螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)在電機(jī)沖片單沖槽定心盤上的應(yīng)用探索

薛金良，劉保平，李賓飛，任銀兵

中車永濟(jì)電機(jī)有限公司 山西永濟(jì) 044502

1 序言

試制電機(jī)由于批量小，所以沖片定、轉(zhuǎn)子槽一般通過(guò)單沖槽模具和定心盤在單沖槽機(jī)上沖裁完成（具體工序見(jiàn)圖1～圖5），以降低模具成本。沖裁時(shí)，將沖片轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的定心盤配對(duì)使用，這就造成不同產(chǎn)品甚至同一產(chǎn)品需用多套定心盤來(lái)完成沖裁，制造成本高、周期長(zhǎng)[1]。

圖1 工序1——下料

圖2 工序2——復(fù)沖（軸孔、通風(fēng)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(zhuǎn)子槽）

2 現(xiàn)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(guò)沖片軸孔上的鍵槽傳遞轉(zhuǎn)矩。

圖6 定位軸與定位鍵定位

2）方案2。如圖7所示，通過(guò)定位塊與沖片軸孔配合，用定位釘通過(guò)沖片上的通風(fēng)孔傳遞轉(zhuǎn)矩。

圖7 定位塊與定位釘定位

現(xiàn)有兩種方案缺陷主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。

1）同種產(chǎn)品，沖裁軸孔的不同套模具需與相對(duì)應(yīng)的定心盤配對(duì)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(wú)法調(diào)整，造成浪費(fèi)。

3）沖裁前，在單沖槽機(jī)上用百分表檢測(cè)回轉(zhuǎn)精度，超差后無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，只能拆卸修理后再次安裝檢測(cè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

3 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

3.1 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)方案1

該方案（見(jiàn)圖8）定位塊和定位塊鎖緊螺母可在滑槽內(nèi)沿直徑方向滑移。調(diào)節(jié)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)定位塊調(diào)節(jié)螺釘，定位塊調(diào)節(jié)螺釘通過(guò)固定螺孔，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺釘?shù)男D(zhuǎn)并做直線運(yùn)動(dòng)[2]，同時(shí)帶動(dòng)可調(diào)定位塊在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，當(dāng)達(dá)到所要求直徑時(shí)，鎖緊與定位塊鎖緊螺母聯(lián)接的壓緊螺釘即可。該螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)可滿足不同的軸孔尺寸，也可以在單沖槽機(jī)上對(duì)同軸度和旋轉(zhuǎn)精度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了沖片槽的位置精度。可以根據(jù)沖片的不同要求通過(guò)定位釘定位或定位鍵配合后傳遞扭矩（見(jiàn)圖9）。

圖8 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)方案1

圖9 定位釘或定位鍵定位

3.2 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)方案1應(yīng)用效果

該方案用于生產(chǎn)后有以下特點(diǎn)。

1）通用性較好、節(jié)約成本。改進(jìn)后，一種定心盤可滿足至少3種高鐵電機(jī)沖片產(chǎn)品，杜絕了以往1種產(chǎn)品加工1種定心盤的情況。

2）精度高。改進(jìn)后，沖片定、轉(zhuǎn)子槽內(nèi)直線度由0.05mm提高到0.02mm（見(jiàn)圖10）。

圖10 改進(jìn)前后的直線度

3）穩(wěn)定性好。定位塊、定位鍵采用調(diào)質(zhì)加厚平墊片鎖緊，保證工作中定位塊不會(huì)位移；兩個(gè)定位釘采用滑鍵與螺釘鎖緊，既保證鎖緊可靠，又保證調(diào)整方便。

4）調(diào)節(jié)困難。

該方案雖然已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)，具有通用性好、精度高、穩(wěn)定性好三大優(yōu)點(diǎn)。但是調(diào)節(jié)定位塊時(shí)，定位塊調(diào)節(jié)螺釘（見(jiàn)圖8）的螺距為1mm，每次旋轉(zhuǎn)1/5圈，可調(diào)定位塊（見(jiàn)圖8）移動(dòng)0.2mm，而所需的直徑精度公差為0.01mm，不易調(diào)節(jié)到所需的直徑。調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)操作人員技能要求高，每次調(diào)節(jié)時(shí)間為40min左右。

3.3 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)方案2

如圖11所示，該方案借鑒蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)并進(jìn)一步創(chuàng)新[3]。可調(diào)定位塊可以通過(guò)微調(diào)螺釘進(jìn)行精密調(diào)整，通過(guò)用百分表或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行配合調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)在一定直徑范圍內(nèi)定心盤與沖片軸孔的精密配合。可調(diào)定位塊調(diào)整原理：定位盤上加工有4條均布滑槽，滑槽內(nèi)加工有腰槽，以便鎖緊螺釘穿過(guò)腰槽將可調(diào)定位塊鎖緊在滑槽內(nèi)。腰槽的兩條直棱上加工有單螺紋線的內(nèi)螺紋。

圖11 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)方案2

如圖12所示，可調(diào)定位塊上加工有容納驅(qū)動(dòng)螺釘?shù)尿?qū)動(dòng)螺釘腔和微調(diào)螺釘腔，微調(diào)螺釘表面的外螺紋與驅(qū)動(dòng)螺釘上的蝸齒在腔體內(nèi)相互嚙合，通過(guò)鎖緊螺釘與鎖緊螺母將4個(gè)可調(diào)定位塊鎖緊在定位盤的滑槽內(nèi)，驅(qū)動(dòng)螺釘上的外螺紋與滑槽內(nèi)螺紋嚙合。

圖12 定位塊鎖緊

調(diào)整直徑時(shí)，松開可調(diào)定位塊上的鎖緊螺釘，用內(nèi)六角圓柱頭扳手旋轉(zhuǎn)微調(diào)螺釘，微調(diào)螺釘上的外螺紋通過(guò)驅(qū)動(dòng)螺釘上的蝸齒帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺釘旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)可調(diào)定位塊沿滑槽移動(dòng)。微調(diào)螺釘旋轉(zhuǎn)一圈，可調(diào)定位塊沿滑槽移動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺釘（或滑槽內(nèi)螺紋）的一個(gè)螺距，調(diào)節(jié)完成后通過(guò)鎖緊螺釘鎖緊可調(diào)定位塊，直徑調(diào)整完成。

驅(qū)動(dòng)螺釘螺距為1.75mm，上面的蝸齒共有31個(gè)，微調(diào)螺釘上的螺紋與驅(qū)動(dòng)螺釘上的蝸齒嚙合，其螺距為1mm。調(diào)節(jié)時(shí)，微調(diào)螺釘每調(diào)節(jié)1圈，驅(qū)動(dòng)螺釘旋轉(zhuǎn)1/31圈，移動(dòng)1.75/31≈0.05（mm）。則微調(diào)螺釘旋轉(zhuǎn)1/5圈，驅(qū)動(dòng)螺釘驅(qū)動(dòng)可調(diào)定位塊移動(dòng)0.01mm，可以實(shí)現(xiàn)精密微調(diào)。

為減小微調(diào)螺釘?shù)妮S向竄動(dòng)量，將微調(diào)螺釘兩端面進(jìn)行精密研磨，確保微調(diào)螺釘兩端面與空腔之間間隙＜0.005mm，并且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)絲滑。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)將螺旋機(jī)構(gòu)應(yīng)用于電機(jī)沖片單沖槽模具上的定心盤，解決了傳統(tǒng)定心盤磨損后直徑無(wú)法調(diào)整造成的定心盤失效問(wèn)題，滿足了不同直徑產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，節(jié)約了制造成本。該結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于公司的多種定心盤。