高速精密电主轴
JSZD1510型转子的磨削加工
姓名：沙慧芳
单位：山东博特精工股份有限公司
摘要：为配合近年来国内高速加工技术的发展，公司开发研制的高速精密电主轴，是主轴加电机的一体化产品。

是电机置于主轴单元内部，电机转子本身既做转子又同时作为机床主轴使用，从而节省了各种复杂齿轮、皮带等传动及变速机构，可节省大量的机器空间。

实现更精密的加工控制，是现代数控机床理想的配套功能部件。

本文详细介绍了高速精密电主轴关键部件——JSZD1510转子的外圆、内孔、大角度内锥的磨削。

利用三爪自定心卡盘和中心架，采用一夹一架的方式，在高精度万能外圆磨床上对该件的粗磨、精磨、精光等工序的加工。

我向大家介绍的是我公司的经典产品——JSZD1510型电主轴，其关键核心部件转子的磨削加工工艺。

JSZD1510型转子有轴、平衡环甲、平衡环乙、铸铝转子四部分组成。

一、平衡环甲、平衡环乙及铸铝转子的加工图
（1）（2）
（3）
选用45＃钢材料，内孔留余量，其余车至要求，磨削加工平衡环甲、乙至如图（1）（2）的成型尺寸。

二、铸铝转子内孔磨至图（3）所示的尺寸，表面不得有磕碰毛刺及断铝现象。

加图（4）
三、轴的加工
材料选用40Cr，本文主要介绍了該产品的磨削加工，所以前期加工工序从简叙述。

经下料、热处理、粗车、渗碳、精车、钻通孔、铣键槽、淬火、磁性探伤等工序，在MG1432万能外圆磨床上粗磨各外圆，上三爪、中心架、放下内圆磨具，一夹一架，找正外圆跳动在0.02mm之内磨削左端内孔φ20.3mm。

倒头磨削右端内孔φ19mm、φ19.8mm调床身及砂轮架磨前端30°锥孔口尺寸为φ25.6mm保证至图（4）所示尺寸。

四、热处理时效
五、热装
将轴外圆φ38mm及φ54mm处磨至图（4）尺寸，与平衡环甲、乙、铸铝转子过盈量为0.03mm-0.05mm。

将平衡环甲、乙、铸铝转子放入加热炉中，加热至400°-450°之间。

按图（5）所示的顺序方向，把各零件热下至图（4）所示的轴上，保证热下位置到位。

加图（5）
六、JSZD1510转子的加工工艺
⑴轴粗磨部分已在热装前完成
⑵半精磨转子的外圆、内孔、内锥：
在M1432A万能外圆磨床上加工，砂轮选用WA46号，上卡箍、两顶尖顶正，用φ25mm-50mm、50mm-75mm、75mm-100mm千分尺，0-200mm的游标卡尺磨削各外圆φ33.4mm、φ33.5mm、φ48mm、φ78.5mm、φ54mm 未标注公差尺寸的磨圆即可并保证轴向长度234.5mm、总长522mm尺寸。

按图（5）要求的尺寸留余量0.13mm-0.15mm同轴度＜0.01mm。

换三爪、上中心架一夹一架找正，保证跳动≤0.01mm。

放下内圆磨具，上内圆磨杆，砂轮选用WA46K号φ20×20×6mm平面砂轮，磨削左端内孔φ20.5mm、倒头装夹找正，磨削φ19mm、φ19.8mm留余量0.13mm-0.15mm。

换金刚石专用磨杆，调整床身及砂轮架，至锥角30°磨削前端内锥，孔口尺寸25.6mm留余量0.2mm，角度用30°塞规研，接触面＞70%。

⑶热处理时效。

⑷上车床，精修各内、外倒角1×45°，精研两端孔口60度，配车各外螺纹至要求。

⑸精磨转子外圆，精加工工序在恒温室室温20℃±1℃环境下加工。

在MG1420C万能外圆磨床上，选用WAF100L号砂轮，用金属笔修整砂轮，注意金属笔的倾斜角度。

进刀量为每次0.005mm，精光两次。

冷却液经磁力分离器过滤干净，上两顶尖顶正60°，因此轴为空心细轴，顶尖不宜过紧应适中，用大合金头顶尖顶正，孔口注意润滑以防
研伤。

降低工件转速，注意工作台的运行速度，减小背吃刀量，以防工件弯曲、跳动、椭圆。

试磨两端外圆一次，保证两端外圆跳动≤0.002mm，圆柱度在0.001mm，如不符合跳动要求，再精修孔口60°，直至跳动≤0.002mm。

加工各外圆除轴承位φ40mm. φ35mm 处留余量0.02mm，其余各外圆φ33.4mm、φ48mm、φ54mm、φ70mm、φ78.5mm、φ33.5mm图（5）所示外圆φ27.4-0.011mm所标注的30°环形槽修整成型砂轮磨削，保证槽宽9.25mm槽型用样板检测，所有外圆保证表面粗糙度0.4，同轴度为0.005mm，跳动≤0.002mm至图（5）所标注的各尺寸要求。

⑹选用WAF100L号的砂轮，精修砂轮外圆，精磨、精光φ40mm，φ35mm，轴承位尺寸公差为±0.001mm，用气动测量仪检验轴承位尺寸，并保证两端轴承位园柱度≤0.0015mm，两轴肩面粗糙度为0.2，跳动、垂直度≤0.002mm，。

⑺精磨内孔、内锥：
在MG1420C高精度万能外圆磨床上加工，上三爪、中心架、外圆装夹处包铜皮以防夹伤，采用一夹一架找正外圆轴承位φ35mm处，跳动≤0.002mm，注意架子与工件要注意润滑，以免研伤。

拉正转子的侧母线、上母线≤0.005mm，放下内圆磨具，选用合适的磨杆，WA100L 号φ20×20×6mm平面砂轮，磨削φ20.5mm至尺寸。

倒头装夹找正同上，架φ40mm处磨内孔φ19mm、φ19.8mm至图（5）尺寸要求，保证跳动≤0.002mm。

调整床身6°，精修内孔砂轮后，再调整砂轮架9°保证锥角30°，用红丹粉着色，30°塞规研锥，保证接触面积＞85%
以上，且跳动≤0.002mm。

因定刀磨削砂轮要光修整一次。

七、磨削加工中的注意事项
⑴粗磨外圆时，不要选用较大背吃刀量，并注意充分冷却工件，以免产生磨削裂纹。

⑵内孔磨削时，采用自定心找正保证上母线、侧母线的直线度及工件的跳动。

⑶精磨削加工前，要保证机床充分润滑，运转平稳，外圆砂轮要静平衡，保证高速旋转时的平稳性。

⑷精磨外圆时，使用WAF100L的砂轮，以防止产生工件表面划痕，影响表面粗糙度。

⑸合理选择磨削量，精磨时，磨削余量尽量减少。

⑹注意两顶尖的松紧度，以免顶弯工件，中心孔充分润滑。

⑺合理选择切削液，切削液一定要干净。

⑻修整砂轮时，工作台要低速、平稳运动，严禁爬行，修整砂轮的金刚石尖要锋利，修整用毛刷清理砂轮表面，用切削液冲洗砂轮表面碎粒。

⑼精磨外圆时，要考虑工件空心、细长的特性，减少背吃刀量，以保证加工精度。

电主轴的特点：
⑴主轴与电机一体统称电主轴，其结构紧凑、安装简单、方便、节约空间。

⑵无中间传动环节、效率高、振动小、噪音低、运动平稳，在相同速度下电主轴主轴、轴承使用寿命长。

⑶易于实现高转速、高速度、高的动静态稳定性。

⑷利于现代控制技术及电机的优化设计，可满足不同工况的负荷要求。

参考文献：
⑴文中的注意事项参考自《国家职业资格培训教材》磨工。

⑵摘要部分及总结部分源自于公司电主轴产品介绍。

高速精密电主轴
JSZD1510型转子的磨削加工
姓名：沙慧芳
所在县市区：济宁市
所在单位：山东博特精工股份有限公司职业（工种）：磨工。