多軸鉆床在電動機加工上的應用

多軸鉆床是一種新型的孔加工設備，能夠一次性把幾個乃至十幾二十個孔或螺紋加工出來。可自動進行快進、工進（工退）、快退、停止。多軸鉆床采用一體式結構，多軸鉆床床身、立柱、機頭等采用鑄造工藝鑄成，液壓進給，機頭移動采用矩形導軌，極其堅固耐用，運行平穩，在大大提高加工效率的同時，整體的剛性，穩定性都十分優秀。

圖1-1 電機外殼及端蓋

電機外殼、端蓋、電機殼等電機配件上一般上布有多孔，用于連接裝配，一般采用搖臂鉆、臺鉆等加工，加工效率和精度完全看工人手藝。隨著人力成本逐漸增高，勞動強度加大，招工也愈發困難，而多軸鉆床可以減少人力投入的同時提高加工效率，極大的滿足各大電機廠家的需求。

電機殼鉆孔

現在以電機殼加工為例，講解多軸鉆床在電動機加工上的應用。

圖1-2 電機殼

電機殼上有螺紋孔用于裝配，需進行鉆孔及攻絲加工。本案例中使用的多軸機床是ZK5223*12/4Y數控立式多軸鉆床和SK5213*12/4數控立式多軸攻絲機。

圖1-3 ZK5213數控立式多軸鉆床

ZK系列多軸鉆床增加觸摸屏，采用歐姆龍PLC控制，光柵尺精密控制進給深度，進給動力可用液壓進給或伺服絲桿進給，操作界面簡單易用。采用深孔加工程序，可多段進給多次排屑，實現深孔加工。剛性好、動力足，在滿足主軸最小中心距離后，在鉆孔面積內孔距任意可調。可以切削HRC35以下黑色金屬，切削鑄鐵及有色金屬時更能發揮它的優點。鉆床堅固耐用，性能穩定可靠，使用壽命長。

圖1-4 電機殼鉆孔加工前后對比圖

產品型號：ZK5213*12/4Y     加工孔徑：φ5/φ6.7mm孔     加工孔深：20mm      加工孔數：4個     加工時間：10

電機殼攻絲

圖1-5 SK5213數控立式多軸攻絲機

SK系列數控多軸攻絲機，采用新型主軸伺服電機，使機床主軸轉速更高，可增加可以的伺服工作臺，實現多工位間的聯動。采用伺服絲桿進給，光柵尺精密控制進給深度。采用浮動攻絲，通孔可重復攻絲不斷牙，螺紋的螺距可自由設定，滿足各國常用螺紋加工。剛性好、動力足，在滿足主軸最小中心距離后，在鉆孔面積內孔距任意可調。可以切削HRC35以下黑色金屬，切削鑄鐵及有色金屬時更能發揮它的優點。鉆床堅固耐用，性能穩定可靠，使用壽命長。

圖1-6 電機殼攻絲加工前后對比圖

電機簡介

電動機：也稱電機（俗稱馬達），在電路中用字母“M”（舊標準用“D”）表示。電動機是把電能轉換成機械能的設備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產生旋轉磁場并作用于轉子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統中的電動機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是異步電機（電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速）。電動機主要由定子與轉子組成，通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉動。

圖2-1 電動機

在機械、冶金、石油、煤炭、化學、航空、交通、農業以及其他各種工業中，電動機被廣泛地應用著。隨著工業自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機作為自動化系統的元件，人造衛星的自動控制系統中，電機也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫療及日常生活中(現代化的家電工業中)電動機也愈來愈廣泛地應用起來。

電機分類

1.按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。

（1）直流電動機按結構及工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。

圖2-2 直流電動機

有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。

電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。

永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

（2）其中交流電機還可劃分：單相電機和三相電機。

圖2-3 交流電動機

2.按結構和工作原理可劃分：可分為異步電動機、同步電動機。

（1）同步電機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。

圖2-4 同步電動機結構圖

（2）異步電機可劃分：感應電動機和交流換向器電動機。

圖2-5 三相異步電動機機結構圖

感應電動機可劃分：三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。

交流換向器電動機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。

3.按起動與運行方式可劃分：電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。

4.按用途可劃分：驅動用電動機和控制用電動機。

（1）驅動用電動機可劃分：電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其他通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀器等）用電動機。

（2）控制用電動機又劃分：步進電動機和伺服電動機等。

5.按轉子的結構可劃分：籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。

鼠籠式轉子鐵心和繞組結構示意圖

圖2-6 三相繞線型轉子結構示意圖

6.按運轉速度可劃分：高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。

調速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。

異步電動機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的同步轉速。

同步電動機的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。

各類電機主要用途

3.1、伺服電動機

伺服電動機廣泛應用于各種控制系統中，能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量，拖動被控制元件，從而達到控制目的。

圖2-7 伺服電機

伺服電動機有直流和交流之分，最早的伺服電動機是一般的直流電動機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電動機。直流伺服電動機從結構上講，就是小功率的直流電動機，其勵磁多采用電樞控制和磁場控制，但通常采用電樞控制。

3.2、步進電動機

步進電動機主要應用在數控機床制造領域，由于步進電動機不需要A/D轉換，能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移，所以一直被認為是最理想的數控機床執行元件。

圖2-8 步進電機

除了在數控機床上的應用，步進電機也可以用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅動器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中。

3.3、力矩電動機

力矩電動機具有低轉速和大力矩的特點。一般在紡織工業中經常使用交流力矩電動機，其工作原理和結構和單相異步電動機的相同。

圖2-9 力矩電機

3.4、開關磁阻電動機

開關磁阻電動機是一種新型調速電動機，結構極其簡單且堅固，成本低，調速性能優異，是傳統控制電動機強有力競爭者，具有強大的市場潛力。

圖2-10 開關磁阻電動機

3.5、無刷直流電動機

無刷直流電動機的機械特性和調節特性的線性度好，調速范圍廣，壽命長，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問題，所以這種電動機在控制系統中有很大的應用。

圖2-11 無刷直流電動機

3.6、直流電動機

直流電動機具有調速性能好、起動容易、能夠載重起動等優點，所以直流電動機的應用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現以后。

圖2-12 直流電動機

3.7、異步電動機

異步電動機具有結構簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質量較小，成本較低等優點。異步電動機主要廣泛應用于驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重卷揚設備、礦山機械、輕工機械、農副產品加工機械等大多數工農生產機械以及家用電器和醫療器械等。

圖2-13 異步電動機

在家用電器中應用比較多，例如電扇、電冰箱、空調、吸塵器等。

3.8、同步電動機

同步電動機主要用于大型機械，如鼓風機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設備或者充當控制元件。其中三相同步電動機是其主體。此外，還可以當調相機使用，向電網輸送電感性或者電容性無功功率。

圖2-14 同步電動機