提高換向器表面加工質量的方法
陳稚文(法雷奧溫嶺汽車零部件有限公司浙江317500)
1概述
在直流永磁電機、單相串激電機中，換向器是主要的零部件，對電機質量的影響很大。
為了降低電機的噪聲，得到理想的換向效果，提高碳刷乃至整個電機的壽命。換向器表面加工的質量一直是電機制造廠家十分重視的指標之一。
常規的換向器表面加工粗糙度指標為，r=1.6～0. 8μm。片間跳動e≤0.003mm。由于指標要求較高，一般情況下很難保證。因此提高換向器表面加工的質量，保證達到加工精度要求，便成為亟須探討的一個問題。
2換向器車削機
通常對換向器的表面加工，采用車削的方法加以完成。作為傳統的車削加工，已有成熟的加工工藝，也有的在用機床車削換向器時，提出用改造機床精度、合理選擇刀具幾何參數、選用適當的切削速度等方法提高換向器表面質量a 3。
目前，由于專業化程度的提高，國外先進技術和設備的引入，國內廠家的仿制等，在電機制造行業中，已大量采用專用的換向器車削機。由于機床結構的改變，原先影響加工質量的原因已不相同，故有必要對車削機作一介紹。
雖然換向器車削機有多種規格型號，工位自動方式的不同，但其基本結構原理完全相同，如圖1所示。
工作過程為，在v形支架上放上待加工電樞。由電機帶動驅動皮帶轉動，而后將皮帶靠近電樞，使皮帶與電樞外圓產生壓力摩擦實現轉動。刀具的運行與傳統方式不同，它的縱橫向進刀是由二個配合的氣缸（或伺服電機）驅動完成。
對車削機的主要要求有，機床的振動因素應該得到控制和消除，使振動降低到最小。v形支架要保證安裝的同心度，兩滑面堅固光滑，有定時加油潤滑系統。驅動皮帶輪與電樞外圓的磨擦應平行。驅動電機及走刀速度調節方便等。
同時工藝規定，當電樞放在v形支架上時，其支承面應在電機軸承安裝的相同基準位置上。這樣加工出來的電樞安裝到電機上 的不圓面，如實測圖2所示。
3車刀
即使在普通工件上車削，車刀的合理選用同樣是保證加工精度和提高效益的重要環節。在換向器車削機上采用的是超硬材料切削車刀——天然金剛石或人造金剛石車刀，具有高耐磨和超硬性能，能長期保持鋒利的刀刃。被加工零件的尺寸、精度穩定性好，加工表面粗糙度等級高，被國外稱為 “21世紀刀具”，但也因為硬度太高，當調試不當，或換向器本身質量不佳，在車削過程中出現甩片時，極易導致車刀崩角，造成車刀報廢。
合理調整切削角度、切削量、切削速度，對刀具的壽命和切削都有重大意義。列出某一全自動生產線上的實用工藝參數，以供參考。
換器器宜徑：22. 64mm
粗車速度： 350r/min
走刀量：． 0. 12mm/r
精車速度： 350r/min
走刀量： 0. 05m m/r
4電樞軸
由于支承狀況的改變，軸的關鍵性更顯突出。影響換向器加工質量主要是軸的圓度和直線度。
電樞軸均經過磨削加工，應該有良好的圓度，但通過精密的測量，其結果是所有的軸都有棱角，理想的圓度只能接近，而無法達到。
由于磨削所帶來的不圓度往往有對角直徑不變現象，因此很難用于分足測量。而一般廠家又較少配置圓度儀。直接的后果是，當這樣的軸在v形支承內轉動時，其軸心也隨之變動，加工出的換向器也形成一個基本相似。
另一個重要因素是軸的直線度。影響軸的直線度的有銑削、車削和壓制疊片等。
當一根彎曲變形的電樞軸在v形支架上旋轉時，由于彎軸的特殊性，與上述又有不同，參見圖3。因為換向器中心點b與軸支承面中心點a非常接近，可以假設有相同的旋轉軌跡，那么換向器的c點必須沿一擴大了的軌跡運轉。這運轉軌跡隨換向器的切削長度和軸的彎曲程度而改變，致使車削得到的將是一個非圓形的換向器。
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