CN110919305A - 一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，属于转子加工领域，该可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺具体步骤为提供待加工转子，将处理后的转子进行粗车工序，取出粗车后的转子，对转子外圆进行磨削工序，准备机器人上下料工序，进行转子内孔镗孔工序和完成加工。本发明先使用外圆磨床对转子的外圆进行磨削，磨削后的转子放入四工位镗床中，两两工位运行，以外圆定位镗内孔，加工量≤0.3mm，内孔圆柱度＜0.005mm，内外圆同心度＜0.03mm，Cpk＞1.33；本发明先加工转子的外圆，再以外圆为定位加工转子的内孔，这样可保证转子内孔和外圆的同心度，减少产品报废率，降低企业损失。

Description

一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺

技术领域

本发明属于转子加工技术领域，尤其涉及一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺。

背景技术

对于留有加工量的转子设计，现在行业内通用的加工工艺为先加工转子的内孔，再以内孔定位加工转子的外圆，这种加工工艺对于沉孔深度＜转子叠厚三分之一的转子可以保证内孔和外圆的同心度。

目前技术对于沉孔深度＞转子叠厚三分之一的转子加工便很难保证内孔和外圆的同心度，故而需可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺。

但是，现有的加工工艺存在着无法保证转子加工内外圆同心度，产品报废率高和企业损失严重的问题。

因此，发明一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，以解决现有的加工工艺存在着无法保证转子加工内外圆同心度，产品报废率高和企业损失严重的问题，一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺具体包括以下步骤：

步骤一：提供待加工转子，对其表面进行除锈，通过磨砂布进行表面打磨，去除氧化层以及灰尘，再通过测量尺进行测量，并进行切断操作，完成初步处理工序；

步骤二：将处理后的转子进行粗车工序，将转子通过数控机床进行粗车，去除大部分的毛坯余量，并用游标卡尺测量转子的直径，并确定是否半精车；

步骤三：取出粗车后的转子，可进行半精车或者直接进行精车，根据转子自身情况可不进行半精车或者精车，保证转子余量，准备进行磨削操作；

步骤四：对转子外圆进行磨削工序，具体操作步骤如下：

第一步：采用3数控轴的无心磨床，带导轮、砂轮修整自动补偿，确定合理范围内的进给精度，设备节拍以及圆柱度；

第二步：进行上料和下料工序，通过人工上料，自动下料方式进行转子磨削操作，自动下料中可通过PLC控制操作；

第三步：机器人下料，并确定合理范围内的转子外圆磨削量直径；

步骤五：准备机器人上下料工序，具体操作步骤如下：

第一步：准备装夹转子，经由无心磨床完成后，通过机器人（同时上2个转子）把转子自动装到转子镗床的夹具内；

第二步：进行内孔辊光工序，把加工好的转子放到转子内孔辊光刷光专机上，准备进行内孔辊光处理工作；

第三步：定位抓取操作，机器人有4个夹爪以芯轴定位张紧来完成抓取工作，其中2个为一组同时上下各两个转子；

步骤六：进行转子内孔镗孔工序，具体操作步骤如下：

第一步：磨削后的转子放入四工位镗床中，两两工位运行，以外圆定位镗内孔，加工量≤0.3mm，内孔圆柱度＜0.005mm，内外圆同心度＜0.03mm，Cpk＞1.33，确定加工质量控制标准；

第二步：机床加工工序，其中机床采用零件旋转，镗刀不旋转的方式，机床左右二侧布置固定式动力头，中间布置移动式镗刀头，采用准干式微量给油切削方式，其中机床加工时，左侧固定式动力头夹持转子并高速旋转，移动式镗刀头进给切削，此时右侧动力头完成上下料；左右交替加工，上下料时间与切削时间是重叠的，左右主轴具备变频调速功能，必要时通过机床夹具以及定位实现转子的加工操作，并配备吹压缩空气吹气装置；

第三步：确保能够实现根据产量对刀具进行磨损后调整补偿或更换的自动提示报警功能，其中上下料采用自动机器人上下料方式进行加工工序；

步骤七：完成加工，取出转子，测量精度。

优选地，在步骤四中，所述的第三步中转子外圆磨削量直径小于0.36mm。

优选地，在步骤五中，所述的机器人采用库卡16KG，旋转半径为110mm的自动机器人。

优选地，在步骤六中，所述的第一步中的加工质量控制标准为镗削量单边0.09-0.1mm，镗削后转子，节拍14-16秒/2件，加工符合图纸规定的各项要求，内径圆柱度小于0.005mm、内外同轴度小于0.03mm，Cpk≥1.33。

优选地，在步骤六中，所述的第二步中的固定式动力头包括弹性套筒式夹具、旋转主轴和电机机构；移动式镗刀头包括数控滑台和偏心式可调镗刀杆。

优选地，在步骤六中，所述的第二步中的动力头与机床主轴采用4#或5#莫氏锥度装配。

优选地，在步骤六中，所述的第二步中的机床采用整体铸造床身，米字筋结构，经2次时效处理。

优选地，在步骤六中，所述的第二步中的夹具采用弹性套筒式夹具，可以是弹性套筒、油缸或气液增压缸一种，所述的定位采用转子精磨后的外圆表面和转子后端环的端面定位。

优选地，在步骤六中，所述的第二步中的机床刀具采用四角可转位刀片。

优选地，在步骤七中，所述的转子加工完后穿棒检测内孔与外圆同心度小于0.03mm。

优选地，在步骤二中，所述的粗车余量设置为30-50丝。

优选地，在步骤四中，所述的第一步中进给精度设置为0.001-0.0012mm，设备节拍小于5s，圆柱度小于0.004。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺广泛应用于转子加工技术领域。本发明先使用外圆磨床对转子的外圆进行磨削，磨削量直径≤0.36mm，磨削后的转子外圆粗糙度可以达到0.8，转子直径可以精确的保证在0.04以内，使用通过式外圆磨床，生产效率高，产品一致性好；磨削后的转子放入四工位镗床中，两两工位运行，以外圆定位镗内孔，加工量≤0.3mm，内孔圆柱度＜0.005mm，内外圆同心度＜0.03mm，Cpk＞1.33；本发明先加工转子的外圆，再以外圆为定位加工转子的内孔，这样可保证转子内孔和外圆的同心度，减少产品报废率，降低企业损失。

本发明中动力头与主轴采用4#或5#莫氏锥度装配，便于日后精度调整和维修；上下料采用自动机器人上下料，机床设计保证有足够的空间以使维修方便；机床采用整体铸造床身，米字筋结构，经2次时效处理，可承受足够的部件负荷，降低变形量和刀具在切削时产生的震动，保证足够的刚性和精度保持性；机床的设备整体排屑顺畅；夹具部位，配置吹压缩空气吹气装置，以确保上述部位的清洁度，防止影响零件装夹精度和加工精度；刀具安装精度高，配有调整、更换刀具的工具（如：简易对刀仪等）刀片采用四角可转位刀片；加工过程中，设备具备根据产量对刀具进行磨损后调整补偿或更换的自动提示报警功能，进而保证加工稳定性以及加工效率。

附图说明

图1是可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺流程图。

图2是对转子外圆进行磨削工序的流程图。

图3是准备机器人上下料工序的流程图。

图4是进行转子内孔镗孔工序的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

如附图1所示

一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺具体包括以下步骤：

S101：提供待加工转子，对其表面进行除锈，通过磨砂布进行表面打磨，去除氧化层以及灰尘，再通过测量尺进行测量，并进行切断操作，完成初步处理工序；

S102：将处理后的转子进行粗车工序，将转子通过数控机床进行粗车，去除大部分的毛坯余量，并用游标卡尺测量转子的直径，并确定是否半精车；

S103：取出粗车后的转子，可进行半精车或者直接进行精车，根据转子自身情况可不进行半精车或者精车，保证转子余量，准备进行磨削操作；

S104：对转子外圆进行磨削工序，如附图2所示，具体操作步骤如下：

S401：采用3数控轴的无心磨床，带导轮、砂轮修整自动补偿，确定合理范围内的进给精度，设备节拍以及圆柱度；

S402：进行上料和下料工序，通过人工上料，自动下料方式进行转子磨削操作，自动下料中可通过PLC控制操作；

S403：机器人下料，并确定合理范围内的转子外圆磨削量直径；

S105：准备机器人上下料工序，如附图3所示，具体操作步骤如下：

S501：准备装夹转子，经由无心磨床完成后，通过机器人（同时上2个转子）把转子自动装到转子镗床的夹具内；

S502：进行内孔辊光工序，把加工好的转子放到转子内孔辊光刷光专机上，准备进行内孔辊光处理工作；

S503：定位抓取操作，机器人有4个夹爪以芯轴定位张紧来完成抓取工作，其中2个为一组同时上下各两个转子；

S106：进行转子内孔镗孔工序，如附图4所示，具体操作步骤如下：

S601：磨削后的转子放入四工位镗床中，两两工位运行，以外圆定位镗内孔，加工量≤0.3mm，内孔圆柱度＜0.005mm，内外圆同心度＜0.03mm，Cpk＞1.33，确定加工质量控制标准；

S602：机床加工工序，其中机床采用零件旋转，镗刀不旋转的方式，机床左右二侧布置固定式动力头，中间布置移动式镗刀头，采用准干式微量给油切削方式，其中机床加工时，左侧固定式动力头夹持转子并高速旋转，移动式镗刀头进给切削，此时右侧动力头完成上下料；左右交替加工，上下料时间与切削时间是重叠的，左右主轴具备变频调速功能，必要时通过机床夹具以及定位实现转子的加工操作，并配备吹压缩空气吹气装置；

S603：确保能够实现根据产量对刀具进行磨损后调整补偿或更换的自动提示报警功能，其中上下料采用自动机器人上下料方式进行加工工序；

S107：完成加工，取出转子，测量精度。

优选地，在S104中，所述的S403中转子外圆磨削量直径小于0.36mm。

优选地，在S105中，所述的机器人采用库卡16KG，旋转半径为110mm的自动机器人。

优选地，在S106中，所述的S601中的加工质量控制标准为镗削量单边0.09-0.1mm，镗削后转子，节拍14-16秒/2件，加工符合图纸规定的各项要求，内径圆柱度小于0.005mm、内外同轴度小于0.03mm，Cpk≥1.33。

优选地，在S106中，所述的S602中的固定式动力头包括弹性套筒式夹具、旋转主轴和电机机构；移动式镗刀头包括数控滑台和偏心式可调镗刀杆。

优选地，在S106中，所述的S602中的动力头与机床主轴采用4#或5#莫氏锥度装配。

优选地，在S106中，所述的S602中的机床采用整体铸造床身，米字筋结构，经2次时效处理。

优选地，在S106中，所述的S602中的夹具采用弹性套筒式夹具，可以是弹性套筒、油缸或气液增压缸一种，所述的定位采用转子精磨后的外圆表面和转子后端环的端面定位。

优选地，在S106中，所述的S602中的机床刀具采用四角可转位刀片。

优选地，在S107中，所述的转子加工完后穿棒检测内孔与外圆同心度小于0.03mm。

优选地，在S102中，所述的粗车余量设置为30-50丝。

优选地，在S104中，所述的S401中进给精度设置为0.001-0.0012mm，设备节拍小于5s，圆柱度小于0.004。

具体实施实例

1、转子外圆磨削：

采用3数控轴的无心磨床，带导轮、砂轮修整自动补偿，进给精度0.001mm，设备节拍小于5秒，圆柱度小于0.004，上料方式人工，下料方式自动，机器人下料，转子外圆磨削量直径小于0.36mm。

2、机器人上下料：

无心磨床完成后通过机器人（同时上2个转子）把转子自动装到转子镗床的夹具内，把加工好的转子放到转子内孔辊光刷光专机上，机器人有4个夹爪以芯轴定位张紧来完成抓取工作，2个为一组同时上下各两个转子；机器人选用库卡16KG，旋转半径为110mm。

3、转子内孔镗孔：

（1）加工质量控制标准：镗削量单边约0.1mm，镗削后转子，节拍16秒/2件，加工符合图纸规定的各项要求，内径圆柱度小于0.005mm、内外同轴度小于0.03mm，Cpk≥1.33；

（2）机床采用零件旋转，镗刀不旋转的方式，机床左右二侧布置固定式动力头，中间布置移动式镗刀头，采用准干式微量给油切削方式。固定式动力头包括弹性套筒式夹具、旋转主轴和电机机构；移动式镗刀头包括数控滑台和偏心式可调镗刀杆。机床加工时，左侧固定式动力头夹持转子并高速旋转，移动式镗刀头进给切削，此时右侧动力头完成上下料；左右交替加工，上下料时间与切削时间是重叠的，左右主轴具备变频调速功能；

4、完成转子加工，转子加工完后穿棒检测内孔与外圆同心度小于0.03mm。

本发明中动力头与主轴采用4#或5#莫氏锥度装配，便于日后精度调整和维修；上下料采用自动机器人上下料，机床设计保证有足够的空间以使维修方便；机床采用整体铸造床身，米字筋结构，经2次时效处理，可承受足够的部件负荷，降低变形量和刀具在切削时产生的震动，保证足够的刚性和精度保持性；机床的设备整体排屑顺畅；夹具部位，配置吹压缩空气吹气装置，以确保上述部位的清洁度，防止影响零件装夹精度和加工精度；刀具安装精度高，配有调整、更换刀具的工具（如：简易对刀仪等）刀片采用四角可转位刀片；加工过程中，设备具备根据产量对刀具进行磨损后调整补偿或更换的自动提示报警功能。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，该种可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺具体包括以下步骤：

步骤一：提供待加工转子，对其表面进行除锈，通过磨砂布进行表面打磨，去除氧化层以及灰尘，再通过测量尺进行测量，并进行切断操作，完成初步处理工序；

步骤二：将处理后的转子进行粗车工序，将转子通过数控机床进行粗车，去除大部分的毛坯余量，并用游标卡尺测量转子的直径，并确定是否半精车；

步骤三：取出粗车后的转子，可进行半精车或者直接进行精车，根据转子自身情况可不进行半精车或者精车，保证转子余量，准备进行磨削操作；

步骤四：对转子外圆进行磨削工序；

步骤五：准备机器人上下料工序；

步骤六：进行转子内孔镗孔工序；

步骤七：完成加工，取出转子，测量精度。

2.如权利要求1所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤四中，所述的对转子外圆进行磨削工序，具体操作步骤如下：

第一步：采用3数控轴的无心磨床，带导轮、砂轮修整自动补偿，确定合理范围内的进给精度，设备节拍以及圆柱度；

第二步：进行上料和下料工序，通过人工上料，自动下料方式进行转子磨削操作，自动下料中可通过PLC控制操作；

第三步：机器人下料，并确定合理范围内的转子外圆磨削量直径。

3.如权利要求1所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤五中，所述的准备机器人上下料工序，具体操作步骤如下：

第一步：准备装夹转子，经由无心磨床完成后，通过机器人（同时上2个转子）把转子自动装到转子镗床的夹具内；

第二步：进行内孔辊光工序，把加工好的转子放到转子内孔辊光刷光专机上，准备进行内孔辊光处理工作；

第三步：定位抓取操作，机器人有4个夹爪以芯轴定位张紧来完成抓取工作，其中2个为一组同时上下各两个转子。

4.如权利要求1所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤六中，所述的进行转子内孔镗孔工序，具体操作步骤如下：

第一步：磨削后的转子放入四工位镗床中，两两工位运行，以外圆定位镗内孔，加工量≤0.3mm，内孔圆柱度＜0.005mm，内外圆同心度＜0.03mm，Cpk＞1.33，确定加工质量控制标准；

第二步：机床加工工序，其中机床采用零件旋转，镗刀不旋转的方式，机床左右二侧布置固定式动力头，中间布置移动式镗刀头，采用准干式微量给油切削方式，其中机床加工时，左侧固定式动力头夹持转子并高速旋转，移动式镗刀头进给切削，此时右侧动力头完成上下料；左右交替加工，上下料时间与切削时间是重叠的，左右主轴具备变频调速功能，必要时通过机床夹具以及定位实现转子的加工操作，并配备吹压缩空气吹气装置；

第三步：确保能够实现根据产量对刀具进行磨损后调整补偿或更换的自动提示报警功能，其中上下料采用自动机器人上下料方式进行加工工序。

5.如权利要求1所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤四中，所述的第三步中转子外圆磨削量直径小于0.36mm。

6.如权利要求1所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤五中，所述的机器人采用库卡16KG，旋转半径为110mm的自动机器人。

7.如权利要求4所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤六中，所述的第一步中的加工质量控制标准为镗削量单边0.09-0.1mm，镗削后转子，节拍14-16秒/2件，加工符合图纸规定的各项要求，内径圆柱度小于0.005mm、内外同轴度小于0.03mm，Cpk≥1.33。

8.如权利要求4所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤六中，所述的第二步中的固定式动力头包括弹性套筒式夹具、旋转主轴和电机机构；移动式镗刀头包括数控滑台和偏心式可调镗刀杆。

9.如权利要求1所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在步骤六中，所述的第二步中的动力头与机床主轴采用4#或5#莫氏锥度装配。

10.如权利要求4所述的可提高转子加工内外圆同心度的加工工艺，其特征在于，在在步骤六中，所述的第二步中的夹具采用弹性套筒式夹具，可以是弹性套筒、油缸或气液增压缸一种，所述的定位采用转子精磨后的外圆表面和转子后端环的端面定位。

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