专利名称：转子轴加工方法
技术领域：
本发明涉及一种轴加工方法，尤指一种带蜗杆传动输出的电机中的转子轴的挤压 加工方法。
背景技术：
在一些小功率电机的应用中会使用到蜗杆蜗轮传动(如汽车用座椅电机和摇窗 电机)。如图1所示，蜗杆950被压装于转子轴932上，转子轴932的连接端9321为电机本 体931的构成部件，蜗杆950固设于转子轴932的传动端9322上，通过电机带动转子轴932 转动，同时再经由蜗轮(图中未显示)与蜗杆950的配合作用即可将动力由蜗轮向外传送。在现有技术中，转子轴932的加工过程是在传动端9322上采用滚花工艺加工出若 干根筋条940，而在蜗杆950内形成有轴向通孔951，然后通过该轴向通孔951与筋条940 之间的过盈配合将蜗杆950连接至转子轴932上；但是，采用滚花工艺加工转子轴932时由 于加工出的筋条数目过多，其精度往往难以控制，这样就会造成与蜗杆装配时各筋条的受 力不均，使整个电机传动的稳定性降低。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题为提供一种新的转子轴加工方法，通过另一种加工 方式，来实现蜗杆的高精度装配。为解决上述技术问题，本发明提供了一种转子轴加工方法，用于加工带蜗杆传动 输出的电机中的转子轴，其中，该方法包含以下步骤a.将电机装设在工装单元上；b.通过刀具在所述转子轴延伸出电机本体的传动端处挤压出一组沿轴向延伸的 筋条；c.旋转所述转子轴，通过刀具在所述转子轴的传动端处挤压出另一组沿轴向延伸 的筋条；其中，所述挤压出的筋条沿径向均布于所述转子轴上。本发明的进一步改进在于，在所述电机底部施加一弹性松动支撑从而保持所述电 机可以实现径向摆动与轴向伸缩；首先径向摆动所述电机，实现转子轴与一轴向扶正单元的径向对中，并将所述转 子轴的头部连接于所述轴向扶正单元；通过所述轴向扶正单元沿轴向压迫所述转子轴，进而使所述电机底部的支撑发生 弹性形变，从而调节所述转子轴的轴向高度。本发明的进一步改进在于，通过一驱动单元推动所述刀具挤压所述转子轴，在挤 压时通过压力传感器监测挤压力，当挤压力达到设定值时开始计算压入位移，直至压入位 移达到设定值时停止挤压。本发明的进一步改进在于，所述挤压力的设定值为200牛。
本发明的进一步改进在于，设置一与所述刀具同步运动的径向扶正单元，在所述 刀具开始挤压转子轴前对所述转子轴进行径向扶正。本发明的进一步改进在于，通过所述压力传感监测压入终点位置的压力值，当所 述终点位置的压力值超出设定值时，更换所述刀具。本发明的进一步改进在于，所述刀具自初始位置至压入起始位置的接近速度为 100 300mm/min，所述刀具自压入起始位置至压入终点位置的工进速度为45 150mm/
mirio本发明的进一步改进在于，通过两刀具自两侧挤压所述转子轴，其中每一刀具具 有两个刀头；首先在所述转子轴上挤压出四根筋条，所述四根筋条径向均布于转子轴上；然后将转子轴沿轴向转动135° (或225° )，挤压出另外四根筋条，所述八根筋条 沿径向均布于转子轴上。本发明的进一步改进在于，在挤压出第一组筋条后，通过所述轴向扶正单元调节 所述转子轴的轴向高度，错开一段轴向距离加工另一组筋条。本发明的进一步改进在于，所述刀具的刀头夹角为92° 94°。通过本发明的转子轴加工方法，可以避免因直接压蜗杆所导致的轴跳加大的风 险，同时使转子轴上加工出来的筋条精度较好，与蜗杆装配后各筋条的受力均勻，以保证装 配后的蜗杆与轴保持良好的同心度，从而提高了转子轴的稳定性提高。。
图1为现有技术中的蜗杆连接结构示意图；图2为本发明的一较佳实施例的加工设备立体示意图；图3为图2所示的加工设备立体透视示意图；图4为本发明的一较佳实施例的刀具示意图；图5为本发明的一较佳实施例的加工状态示意图；图6为图5的局部放大示意图；图7为本发明的一较佳实施例的局部放大示意图；以及图8为本发明的一较佳实施例的蜗杆轴装配方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。请参阅图2及图3所示，为本发明的一较佳实施例的加工设备立体示意图，从图中 可以看出本发明所用到的加工设备主要包括以下部分一工装单元10，包括一底座11，底座11的上方设置有一中空的支座12，支座12内 壁的上缘处固定有挡板13，一旋转气缸14以弹性松动方式连接于底座11中心位置，在旋转 气缸14的上端进一步连接有一夹紧气爪15，其中该弹性松动的连接方式通过以下结构实 现底座11中心位置向下凹陷形成一凹面111，在凹面111中部开设有一主孔1111，绕主孔 1111 一周开设有若干个副孔1112，旋转气缸14的底端结合有一底板141，在底板141的底 面对应主孔1111与副孔1112位置分别设置有一主导柱1411与若干副导柱1412，连接时主导柱1411与若干副导柱1412分别穿过对应的主孔1111与副孔1112，并通过副导柱1412 底端的环形卡部1413卡设于底座11上，在主导柱1411上套设有弹簧1414，弹簧1414 一 端抵靠于底板141的底面，另一端抵靠于底座11，由此实现弹性连接；主导柱1411、副导柱 1412与主孔1111、副孔111之间形成有0. 05mm的间隙配合，由此实现松动连接；一驱动单元20，包括一推进盘21，推进盘21内壁的近上端处形成一斜面211 ；在 推进盘21内壁的两侧设置有两滑块22，滑块22与推进盘21内壁的接触面一斜面221，通 过推进盘21上斜面211与滑块22上斜面221的相互配合，使滑块22在推进盘21的作用 下可左右移动；一固定座23固定在滑块22上，固定座23靠近转子轴32的一侧设置有刀具 24，所述滑块22与上述挡板13之间设置一弹簧25 ；滑块22在加工之后，通过弹簧25的作 用使其跟随推进盘21回程；一轴向扶正单元41，设置于上述夹紧气爪13的正上方，可在电机的驱动下作轴向 的往复运动，在其底端形成有一凹槽411 ；一径向扶正单元42，包括两扶正块421、422，配合图7所示，扶正块421设置在固 定座23上正对所述刀具24的一侧，并与刀具24同步运动，扶正块421的底部设有弹簧(弹 簧设于滑块内，图中未画出)，通过弹簧对扶正块421提供一径向的弹性支撑，且扶正块421 的头部被设置为较刀具24头部更为接近转子轴32，其靠近转子轴32的一端竖向形成有一 锥形槽421，另一扶正块424的结构与连接与扶正块421相同，故不再重复说明；通过两侧 设置的径向扶正块421、424的相互配合，可在刀具24挤压转子轴32之前对转子轴32进行 径向扶正；所述滑块22上还设置有一压力传感器80及控制器，用以检测刀具24对转子轴32 的挤压力(压力传感器及控制器均为现有技术，在此不多作叙述)。结合图2图8示，在加工转子轴32时，参照以下步骤第一步将电机30装设在工装单元10上；首先通过夹紧气爪15夹紧电机本体31，利用主导柱1411、副导柱1412与主孔 1111、副孔1112之间的间隙径向摆动所述电机30，实现转子轴32与轴向扶正单元41的径 向对中，并将所述转子轴32的头部插入所述轴向扶正单元41底端的凹槽411中；通过所述轴向扶正单元41沿轴向压迫所述转子轴32，进而使所述电机30底部的 弹簧25发生弹性形变，从而调节所述转子轴32的轴向高度；装设完成后，驱动推动盘21向上推进，带动滑块22往转子轴32的方向移动，径向 扶正单元42首先接触子轴32，利用两锥形槽421夹紧转子轴32，进行径向扶正；进而推动 刀具24挤压所述转子轴32 ；作为本发明的较佳实施方式，在挤压时通过压力传感器监测挤 压力，当挤压力达到200牛时开始计算压入位移，挤压力达到200牛时，可以视为刀具24与 转子轴32完全接触，直至压入位移达到设定值时停止挤压，可以更精确的计算挤压深度； 而现有技术中的挤压方法为从刀具24贴近转子轴32时即开始计算压入位移，由于刀具241 及刀具242之间存在一定的误差，再加上转子轴32本身的被加工表面也存在一定的不对 称，进一步降低了加工出筋条50的精度。第二步通过刀具24在所述转子轴32延伸出电机30本体的传动端321处挤压出 一组沿轴向延伸的第一组筋条50，分别为筋条51、筋条52、筋条53、筋条54，所述四根筋条 50径向均布于转子轴32上；
第三步将推进盘21向下推进，通过弹簧25的作用使滑块22跟随推进盘21回 程，然后将转子轴32沿轴向转动135° (或225° )，再次通过所述轴向扶正单元41调节转 子轴32的轴向高度，错开一段轴向距离，重复上述步骤加工出另一组四根筋条50，分别为 筋条55，筋条56，筋条57，筋条58，所述八根筋条50沿径向均布于转子轴32上；由于转子 轴32的被加工表面存在不对称，以及刀具241及刀具242之间存在一定的误差，当转子轴 32转动其他角度(例如45° )时，容易进一步加大产生的误差，而将转子轴32沿轴向转动 135° (或225° )可以使刀具241及刀具242加工出的筋条50均勻分布在转子轴32的两 个半轴上，避免了每个刀具24加工出的筋条50分布在同一半轴上，从而提高加工出筋条的 精度；通过所述压力传感器80监测压入终点位置的压力值，刀具24挤压转子轴32时， 刀具24在正常状态下，其压力值处于一个稳定的范围内，当刀具24磨损时，压力值会逐渐 变大，故通过所述压力传感器80监测压入终点位置的压力值，并当所述终点位置的压力值 超出设定值时，更换所述刀具24，以保证加工效率；再次参阅图4示，为本发明的一较佳实施例的刀具示意图，从图中可以看出本发 明所述刀具24具有两个刀头，分别为刀头241及刀头242，所述刀头241、242的夹角设置为 92° 94° ；配合图6所示，以筋条52为例进行说明，当本发明的刀头挤压转子轴32时，刀 头挤压位置下陷并将料往两边推挤形成两个棱521、522，而这两个棱521、522会对刀头施 加一压迫力从而夹住刀头，经过大量的实验后本发明将夹角设置为92° 94°，在该角度 下刀头受到压迫力最小，最易退刀。所述刀具24自初始位置至压入起始位置的接近速度为 100 300mm/min，所述刀具24自压入起始位置至压入终点位置的工进速度为45 150mm/
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权利要求
一种转子轴加工方法，用于加工带蜗杆传动输出的电机中的转子轴，其特征在于该方法包含以下步骤a.将电机装设在工装单元上；b.通过刀具在所述转子轴延伸出电机本体的传动端处挤压出一组沿轴向延伸的筋条；c.旋转所述转子轴，通过刀具在所述转子轴的传动端处挤压出另一组沿轴向延伸的筋条；其中，所述挤压出的筋条沿径向均布于所述转子轴上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述电机底部施加一弹性松动支撑从而保持所述电机可以实现径向摆动与轴向伸缩；首先径向摆动所述电机，实现转子轴与一轴向扶正单元的径向对中，并将所述转子轴 的头部连接于所述轴向扶正单元；通过所述轴向扶正单元沿轴向压迫所述转子轴，进而使所述电机底部的支撑发生弹性 形变，从而调节所述转子轴的轴向高度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过一驱动单元推动所述刀具挤压所述转 子轴，在挤压时通过压力传感器监测挤压力，当挤压力达到设定值时开始计算压入位移，直 至压入位移达到设定值时停止挤压。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述挤压力的设定值为200牛。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于设置一与所述刀具同步运动的径向扶 正单元，在所述刀具开始挤压转子轴前对所述转子轴进行径向扶正。
6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于通过所述压力传感监测压入终点位置 的压力值，当所述终点位置的压力值超出设定值时，更换所述刀具。
7.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于所述刀具自初始位置至压入起始位置 的接近速度为100 300mm/min，所述刀具自压入起始位置至压入终点位置的工进速度为 45 150mm/mino
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过两刀具自两侧挤压所述转子轴，其中每 一刀具具有两个刀头；首先在所述转子轴上挤压出四根筋条，所述四根筋条径向均布于转子轴上； 然后将转子轴沿轴向转动135° (或225° )，挤压出另外四根筋条，所述八根筋条沿径 向均布于转子轴上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于在挤压出第一组筋条后，通过所述轴向扶正 单元调节所述转子轴的轴向高度，错开一段轴向距离加工另一组筋条。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述刀具的刀头夹角为92° 94°。
全文摘要
一种转子轴加工方法，尤指一种带蜗杆传动输出的电机中的转子轴的挤压加工方法，包括以下步骤a.将电机装设在工装单元上；b.通过刀具在所述转子轴延伸出电机本体的传动端处挤压出一组沿轴向延伸的筋条；c.旋转所述转子轴，通过刀具在所述转子轴的传动端处挤压出另一组沿轴向延伸的筋条；其中，所述挤压出的筋条沿径向均布于所述转子轴上。通过本发明的转子轴加工方法，可以避免因直接压蜗杆所导致的轴跳加大的风险，同时使转子轴上加工出来的筋条精度较好，与蜗杆装配后各筋条的受力均匀，以保证装配后的蜗杆与轴保持良好的同心度，从而提高了转子轴的稳定性提高。
文档编号H02K15/02GK101917094SQ20101023179
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者屠欣栋, 李贤龙, 糜震东, 胡坤全 申请人:上海博泽电机有限公司