牽引電機(jī)定子在加工過程中，常采用焊接方式連接接線盒與機(jī)座、拉板與鐵心，而在焊接過程中容易產(chǎn)生內(nèi)部殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力值過大，會導(dǎo)致定子關(guān)鍵尺寸發(fā)生應(yīng)力變形，特別是定子兩端止口加工精度及同軸度，其變形結(jié)果會影響整個電機(jī)端蓋在定子上的裝配狀態(tài)，從而影響端蓋內(nèi)軸承的相對應(yīng)位置關(guān)系，最終影響整臺電動機(jī)工作性能。因此，消除焊接殘余應(yīng)力就成為很重要的一步過程。本文主要是介紹了超聲波去應(yīng)力技術(shù)在牽引電機(jī)加工工藝中的作用，對比分析其效果。
超聲波去應(yīng)力技術(shù)介紹
超聲沖擊通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)對金屬表面進(jìn)行大功率的超聲沖擊，由于高頻、高效、聚焦下的大能量沖擊物體表面，導(dǎo)致金屬表面壓縮塑性變形，物體表面微觀結(jié)構(gòu)更平滑，并產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應(yīng)力，使得金屬表面應(yīng)力場重新分布，殘余應(yīng)力值總體降低。
超聲波去應(yīng)力技術(shù)具有節(jié)能環(huán)保、作用區(qū)域集中、作業(yè)靈活等優(yōu)點(diǎn)。非常適合焊接結(jié)構(gòu)件局部去應(yīng)力操作。
方案制定
該型電機(jī)定子在加工過程中的焊接主要有機(jī)座和接線盒兩處焊縫，現(xiàn)有工藝是在焊接結(jié)束后進(jìn)行止口的加工，沒有進(jìn)行去應(yīng)力處理，止口加工后出現(xiàn)止口由于應(yīng)力釋放產(chǎn)生止口變形的現(xiàn)象，因此本研究在原工藝基礎(chǔ)上，在焊接結(jié)束后、止口加工前增加了超聲沖擊去應(yīng)力處理工序，
具體試驗方案如下：
a：壓圈去應(yīng)力退火——機(jī)座、接線盒焊接——加工止口——外圍面加工
b：壓圈去應(yīng)力退火——機(jī)座、接線盒焊接——超聲沖擊去應(yīng)力處理——加工止口——外圍面加工
試驗的實施
針對a、b兩種工藝方法，每種方法采用10個定子進(jìn)行試驗，定子加工過程中除b工藝中增加超聲沖擊去應(yīng)力處理外其余加工參數(shù)*全一樣，分別測量中止口的尺寸以及止口圓度。
試驗結(jié)果
兩種工藝下傳動端止口直徑尺寸和圓度測量結(jié)果的平均值如圖3，非轉(zhuǎn)動端止口直徑尺寸和圓度測量結(jié)果的平均值如圖4所示。
從圖中可以看出，在定子機(jī)座加工完成后與定子機(jī)座放置24h后止口圓度的變化量相對于剛加工完后與加工24h后的變化量很小，說明應(yīng)力釋放產(chǎn)生的變形得到了有效地降低，止口因應(yīng)力釋放所產(chǎn)生的變形已基本得到有效控制。
從圖中尺寸的變化可以看出，在原有工藝下，止口在加工完成之后，直徑以及圓度的變化量均較大，這是由于焊縫在沒有經(jīng)過消除應(yīng)力處理情況下殘余應(yīng)力較大，由應(yīng)力釋放產(chǎn)生的變形也較大。采用超聲波去應(yīng)力處理之后，和原有工藝相比，最終定子加工完成后的尺寸及圓度明顯小于剛加工之后的變化，表明對焊縫進(jìn)行超聲沖擊去應(yīng)力處理可以大大提高定子止口的加工精度，滿足工藝需求。
結(jié)語
本次實驗采用對比的方法，研究了增加超聲波去應(yīng)力處理程序后，牽引電機(jī)定子止口在加工完成后，其直徑及圓度隨時間的變化量，其結(jié)果表明：
1.定子止口加工放置24h后，直徑和圓度的變化量較小，止口因應(yīng)力釋放所產(chǎn)生的變形已基本有效地控制。
2.對焊縫進(jìn)行超聲波去應(yīng)力處理的方法，能夠減小定子止口加工后，其直徑和圓度由于殘余應(yīng)力釋放引起的變形，進(jìn)而提高牽引電機(jī)定子止口的加工精度。