换向器转子定位工装的制作方法

1.本实用新型涉及换向器电机加工设备技术领域，特别是涉及一种换向器转子定位工装。


背景技术：

2.换向器转子作为换向器电机的重要部分，包括转轴、套设于转轴上的转子铁芯及设置于转子铁芯上的转子绕组。在换向器转子加工过程中，其中一个很重要的工序就是对转子铁芯的表面进行车削加工。而在对转子铁芯进行车削加工之前，通常会将转轴夹持在两个车床顶尖之间，或者是将转轴卡紧在相互配合卡爪与车床顶尖之间，以实现换向器转子在车床上的定位。
3.但是，由于在车削加工过程中，车床上的车刀会对转子铁芯的表面施加一个很大的车削力，而在该车削力作用下，换向器转子很容易发生转动或者卡爪抓伤转轴表面的情况，故换向器转子在车床上的传统定位方式，使得换向器转子加工过程中的良品率较低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种可提高换向器转子加工过程中良品率的换向器转子定位工装。
5.一种换向器转子定位工装，包括挡杆及限位件；
6.所述挡杆用于安装在车床前顶尖上，并伸出于所述车床前顶尖的表面；
7.所述限位件包括定位套及限位爪；所述定位套为两端开口的中空结构；
8.所述定位套包括限位管及与所述限位管同轴连接的定位筒；所述限位管的内壁开设有限位卡槽；所述限位卡槽的一端开口位于所述限位管背离所述限位管一端的端面上；所述定位筒的内径沿背离所述限位管的方向逐渐增大；
9.所述限位爪的一端设置于所述定位筒背离所述限位管的一端；所述限位爪用于在所述定位筒套在所述车床前顶尖上时抵靠在所述挡杆上，并能够随所述挡杆沿所述限位管的周向转动。
10.在其中一些实施例中，所述挡杆一端的外壁形成有外螺纹；所述挡杆具有外螺纹的一端用于螺接于所述车床前顶尖上。
11.在其中一些实施例中，所述限位卡槽为矩形凹槽；所述限位卡槽沿所述限位管的中轴线方向延伸。
12.在其中一些实施例中，所述限位卡槽的延伸方向与所述限位管的中轴线方向一致；在所述限位管的中轴线方向上，所述限位卡槽的长度与所述限位管的长度相同。
13.在其中一些实施例中，所述限位卡槽为多个；多个所述限位卡槽沿所述定位管的周向间隔设置。
14.在其中一些实施例中，所述定位筒内壁的锥度为60度。
15.在其中一些实施例中，所述限位爪的内壁设置有加强筋；所述加强筋的延伸方向
与所述限位爪的延伸方向一致。
16.在其中一些实施例中，所述限位管、所述定位筒及所述限位爪为一体成型结构。
17.上述换向器转子定位工装，当需要对转子铁芯进行车削加工之前，将挡杆安装于车床前顶尖上；将定位管套在换向器转子中转轴的一端，并使转轴上的卡键卡入限位卡槽内；之后再将定位筒套在车床前顶尖上，并使限位爪抵靠在挡杆上，然后再利用车床后顶尖顶住转轴的另一端，以实现换向器转子在车床上的定位。当车床对转子铁芯进行车削加工时，转动的车床前顶尖会带动挡杆转动，挡杆会通过限位爪带动限位件转动，而限位卡槽与转子上的卡键相互配合，以使转轴随着限位件转动，由此，即使车削加工过程中车刀对转子铁芯的表面施加了很大的车削力，或者换向器转子在车床前顶尖和车床后顶尖之间的卡紧效果不是很好，换向器转子也不容易发生转动，降低了转子铁芯在车削加工后的不合格率，提高了换向器转子加工时的良品率。
附图说明
18.图1为本实用新型一实施例中的换向器转子定位工装在车床上应用时的状态示意图；
19.图2为图1所示换向器转子定位工装在车床上应用时的状态示意图的局部放大图；
20.图3为图2所示换向器转子定位工装中限位件的结构示意图；
21.图4为图3所示限位件的主视图；
22.图5为图4所示限位件的剖视图。
23.标号说明：100、换向器转子定位工装；110、挡杆；120、限位件；121、定位套；1211、限位管；1212、定位筒；1213、限位卡槽；122、限位爪；123、加强筋；200、车床；210、车床前顶尖；220、车床后顶尖；230、车刀。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。
27.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
28.此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘
制，而不一定按照真实比例绘制。
29.正如背景技术中所述，换向器转子包括转轴、转子铁芯及转子绕组，转子铁芯套设于转轴上并与转轴传动连接，转子绕组设置于转子铁芯上。在换向器转子加工过程中，为了满足设计要求，需要对转子铁芯进行车削加工。而在车削加工之前，需要先将换向器转子装夹并定位在车床上。现有技术中，通常会将转轴夹持在两个车床顶尖之间，或者是将转轴卡紧在相互配合的卡爪与车床顶尖之前，以实现换向器转子在车床上的定位。由于在车削加工过程中，车床的车刀会给转子铁芯施加一个很大的车削力，换向器转子在该车削力的作用下很容易发生转动，从而影响了转子铁芯的加工质量。为了提高转子铁芯的加工质量，提高产品的良品率，申请人提出了一种换向器转子定位工装。
30.图1示出了本实用新型一实施例中换向器转子定位工装的结构示意图。为了便于描述，附图仅示出了与本实用新型实施例相关的结构。上述换向器转子定位工装用于辅助完成对换向器转子(图未示)中转子铁芯(图未示)的车削加工。
31.其中，上述换向器转子定位工装100可以与车床200或者加工中心等能够进行车削加工的设备配合以完成对转子铁芯表面的车削加工。在实用新型中主要以换向器转子定位工装100在车床200上的应用为例进行说明。
32.请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的换向器转子定位工装100包括挡杆110及限位件120。
33.挡杆110用于安装在车床前顶尖210上，并伸出于车床前顶尖210的表面。挡杆110可以为光杆、螺纹杆、花纹杆等，挡杆110的一端可以通过焊接、卡接、螺接等方式安装在车床前顶尖210上。
34.具体的，挡杆110一端的外壁形成有外螺纹。挡杆110具有外螺纹的一端用于螺接于车床前顶尖210上。在实际使用过程中，车床前顶尖210上开设有螺纹孔，挡杆110具有外螺纹的一端穿设并螺接于螺纹孔内，以使挡杆110与车床前顶尖210之间实现可拆卸地连接。
35.请一并参阅图3及图4，限位件120包括定位套121及限位爪122。定位套 121为两端开口的中空结构。定位套121包括限位管1211及与限位管1211同轴连接的定位筒1212。限位管1211的内壁开设有限位卡槽1213。限位卡槽1213 的一端开口位于限位管1211背离限位管1211一端的端面上。限位卡槽1213可以为矩形槽、梯形槽、弧形槽等。
36.请一并参阅图5，定位筒1212的内径沿背离限位管1211的方向逐渐增大。由此，定位筒1212的内壁呈喇叭形。
37.具体的，定位筒1212内壁的锥度为60度。其中，锥度是指定位筒1212内壁两端底圆的直径差与定位筒1212长度之比值。在现有的车削加工设备中，车床前顶尖210的度数通常为60度，故而将定位筒1212内壁的锥度设置为60度，以保证定位筒1212套在车床前顶尖210上时，定位筒1212的内壁与车床前顶尖210之间的贴合度较高，以保证车削加工过程中换向器转子的定位稳定性较高，进而可保证转子铁芯的车削加工质量也较高。
38.限位爪122的一端设置于定位筒1212背离限位管1211的一端。限位爪122 用于在定位筒1212套在车床前顶尖210上时抵靠在挡杆110上，并能够随挡杆 110沿限位管1211的周向转动。限位爪122可以通过焊接、螺接、卡接等拼接的方式固定在定位筒1212上，也可以通过浇铸等一体成型的方式与定位筒1212 形成一体成型结构。限位爪122可以为一个，也
可以为多个。当限位爪122为多个时，多个限位爪122沿限位管1211的周向间隔设置于定位筒1212背离限位管1211的一端。
39.为了便于理解，以下对利用换向器转子定位工装100将换向器转子装夹定位在车床200上的过程进行简单说明。再次强调，换向器转子包括转轴、套设于转轴上的转子铁芯及设置于转子铁芯上的转子绕组。
40.(1)将挡杆110的一端安装在车床200上的车床前顶尖210上；
41.(2)将转轴的一端穿入到限位管1211内，并使转轴上的卡键卡入到限位键槽内，从而可实现换向器转子与限位件120之间的连接；
42.(3)将定位筒1212套在车床前顶尖210上，并保证限位爪122可以抵靠在挡杆110上；
43.(4)移动车床后顶尖220，直至车床后顶尖220顶住转轴远离限位件120 的一端，以将转轴夹紧在车床前顶尖210和车床后顶尖220之间，从而可实现换向器转子在车床200上的装夹定位。
44.当车床200对转子铁芯进行车削加工时，转动的车床前顶尖210会带动挡杆110转动，挡杆110会通过限位爪122带动限位件120转动，而限位卡槽1213 与转轴上的卡键相互配合，以使转轴随着限位件120转动，故此挡杆110与限位爪122配合，以对限位件120在车床前顶尖210上的周向位置起限位作用，限位卡槽1213与转轴上的卡键相互配合，以对转轴在限位件120上的周向位置起限位作用。因此，即使车削加工过程中车刀230对转子铁芯的表面施加了很大的车削力，或者换向器转子在车床前顶尖210和车床后顶尖220之间的卡紧效果不是很好，换向器转子也不容易相对于车床前顶尖210发生转动，降低转子铁芯在车削加工过程中的不合格率，故上述换向器转子定位工装100的使用提高了换向器转子加工时的良品率。
45.请再次参阅图3，在一些实施例中，限位卡槽1213为矩形凹槽。限位卡槽 1213沿限位管1211的中轴线方向延伸。由此，限位卡槽1213为沿限位管1211 中轴线方向延伸的呈长条形的矩形凹槽，相对于其他形状的凹槽(例如梯形槽、弧形槽等)，矩形凹槽的加工更为简单，进而使得上述换向器转子定位工装100 的加工较为简单。而且，在换向器电机中，为了保证转轴与其他部件的传动效果，通常会在转轴上设置平键等，而将限位卡槽1213设置为矩形凹槽，则可保证限位卡槽1213与转轴上卡键之间的卡持效果。
46.当然，在其他一些实施例中，为了配合转轴上卡键的形状，限位卡槽1213 还可以设置成三角形凹槽、弧形凹槽等，只要能使转轴上的卡键可以在限位凹槽内卡持即可。
47.请再次参阅图5，在一些实施例中，限位卡槽1213的延伸方向与限位管1211 的中轴线方向一致。由此，限位卡槽1213为一个呈长条形的凹槽。在限位管1211 的中轴线方向上，限位卡槽1213的长度与限位管1211的长度相同。由此，限位卡槽1213为一个沿限位管1211中轴线方向贯通限位管1211的凹槽，故而在将换向器转子装夹到车床200上时，转轴设置有卡键的一端穿入定位筒1212内，并能够顶在车床前顶尖210上，此时转轴两端的端部可分别顶在车床前顶尖210 和车床后顶尖220上，进一步提高了换向器转子在车床200上的装夹稳定性。
48.在一些实施例中，限位卡槽1213为多个。多个限位卡槽1213沿定位管的周向间隔设置。需要说明的是，多个是指大于1的数量。当限位卡槽1213为多个时，具有多个卡键的转
轴可以穿入限位管1211内，此时限位管1211可对具有多个卡键的转轴实现周向限位。此处，多个卡键可以为多个单独的平键，也可以为设置于转轴上的花键。因此，每个定位槽的形状大小与转轴上的每个卡键的形状大小相匹配，多个定位卡槽的排布方式与多个卡键在转轴上的排布方式相关联。
49.请再次参阅图3及图4，在一些实施例中，限位爪122的内壁设置有加强筋 123。加强筋123的延伸方向与限位爪122的延伸方向一致。具体的，加强筋123 的一端延伸至与定位筒1212连接。由此，加强筋123的设置，可增加限位爪122 的强度，以降低限位爪122在长时间使用后发生断裂、变形等情况的概率，可延长限位件120的使用寿命，进而使得上述换向器转子定位工装100的使用寿命也较长。
50.在一些实施例中，限位管1211、定位筒1212及限位爪122为一体成型结构。具体的，加强筋123与限位爪122之间一体成型。一体成型结构为一次性成型的结构，故将限位管1211、定位筒1212、限位爪122及加强筋123设置为一体成型结构，使得限位管1211、定位筒1212、限位爪122及加强筋123之间的连接更为牢固，而且一次性成型的工艺可简化限位件120的加工工艺。
51.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。