当前国内中小型电机企业大约有2000余家,有300余家主要生产企业,年产值已超过2亿 kw,大部分已经具备较强的生产能力,遥居世界首位。千讯咨询发布的中国电机马达市场前景调查分析报告显示,在中国,数量高、劳动生产率低、人均后产值低、产品质量不均匀、合格率很难保证在90%以上、工艺路线落后、技术装备陈旧等仍是中小型企业的特点;在国外,电机生产制造企业的合格率一般在99.7%以上,从而可以看出,国内的技术水平等方面还与国外有一定的距离;高精尖的特种电机、专用电机、国际知名品牌电机仍是我国努力进步的方向。 根据同轴度误差产生原因,从电机马达壳工艺工装改进、电机马达壳工艺路线的改进、电机马达壳加工夹具的改进及电机马达壳加工所用机床与刀具系统四方面,简要例举国内各电机生产厂家电机马达壳加工工艺装备现状与现有技术水平。
(1)电机马达壳工艺工装同时改进
对于中小型电机电机马达壳工艺,由于国内大部分公司均采用止口、端面为定位基准面的加工方法,使决定电机马达壳同轴度的三个重要因素两端止口和铁芯档在精加工阶段分别在不同的装夹中完成,加工基准不重合,它们的同轴度精度全靠工装和机床本身精度来保证;且止口与止口胎之间设计成间隙配合,存在一定的配合公差,该配合公差将不可避免地复映到同轴度误差中来。因此很多公司采用一次性装夹下顺次完成对两端止口和铁心档加工的加工工艺,俗称"一刀通"或"一刀落"法。
2003年,李万秋等从电机铸件外观质量与生产过程进行质量控制,认为提高电机铸件的表观质量,应从电机铸件的设计与铸造生产过程的质量控制两方面入手,明确设计要求, 严格质量控制,才能更好地提高铸件的表观质量。
2012年,李永林等根据铝合金电机壳的加工方式,设计了一种铝合金电机壳的加工工装。采用该工装能够实现一次卡装后可同时进行铝合金电机壳两个端面止口的加工,铝合金电机壳内孔同心度达到≤0.02 mm,提高生产效率一倍以上,解决了铝合金电机壳电机的噪声大的问题。
2012年,尚显光等通过对铝合金电机壳铸件结构特点的分析,使用Pro/Engineer三维制图软件设计了初始方案。并使用ViewCast软件对初始方案进行了数值模拟。
2014年,肖美长等对电机基座加工的工艺方案和加工方法进行分析。
2017年,冯杰对电机机座的工艺分析与机械加工进行了深入的分析与研究,旨在促进电机机座的工艺发展,从而提高电机的质量与使用效率。
2017年,肖昌武对铸钢电机壳缺陷进行分析和工艺优化,通过优化工艺,产品整体质量大幅度提升,裂纹、夹砂缺陷显著减少;废品率、质量安全风险与反馈率、交货期、成本等方面取得明显成效。
2018年,杨保海等提出汽车铝合金电机壳压铸工艺设计与优化方法,针对某企业压铸生产汽车铝合金电机壳内部缩孔缩松缺陷较多、产品合格率较低的问题,采用数值模拟软件AnyCasting 对铸件缩孔缩松缺陷进行预测。采用优化的方案与工艺参数进行实际加工,得到的铝合金电机壳铸件内部缩孔缩松缺陷基本消除,质量明显改善。
(2)电机马达壳工艺路线的改进
为提高电机质量,单纯改进工艺路线的情况较少,一般都是针对特定要求或电机电机马达壳维修加工而设计调整的。
2000 年,浙江绍兴文理学院机电系的周海宝提出粗车精镗法和最后修正法。
2010年,李晶针对单件、少量电机马达壳维修加工,从分析电机马达壳结构及形位公差产生原因出发,提出一种新的电机马达壳加工工艺方案,可使电机马达壳两端止口圆度、止口与铁心档的同轴度加工精度有显著提高。
(3)电机马达壳加工夹具的改进
为提高电机电机马达壳夹具的装夹精度、效率和可操作性,不同电机制造厂家在原有的立式车床和立式镗床上自行设计出各种粗加工用卡盘。2002年佳木斯电机股份有限公司针对H180电机马达壳设计的六爪定心卡盘,三根丝杠分三层交叉布置,丝杠两端分别为左、右螺旋,六个卡爪也分为左、右螺旋共三对,其中两对高爪,一对矮爪。2005年山东红卫电机股份有限公司的高荣勤提出一新种型塔形组合工装,适用于普通立式车床,每加工一种型号的电机电机马达壳只需更换调解螺杆和压板即可,安装误差不易反映到工件上,新工装不需频繁更换。2002年江西分宜煤矿电机厂的钟燕辉为卧式电机马达壳加工设计了一种专用胎具,以保证电机马达壳调头装夹后,仍能保证铁心档与车床主轴之间具有相当高的同轴度。
(4)电机马达壳加工所用机床与刀具系统
为提高电机电机马达壳的同轴度,由于不同企业采用的机床不同,所以在机床和刀具的配备上各有千秋。下面仅例举电机马达壳加工专用的数控机床系统。1995 年,齐齐哈尔第一机床厂生产的大型电机马达壳卧式加工数控机床,这样设计的机床优点是:变调头车为单面一次镗削;充分利用工件地脚为基准面,控制了电机马达壳中心高的公差尺寸;由于工件固定不动,主轴的切削转速进给量及吃刀深度可适当提高。
主要技术水平与国外相比仍然不高,因位列中档的国外独资电机企业产品研机构被设在国外,在中国不能生产高精密、高精度的电机产品,相对来说国内电机产品寿命指标和技术标准远远低于国外,电器技术和制造技术依然和国外相差很远。采用先进的工艺、装备来提高制造企业的工艺水平势在必行。
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