国产化电动机壳精加工工艺 .pdfVIP

1序言

图1所示电动机壳是国家科技重大专项CAP1400先进压水堆核电项目反应

堆冷却剂主泵CAP1400中的关键件，由于其特殊的使用条件和复杂的受力情况，

其同轴阶梯深孔系及端面孔系的尺寸精度、形状和位置精度要求非常高，因此对

加工工艺、测量技术等均提出了很高的要求，带来了很大的挑战。为了提高产品

精度及保证项目的顺利进展，通过研制一套多功能深孔镗孔系统来解决深孔加工

技术难题，并结合公司设备现状，开发研究更多深孔精加工方案。每种方案在精

加工前均进行模拟加工试验验证，根据试验结果优化精加工工艺方案，保证产品

质量。

图1电动机壳三维立体图

2电动机壳精加工主要技术指标

如图2所示，电动机壳总长约4m，内孔为多阶同轴阶梯孔，中间主孔径φD

与左、右两端肩孔φD1H7、φD2H7同轴，要求与基准A―B的径向圆跳动≤

0.1mm；左端大法兰肩面、右端面为密封面，法兰端面无痕，左端φD2肩孔端

面、φD1右端面，要求与基准A―B的轴向圆跳动≤0.05mm；主孔径φD内孔，

φD2H7孔肩面、φD1H7右端面表面粗糙度值Ra＜1.6μm；左法兰端24个φ

135mm、右端面20个M72×3mm孔系沿圆周均布，孔系中心圆要求与孔轴线

同轴，各孔位置度公差≤φ0.5mm。

图2电动机壳精加工要求示意

3深孔加工制造难点及解决方案

3.1深孔加工制造难点分析

主孔径φDH7直径1000mm以上，深度约2500mm，与基准A―B的径向

圆跳动≤0.1mm，采用立式车床加工时，方滑枕悬伸量2700mm以上。滑枕切削

力与悬伸量的关系见表1。由表1可知，悬伸越长，方滑枕刚度越差，加工时所

用的切削力越小。当悬伸量为2500mm、滑枕变形量约为0.5mm时，切削力的

推荐值为76.67kN，可见立式车床的加工精度及切削效率都较差。选用卧式车床

加工时，常规方法需要使用车刀排，但因刀排悬伸过长而产生的挠度会影响加工

精度，因此无论在卧式车床或是在立式车床上加工，均难以保证产品内孔的尺寸

精度、形状和位置精度。

表1不同悬伸量时的滑枕刚度-切削力计算结果

3.2深孔加工解决方案

针对电动机壳深孔加工的特点及加工效率的要求，研制一套多功能深孔镗孔

系统（见图3）。该系统装置在卧式车床导轨上，具体方法是镗杆与车床刀架通

过连接装置相连，随车刀架实现轴向进刀运动，机床导轨上前后支承架辅助支撑

增加刚性，保证镗头行进的直线性，增加接触刚性和进给切削的稳定性。加工时

用镗头上的多用途导向头进行后引导。镗头工作部位喷压力切削液，以冲走切屑

和进行冷却、润滑，再通过镗杆内孔排出，从而提高工件表面的加工精度和刀具

寿命，保证深孔加工的直线性、同轴孔系精度及表面粗糙度要求。整体浮动镗刀、

珩磨装置具有后导向装置，集半精镗、精镗、浮镗和珩磨等工艺手段为一体，在

卧式车床上进行半精加工、精加工和超精加工，确保孔的尺寸精度、圆柱度和直

线度满足要求。

图3多功能深孔镗孔系统

1车床卡盘2刀体3多用途导向头4支架5前支撑架6镗杆7

后支撑架8车刀架9油箱、泵10托轮架11工件

4两端面圆周孔系加工制造难点及解决方案

左法兰24个φ135mm孔、右端面20个M72×3mm孔沿圆周均布，孔系

位置度公差≤φ0.5mm，且两端角度方位一致。由于两端圆周均布孔尺寸较大，若

深孔精加工后再进行端面孔加工，可能会因产生较大的变形量而影响深孔精度。

因此，深孔精加工前端面孔系需要粗加工，仅保