余萬超　趙育平　劉稼成　楊學軍　陳東彪
（南車株洲電機有限公司）

　　摘　要：此窄軌牽引電機傳動端端蓋是一種新型結構端蓋，特點是止口為非整圓，有缺口。為腔體內零件，止口處較薄，加工后容易變形。變形量過大裝配后容易引起電機異音，影響行車安全。本文主要從工藝方法上控制傳動端端蓋止口變形，主要從三個方面進行改善，一是增加二次退火工藝，二是加工余量調整，三是改變傳統精車工藝方案，從而提高端蓋質量，滿足設計要求，確保電機質量。

　　關鍵詞：變形；熱處理；非整圓；車削
　　引言：
　　端蓋的關鍵位置是軸承室、止口，其中軸承室與軸承配合，其尺寸、粗糙度、相關形位公差都有很高的要求。止口是端蓋與定子配合的關鍵位置，尺寸、同軸度、橢圓度決定裝配后電機的質量穩定性。由于端蓋為薄壁類腔體零件，止口容易變形，所以工藝對端蓋加工止口變形的控制決定了端蓋的質量，進而決定電機的質量。
　　1　原工藝路線及傳動端端蓋變形情況
　　此傳動端端蓋原工藝路線為：鑄造→粗加工→焊蓋板→精車止口→精車軸承室→銑削→鉆削→精整→清洗，特點為非整圓（簡圖如圖一所示），按照此傳統的工藝方法進行加工，經統計在端蓋全工序加工完成后止口變形量大致在0.1mm，裝配時電機異音，無法滿足設計要求。傳動端端蓋簡圖如下圖一所示：

　　2　增加二次退火工藝
　　經分析，此端蓋精加工前有焊接工序，焊接后有焊接內應力，在后續的加工中會逐漸釋放出來，特別是精加工后的釋放引起止口圓變形成橢圓或多邊形，所以在精加工前，將焊接應力盡量釋放出來可減少止口變形。因此在焊蓋板工序后增加二次退火工藝，主要目的為：提高切削加工性能，消除焊接內應力和進一步消除鑄造后殘余應力，改善或消除鑄、鍛、焊時所造成的成份或組織不均，以提高工藝性能和使用性能。
　　3　對工藝路線進行初步調整，減小精加工切削余量
　　鑄件尺寸一般加工余量為單邊5～7mm，粗加工后留精加工余量單邊2mm，若一次加工2mm加工余量，切削加工產生切削力過大也會引起止口處變形，現將2mm加工余量，分為兩次加工，即將精車工序分為半精車和精車，兩次加工余量分別為1.5mm，0.5mm，且半精車、精車加工時間間隔12小時以上，以使半精車加工后端蓋止口的變形盡量大，盡量多釋放半精車加工產生的應力。更改后的工藝路線為：鑄造→粗加工→焊蓋板→二次退火→半精車止口→半精車軸承室→精車止口→精車軸承室→銑削→鉆削→精整→清洗。增加二次退火及工藝路線調整后端蓋數據結果如表一所示：

表1

　　從表上可以看出，傳動端端蓋變形有所減小，但仍然不能完全滿足0.03mm的設計要求。且現場測量結果來看，缺口處尺寸變形較明顯。
　　4　確定新的車削工藝方案，控制缺口處變形
　　二次退火工藝已消除了大部分焊接工序產生的內應力和進一步消除鑄造后的殘余應力，再產生的變形還有車削裝夾和銑削、鉆削工序徑向切削力引起的變形，為進一步減少變形，在原工藝流程基礎上增加一道精修止口工序，以消除鉆削、銑削工序切削力和裝夾引起的止口變形以及未消除完全的焊接應力和鑄造殘余應力，從理論上來講，精修的加工余量應越小越好。從統計的變形尺寸看，均在0.1mm之內，所以將精修止口的加工余量確定為0.1mm，即在所有工序完成后對前工序加工產生的變形進行消除。新工藝端蓋車削數據如表二所示：

表2

　　5　總結
　　經過一段時間的驗證及總結，此傳動端端蓋的止口變形得到了控制，提升了端蓋的質量，滿足了設計要求，并為今后非整圓薄壁腔體類零件加工提供了可靠的依據。從驗證中也獲取了寶貴的經驗。
　　參考文獻：
　　[1]薛華.淺析機械加工中的變形[j].《科技創新與應用》，2012（07）.
　　[2]李書常.簡明金屬材料熱處理使用手冊.《機械工業出版社》，2010.

來源：《建筑工程技術與設計》2015年17期