存在于铝水中。它不仅降低了铝水的流动 第8页 性，而且增大了铝的电阻率，影响铝的质量。为了避免上述现象，一方面，铝 水保温时不要随便破坏铝水表面的氧化层，在舀铝水时，注意不要把氧化膜打 进铝水里去;另一方面，在铸铝之前，铝水应进行清化处理，即加入适量的.