一種精密永磁同步伺服電機(jī)定子機(jī)加工裝設(shè)計

摘 要：介紹了一種稀土永磁同步電機(jī)精密定子的機(jī)械加工工裝的設(shè)計，電機(jī)定子的尺寸公差和形位公差對電機(jī)的質(zhì)量至關(guān)重要，采用液壓工裝漲緊套固定設(shè)計一次裝夾加工完成，裝夾力穩(wěn)定，減少了定子內(nèi)孔的變形，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，保證了定子的精度和電機(jī)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：稀土永磁同步電機(jī)；定子；漲緊套；液壓油缸；拉桿；滑套

引言

隨著伺服技術(shù)越來越成熟，越來越多的場合選擇伺服電機(jī)，高的功率密度，優(yōu)越的啟停性能和調(diào)速性能，作為伺服電機(jī)的關(guān)鍵核心部件定子精度尤為重要，對電機(jī)的噪音、振動、諧波轉(zhuǎn)矩影響很大。因而如何保證定子鐵心和定子外殼止口車削后的形位公差質(zhì)量尤為重要。

1 電機(jī)結(jié)構(gòu)分析

永磁同步電機(jī)采用的稀土釹鐵硼轉(zhuǎn)子，定轉(zhuǎn)子的氣隙必須均勻才能保證電機(jī)的噪音、振動、轉(zhuǎn)矩脈動等性能，定轉(zhuǎn)子的通過高速沖和自動疊壓模具成型，精度有保證，如下圖，但必須保證定子與前后端蓋連接的止口和定子內(nèi)圓的同軸度要求控制在0.002mm，因為轉(zhuǎn)子靠安裝支撐于在前后端蓋的軸承內(nèi)孔定位，如果和定子同軸度控制不好，定轉(zhuǎn)子之間的氣隙就不均勻，轉(zhuǎn)配的整機(jī)質(zhì)量無法保證。

2 關(guān)鍵定子止口加工工藝

成型的硅鋼片經(jīng)過高速沖床高速沖后的自動疊壓成定子，在定子槽型里面嵌好線，經(jīng)過線圈繞制后、通過真空絕緣處理后的定子毛坯，要機(jī)械加工后才能裝配，車削定子止口和定子前后配合端面，通常以鐵心內(nèi)孔定位車出定子止口，傳統(tǒng)的工藝工裝用一般的三爪自定心卡盤裝夾、或用手動漲套預(yù)緊，涉及到鐵心變形、和調(diào)頭二次裝夾的問題，工人勞動強(qiáng)度大的問題，同軸度無法保證，定子本身有一定重量，工人在裝夾和車削時費時費力。

經(jīng)過對該類型定子的結(jié)構(gòu)分析，以及伺服電機(jī)定子的操作裝配經(jīng)驗，采用液壓油缸通過拉桿傳遞壓力夾緊的方式，以定子內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，在原有的一臺CK6150的數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行專用工裝設(shè)計，因此設(shè)計了如下工裝結(jié)構(gòu)，通過油缸提供動力，變徑套轉(zhuǎn)接機(jī)床主軸錐孔和芯軸，拉桿拉動拉環(huán)前進(jìn)和后退，滑套定位，帳套變形預(yù)緊的方式對定子進(jìn)行固定，達(dá)到一次裝夾一次加工完成，無需調(diào)頭車削，提高了加工效率，工人省時省力，保證了止口和定子內(nèi)孔的通過同軸度，止口對端面的跳動公差要求，通過尾端的尾座頂針加強(qiáng)加工的剛性，對整機(jī)的裝配性能有很大的提升。

同時在工裝兩端增加繞組保護(hù)蓋，防止在加工過程中的鋁合金屑附在繞組上，損傷電機(jī)定子繞組的絕緣性能，對電機(jī)質(zhì)量有隱患。

該工裝設(shè)計時考慮了電機(jī)系列化定子加工通用化，可以適應(yīng)該機(jī)座型號不同功率型號的電機(jī)定子加工的特點，節(jié)省了制造費用和拆卸工時。

3 結(jié)束語

本文介紹了一種永磁同步電機(jī)定子機(jī)械加工止口的工裝設(shè)計方案，該裝夾結(jié)構(gòu)特點 裝夾方便、夾緊力可調(diào)、液壓力穩(wěn)定，核心零件的彈性套筒要求很好的剛性、耐磨性、恢復(fù)性。采用的65Mn ，經(jīng)過筆者公司的多年使用，效果一直比較理想，解決了該類型定子加工難精度難保證的、費時費力的難題，值得在同行業(yè)推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]陳世坤.電機(jī)設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[2]電機(jī)工程手冊——電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計篇[Z].

[3]方曰杰.電機(jī)制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

[4]王秀和.永磁電機(jī)[M].北京：中國電力出版社，2011.

[5]電機(jī)工程手冊編委會.機(jī)械工程手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

[6]機(jī)械零件設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

作者簡介：張小明，本科，中級工程師，從事電機(jī)研發(fā)與設(shè)計工作。