CN111953159B - 锥形电机壳加工设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锥形电机壳加工设备及其使用方法。其中，锥形电机壳加工设备包括床身、主轴、尾座、夹具以及数控刀塔，夹具包括固定锥形工装以及压盘，固定锥形工装同轴设于主轴上，且固定锥形工装的外周用于抵接定子内孔壁，压盘转动连接于尾座上，压盘的转动轴线与主轴同轴设置，且压盘用于抵紧产品的端面。本申请具有将产品安装至电机壳加工设备，以定子内孔的轴线为基准，再加工壳体的端面，提高壳体端面与定子之间的位置精度，进而保证安装于壳体端面上的机盖与定子之间的位置精度，相应的，连接于机盖上的转子与定子之间具有良好的位置精度，有利于提高锥形转子电机的使用性能的效果。

Description

锥形电机壳加工设备及其使用方法

技术领域

本申请涉及电机生产的领域，尤其是涉及一种锥形电机壳加工设备及其使用方法。

背景技术

电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。

锥形转子电机主要由壳体、定子、转子、机盖以及其它附件组成，且定子的内孔和转子的外周都呈锥形。锥形转子电机具有停电自制动的能力，广泛应用于电动葫芦、卷扬机等起重设备。

参照图1，定子01采用过盈配合的方式压入壳体02内，转子转动嵌设于定子01的内孔中，且转子的两端可通过轴承转动连接机盖，机盖连接于壳体02的端部，进而确定转子与定子01之间的位置。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有定子与壳体的同轴度低，进而导致定子与转子的同轴度低，影响锥形转子电机的使用性能的缺陷。

发明内容

为了提高锥形转子电机的使用性能，本申请提供一种锥形电机壳加工设备以及其使用方法。

第一方面，本申请提供一种锥形电机壳加工设备，采用如下的技术方案：

一种锥形电机壳加工设备，包括：

床身；

主轴，转动设于所述床身上；

固定锥形工装，同轴固定连接于所述主轴上，所述固定锥形工装的外周设为锥形以用于贴合定子的内孔壁；

压盘，沿所述主轴的轴向滑动设于床身上，所述压盘与主轴同轴设置，且所述压盘用于抵紧定子的轴向端面；以及

数控刀塔，滑动设于所述床身上，且沿所述主轴的轴向和径向滑动，所述数控刀塔用于安装刀具，并利用刀具加工壳体的端面。

通过采用上述技术方案，定子采用过盈配合的方式压入壳体内形成产品之后，将产品安装至固定锥形工装上，并配合使用压盘，使得定子的内孔壁抵紧固定锥形工装的外周，实现定位及夹持，使得定子的轴线与主轴的轴线重合，随后主轴带动产品转动，刀具加工壳体的端面，提高壳体端面与定子之间的位置精度，进而保证安装于壳体端面上的机盖与定子之间的位置精度，相应的，连接于机盖上的转子与定子之间具有良好的位置精度，有利于提高锥形转子电机的使用性能。

优选的，还包括：

尾座，沿所述主轴的轴向滑动设于床身上；

顶尖，转动设于所述尾座上，所述顶尖与主轴同轴设置，且所述顶尖用于抵紧主轴的端部。

通过采用上述技术方案，利用尾座、顶尖抵紧并支撑主轴的端部，提高主轴的刚性，控制主轴的弯曲变形量，进而提高加工精度，即提高壳体端面与定子之间的位置精度，最终实现提高锥形转子电机的使用性能。

优选的，所述顶尖和/或压盘滑动设于尾座上，并沿所述主轴的轴向滑动；

所述尾座靠近主轴时，所述顶尖先抵紧主轴的端部，随后所述压盘抵紧定子轴向的端面。

通过采用上述技术方案，顶尖先抵紧主轴的端部，实现控制主轴的弯曲变形量，随后，压盘抵紧定子轴向的端面，完成产品夹持，进而有利于控制产品随主轴弯曲而产生的偏移量，进而提高加工精度，即提高壳体端面与定子之间的位置精度，最终实现提高锥形转子电机的使用性能。

优选的，还包括：

移动锥形工装，同轴滑动套接于所述主轴上，并位于所述固定锥形工装背离压盘的一侧，且所述移动锥形工装的外周设为锥形；以及

驱动件，设于所述主轴上，用于驱动所述移动锥形工装沿主轴的轴向往复移动；

所述固定锥形工装的外周用于抵接定子内孔直径较小一端的内壁，所述移动锥形工装的外周用于抵接定子内孔直径较大一端的内壁。

通过采用上述技术方案，定子内孔的锥度可能存在偏差，进而导致定子的内孔壁与固定锥形工装的外周之间无法贴合，即导致定位不准；此时，移动锥形工装动作，移动锥形工装的外周抵接定子内孔直径较大一端的内壁，配合固定锥形工装的外周抵接定子内孔直径较小一端的内壁，实现定子内孔轴线的精确定位。

优选的，所述驱动件包括：

顶板，沿所述主轴的轴向滑动设于主轴上，用于抵接所述移动锥形工装背离固定锥形工装的端面；以及

液压缸，其活塞杆所述主轴的轴向伸缩，活塞杆连接所述顶板，用于驱动所述顶板移动。

通过采用上述技术方案，利用液压缸、顶板驱动移动锥形工装移动，完成定子内孔轴线的定位。

优选的，还包括：

顶出垫块，可拆卸套接于所述主轴上，并套接至所述顶板朝向移动锥形工装的一侧；

所述顶出垫块背离顶板的端面用于抵接产品的轴向端面，且所述顶出垫块的两端分别抵接顶板、产品时，所述顶板与移动锥形工装之间无挤压力。

通过采用上述技术方案，压盘使得定位的内孔壁与固定锥形工装的外周之间相互抵紧且为过盈配合，利用液压缸、顶板配合顶出垫块推动产品从固定锥形工装上脱离，以便于取下产品。

第二方面，本申请提供一种锥形电机壳加工设备的使用方法，采用如下的技术方案：

一种锥形电机壳加工设备的使用方法，包括以下步骤：

起吊，利用行车吊装产品，并移动至上述的锥形电机壳加工设备上，并使得定子内孔直径较大的一端正对所述主轴；

初定位，将产品推向所述主轴，定子内孔同轴套接至所述固定锥形工装上，并使得定子的内孔壁贴合所述固定锥形工装的外周；以及

夹持，所述压盘移动并靠近主轴，使得所述压盘抵紧定子轴向的端面，并推动定子的内孔壁抵紧固定锥形工装的外周；以及

加工，所述主轴带动产品转动，所述数控刀塔动作，利用刀具加工壳体的端面。

通过采用上述技术方案，定子采用过盈配合的方式压入壳体内形成产品之后，将产品安装至锥形电机壳加工设备，以定子内孔的轴线为基准，再加工壳体的端面，提高壳体端面与定子之间的位置精度，进而保证安装于壳体端面上的机盖与定子之间的位置精度，相应的，连接于机盖上的转子与定子之间具有良好的位置精度，有利于提高锥形转子电机的使用性能。

优选的，产品在上述的锥形电机壳加工设备上完成初定位之后还包括以下步骤：

辅助定位，所述尾座移动并靠近主轴，且所述尾座上的顶尖抵紧主轴的端部；

完成辅助定位之后，所述压盘继续动并靠近主轴，以实现夹持。

通过采用上述技术方案，利用尾座、顶尖抵紧并支撑主轴的端部，提高主轴的刚性，控制主轴的弯曲变形量，进而提高加工精度，即提高壳体端面与定子之间的位置精度，最终实现提高锥形转子电机的使用性能。

优选的，产品在上述的锥形电机壳加工设备上完成夹持之后还包括以下步骤：

精定位，所述驱动件动作，使得所述移动锥形工装移动并靠近固定锥形工装，并使得所述移动锥形工装的外周抵紧定子内孔直径较大一端的内壁。

通过采用上述技术方案，移动锥形工装动作，移动锥形工装的外周抵接定子内孔直径较大一端的内壁，配合固定锥形工装的外周抵接定子内孔直径较小一端的内壁，实现定子内孔轴线的精确定位。

优选的，产品在上述的锥形电机壳加工设备上完成加工之后还包括以下步骤：

预脱出，所述驱动件动作，使得所述移动锥形工装移动并远离固定锥形工装，使得所述移动锥形工装的外周与定子的内孔壁分离；

吊装，利用行车起吊产品；

脱离，所述压盘移动并远离主轴，使得所述压盘远离产品；

顶出，将所述顶出垫块安装至主轴上，所述驱动件动作，利用所述顶出垫块推动产品，使得定子的内孔壁与固定锥形工装的外周分离；

取出，利用行车从锥形电机壳加工设备上移走产品。

通过采用上述技术方案，取下加工后的产品。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.定子采用过盈配合的方式压入壳体内形成产品之后，将产品安装至锥形电机壳加工设备上，以定子的内孔轴线为基准，并利用刀具加工壳体的端面，实现提高壳体端面与定子之间的位置精度；

2.利用固定锥形工装以及移动锥形工装，并配合使用压盘，使得定子的轴线与主轴的轴线重合，并完成夹持，保证定子内孔轴线与主轴的轴线重合，实现以定子的内孔轴线为基准，并利用刀具加工壳体的端面。

附图说明

图1是产品的结构示意图。

图2是锥形电机壳加工设备的整体结构示意图。

图3是锥形电机壳加工设备的整体结构示意图，用于展示径向导轨等。

图4是主轴以及夹具的结构示意图。

图5是尾座以及夹具的结构示意图。

图6是驱动件的结构示意图。

图7是图3中A处的放大示意图。

图8是顶出垫块的结构示意图。

图9是顶出垫块套接至主轴上时的结构示意图。

图10是初定位时的结构示意图。

图11是辅助定位时的结构示意图。

图12是精定位时的结构示意图。

图13是顶出时的结构示意图。

附图标记说明：01、定子；02、壳体；1、床身；11、主轴箱；12、夹持导轨；13、夹持缸；14、轴向导轨；15、轴向进给座；16、径向导轨；17、径向进给座；2、主轴；21、避让槽；3、尾座；31、转轴；311、嵌孔；312、油腔；313、油孔；32、顶尖；4、夹具；41、固定锥形工装；411、环槽；42、移动锥形工装；43、驱动件；431、液压缸；432、顶板；433、顶紧套；434、限位环；435、脱离弹簧；44、压盘；45、锁环；5、数控刀塔；51、检测器；6、顶出垫块；61、握持部；62、抵接部。

具体实施方式

以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。

锥形转子电机主要由壳体、定子、转子、机盖以及其它附件组成，且定子的内孔和转子的外周都呈锥形。其中，参照图1，定子01采用过盈配合的方式压入壳体02内。

本申请实施例公开一种锥形电机壳加工设备。

参照图2，锥形电机壳加工设备包括床身1、主轴2、尾座3、夹具4以及数控刀塔5。

床身1上固定连接有主轴箱11，主轴2转动设于主轴箱11内，且主轴2的两端均伸出主轴箱11，主轴2的一端连接电机以实现转动，且可采用带传动的方式实现主轴2与电机之间的动力传递；

床身1上设有夹持导轨12，夹持导轨12平行主轴2的轴线，尾座3沿夹持导轨12滑动设于床身1上，床身1上还设有夹持缸13，夹持缸13设于主轴箱11的下方，夹持缸13的活塞杆沿主轴2的轴向伸缩，且夹持缸13的活塞杆连接尾座3，以驱动尾座3沿夹持导轨12往复移动；

夹具4设于主轴2以及尾座3上，以定子01内孔的轴线为基准，实现夹持产品；

参照图3，床身1上还设有轴向导轨14，轴向导轨14平行主轴2的轴线，轴向导轨14上滑动设有轴向进给座15，轴向进给座15上设有径向导轨16，径向导轨16垂直主轴2的轴线，径向导轨16上滑动设有径向进给座17，数控刀塔5设于径向进给座17上，并利用两套电机-丝杆副机构分别驱动轴向进给座15沿轴向导轨14往复移动、径向进给座17沿径向导轨16往复移动；

数控刀塔5上安装有刀具，且刀具随数控刀塔5沿主轴2的轴向和径向靠近或远离产品，以完成加工。

参照图4、5，夹具4包括固定锥形工装41、移动锥形工装42、驱动件43以及压盘44。

参照图4、6，固定锥形工装41呈环形，且其内周和外周均设为锥形；主轴2的一端外周设为锥形，以实现配合固定锥形工装41的内周，实现将固定锥形工装41同轴套接至主轴2上，主轴2的该端部外周还通过螺纹同轴连接有锁环45，并利用锁环45抵紧固定锥形工装41的端面，进而使得固定锥形工装41的内周抵紧主轴2的锥形外周，以完成固定锥形工装41与主轴2之间的固定连接。

移动锥形工装42呈环形，且其外周设有锥形；移动锥形工装42同轴滑动套接于主轴2上，且位于固定锥形工装41背离产品的一侧，固定锥形工装41的外周用于抵接定子01内孔直径较小一端的内壁，移动锥形工装42的外周用于抵接定子01内孔直径较大一端的内壁。

参照图6，固定锥形工装41的外周同轴设有环槽411，且环槽411位于固定锥形工装41轴向的中部，以实现减少固定锥形工装41外周与定子01内孔壁的接触面。

参照图4、6，驱动件43包括液压缸431、顶板432、顶紧套433、限位环434以及脱离弹簧435。

参照图4，液压缸431设有主轴2远离产品的一端，且液压缸431随主轴2一起转动，主轴2中空设置，液压缸431的活塞杆同轴滑动穿设于主轴2的内部。

参照图6、7，主轴2上还设有避让槽21，避让槽21连通主轴2的内部，顶板432穿设于避让槽21内，且顶板432伸入主轴2的内部并通过螺栓连接液压缸431的活塞杆，实现利用液压缸431驱动顶板432在避让槽21内沿主轴2的轴向往复移动。

参照图6，顶紧套433同轴滑动套接于主轴2上，且顶紧套433位于顶板432与移动锥形工装42之间，顶紧套433的一端通过螺栓连接顶板432，顶紧套433的另一端用于抵接移动锥形工装42的端部。

限位环434同轴套接于主轴2上，并可采用焊接等方式实现与主轴2相固定，限位环434位于固定锥形工装41与移动锥形工装42之间。

脱离弹簧435设有六个，并绕限位环434的周向间隔设置，脱离弹簧435沿主轴2的轴向伸缩，脱离弹簧435的一端抵紧限位环434，脱离弹簧435的另一端连接移动锥形工装42，并使得移动锥形工装42具有远离固定锥形工装41的趋势。

参照图5，尾座3上转动设有转轴31，转轴31与主轴2同轴设置，压盘44通过螺栓固定连接于转轴31上，转轴31朝向产品的一端还设有嵌孔311，嵌孔311内滑动嵌设有顶尖32，且顶尖32用于抵紧并支撑主轴2的端部。

顶尖32背离产品的端面以及嵌孔311的内壁合围形成油腔312，转轴31内还同轴设有油孔313，油孔313沿轴向贯穿转轴31，以实现连通油腔312，且油孔313的另一端通过旋转接头连通供油管路。

参照图2、3，数控刀塔5上还设有检测器51，检测器51用于抵接壳体02的端部，进而确定产品沿主轴2轴向的位置，并以此为基准点控制刀具的移动，完成加工壳体02的两端面。

参照图8，锥形电机壳加工设备还包括顶出垫块6，顶出垫块6包括握持部61以及设于握持部61两端的抵接部62，握持部61供人员手握，且用于套接至顶紧套433的外周，抵接部62的两端分别用于抵接顶板432、产品。

参照图9，抵接部62的两端分别抵接顶板432、产品时，移动锥形工装42外周与定子01内孔壁之间存在间隙。

本申请实施例一种锥形电机壳加工设备的实施原理为：定子01采用过盈配合的方式压入壳体02内形成产品之后，将产品安装至固定锥形工装41上，并配合使用压盘44，使得定子01的内孔壁抵紧固定锥形工装41的外周，实现定位及夹持；

随后，驱动件43动作，移动锥形工装42抵紧定子01的内孔壁，使得定子01的轴线与主轴2的轴线重合，主轴2带动产品转动，刀具加工壳体02的端面，提高壳体02端面与定子01之间的位置精度，进而保证安装于壳体02端面上的机盖与定子01之间的位置精度，相应的，连接于机盖上的转子与定子01之间具有良好的位置精度，有利于提高锥形转子电机的使用性能。

本申请实施例还公开一种锥形电机壳加工设备的使用方法。

锥形电机壳加工设备的使用方法包括：

起吊，利用行车吊装产品，锥形电机壳加工设备上，并使得定子01内孔直径较大的一端正对主轴2；

初定位，参照图10，将产品推向主轴2，定子01内孔同轴套接至固定锥形工装41上，并使得定子01的内孔壁贴合固定锥形工装41的外周；

辅助定位，尾座3移动并靠近主轴2，参照图11，顶尖32抵紧主轴2的端部；

夹持，参照图12，压盘44移动并靠近主轴2，使得压盘44抵紧定子01轴向的端面，并推动定子01的内孔壁抵紧固定锥形工装41的外周；

精定位，参照图12，液压缸431、顶板432以及顶紧套433动作，使得移动锥形工装42移动并靠近固定锥形工装41，并使得移动锥形工装42的外周抵紧定子01内孔直径较大一端的内壁；

加工，主轴2带动产品转动，数控刀塔5动作，利用检测器51检测产品沿主轴2轴向的位置，并以此为基准点控制刀具的移动，利用刀具加工壳体02的端面；

预脱出，参照图13，驱动缸卸压，脱离弹簧435动作，使得移动锥形工装42移动并远离固定锥形工装41，使得移动锥形工装42的外周与定子01的内孔壁分离；

吊装，利用行车起吊产品；

脱离，压盘44移动并远离主轴2，使得压盘44远离产品；

顶出，将顶出垫块6安装至主轴2上，液压缸431、顶板432动作，利用顶出垫块6推动产品，使得定子01的内孔壁与固定锥形工装41的外周分离；以及

取出，利用行车从锥形电机壳加工设备上移走产品。

本申请实施例一种锥形电机壳加工设备的使用方法的实施原理为：定子01采用过盈配合的方式压入壳体02内形成产品之后，将产品安装至锥形电机壳加工设备上；

利用固定锥形工装41以及移动锥形工装42，并配合使用压盘44，使得定子01的轴线与主轴2的轴线重合，并完成夹持，随后主轴2带动产品转动，以定子01的内孔轴线为基准，利用刀具加工壳体02的端面；

实现提高壳体02端面与定子01之间的位置精度，进而保证安装于壳体02端面上的机盖与定子01之间的位置精度，相应的，连接于机盖上的转子与定子01之间具有良好的位置精度，有利于提高锥形转子电机的使用性能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锥形电机壳加工设备，其特征在于，包括：

床身（1）；

主轴（2），转动设于所述床身（1）上；

固定锥形工装（41），同轴固定连接于所述主轴（2）上，所述固定锥形工装（41）的外周设为锥形以用于贴合定子的内孔壁；

压盘（44），沿所述主轴（2）的轴向滑动设于床身（1）上，所述压盘（44）与主轴（2）同轴设置，且所述压盘（44）用于抵紧定子内孔直径较小一端的轴向端面；

数控刀塔（5），滑动设于所述床身（1）上，且沿所述主轴（2）的轴向和径向滑动，所述数控刀塔（5）用于安装刀具，并利用刀具加工壳体的端面；

移动锥形工装（42），同轴滑动套接于所述主轴（2）上，并位于所述固定锥形工装（41）背离压盘（44）的一侧，且所述移动锥形工装（42）的外周设为锥形；以及

驱动件（43），设于所述主轴（2）上，用于驱动所述移动锥形工装（42）沿主轴（2）的轴向往复移动；

所述固定锥形工装（41）的外周用于抵接定子内孔直径较小一端的内壁，所述移动锥形工装（42）的外周用于抵接定子内孔直径较大一端的内壁；

所述驱动件（43）包括：

顶板（432），沿所述主轴（2）的轴向滑动设于主轴（2）上，用于抵接所述移动锥形工装（42）背离固定锥形工装（41）的端面；以及

液压缸（431），其活塞杆沿所述主轴（2）的轴向伸缩，活塞杆连接所述顶板（432），用于驱动所述顶板（432）移动；

顶出垫块（6），可拆卸套接于所述主轴（2）上，并套接至所述顶板（432）朝向移动锥形工装（42）的一侧；

所述顶出垫块（6）背离顶板（432）的端面用于抵接产品的轴向端面，且所述顶出垫块（6）的两端分别抵接顶板（432）、产品时，所述顶板（432）与移动锥形工装（42）之间无挤压力。

2.根据权利要求1所述的锥形电机壳加工设备，其特征在于，还包括：

尾座（3），沿所述主轴（2）的轴向滑动设于床身（1）上；

顶尖（32），转动设于所述尾座（3）上，所述顶尖（32）与主轴（2）同轴设置，且所述顶尖（32）用于抵紧主轴（2）的端部。

3.根据权利要求2所述的锥形电机壳加工设备，其特征在于：所述顶尖（32）和/或压盘（44）滑动设于尾座（3）上，并沿所述主轴（2）的轴向滑动；

所述尾座（3）靠近主轴（2）时，所述顶尖（32）先抵紧主轴（2）的端部，随后所述压盘（44）抵紧定子轴向的端面。

4.一种锥形电机壳加工设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

起吊，利用行车吊装产品，并移动至权利要求1-3中任一权利要求所述的锥形电机壳加工设备上，并使得定子内孔直径较大的一端正对所述主轴（2）；

初定位，将产品推向所述主轴（2），定子内孔同轴套接至所述固定锥形工装（41）上，并使得定子的内孔壁贴合所述固定锥形工装（41）的外周；以及

夹持，所述压盘（44）移动并靠近主轴（2），使得所述压盘（44）抵紧定子轴向的端面，并推动定子的内孔壁抵紧固定锥形工装（41）的外周；以及

加工，所述主轴（2）带动产品转动，所述数控刀塔（5）动作，利用刀具加工壳体的端面。

5.根据权利要求4所述的锥形电机壳加工设备的使用方法，其特征在于，产品在权利要求3所述的锥形电机壳加工设备上完成初定位之后还包括以下步骤：

辅助定位，所述尾座（3）移动并靠近主轴（2），且所述尾座（3）上的顶尖（32）抵紧主轴（2）的端部；

完成辅助定位之后，所述压盘（44）继续动并靠近主轴（2），以实现夹持。

6.根据权利要求4所述的锥形电机壳加工设备的使用方法，其特征在于，产品在所述的锥形电机壳加工设备上完成夹持之后还包括以下步骤：

精定位，所述驱动件（43）动作，使得所述移动锥形工装（42）移动并靠近固定锥形工装（41），并使得所述移动锥形工装（42）的外周抵紧定子内孔直径较大一端的内壁。

7.根据权利要求4所述的锥形电机壳加工设备的使用方法，其特征在于，产品在所述的锥形电机壳加工设备上完成加工之后还包括以下步骤：

预脱出，所述驱动件（43）动作，使得所述移动锥形工装（42）移动并远离固定锥形工装（41），使得所述移动锥形工装（42）的外周与定子的内孔壁分离；

吊装，利用行车起吊产品；

脱离，所述压盘（44）移动并远离主轴（2），使得所述压盘（44）远离产品；

顶出，将所述顶出垫块（6）安装至主轴（2）上，所述驱动件（43）动作，利用所述顶出垫块（6）推动产品，使得定子的内孔壁与固定锥形工装（41）的外周分离；

取出，利用行车从锥形电机壳加工设备上移走产品。

Images