交流永磁伺服電機(jī)是現(xiàn)代高科技產(chǎn)品，是集微電子技術(shù)、傳感技術(shù)和電機(jī)制造技術(shù)的最新發(fā)展成果于一體的高科技產(chǎn)品。

它主要應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等數(shù)控裝置中。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，作為其中的執(zhí)行元件之一—伺服電機(jī)將得到廣泛的應(yīng)用。伺服電機(jī)為三相永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，采用高磁能積永磁材料，具有大的功率重量比，動態(tài)響應(yīng)速度快，本身加工精度要求高等特點。

為此，伺服電機(jī)的加工工藝是必須解決的技術(shù)難題，只有研制出先進(jìn)合理的加工工藝，才能為伺服電機(jī)的批量生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)保證。

伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與特性

該電機(jī)具有全封閉自冷無刷結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子采用高磁能永磁材料—釹鐵硼制造，體現(xiàn)了體積小、重量輕的特點。

定子無外殼，使定子直接冷卻，能夠使向機(jī)械傳熱的限度減到最小。電機(jī)的后軸端可安裝無刷分解器和脈沖編碼器，通過伺服系統(tǒng)驅(qū)動器可得到高精度的速度控制及位置控制。

同時，伺服電機(jī)還具有以下特性：

1.必須能連續(xù)地進(jìn)行頻繁的啟動、停止、制動、反向及微速運(yùn)行，因運(yùn)行條件異常苛刻，所以須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并充分考慮到耐熱性及冷卻條件。

2.靈敏度必須高。

3.無效時間須短，結(jié)構(gòu)的機(jī)械摩擦必須小，無論是磁的方面還是電的方面務(wù)必均勻一致。

4.電機(jī)本身的穩(wěn)定性必須好，轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩特性是向下傾斜的，控制信號為零時，必須有制動轉(zhuǎn)矩。另外，正反轉(zhuǎn)特性務(wù)求一致。

5.控制性能必須好，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速）與控制信號的比值應(yīng)該大而穩(wěn)定，瞬時輸入較大信號時輸出應(yīng)不飽和，務(wù)必有足夠的裕量。

6.可靠性必須高。

7.必須能充分地適應(yīng)各種安裝位置和使用環(huán)境。

由于伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和以上特性決定了其加工工藝要比普通電機(jī)復(fù)雜得多，因此，通過研究N/G伺服電機(jī)的生產(chǎn)工藝，探討了轉(zhuǎn)子、定子和定轉(zhuǎn)子裝配這三大關(guān)鍵生產(chǎn)工藝的工藝方法。

轉(zhuǎn)子的加工工藝

由圖2可見，轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼、磁鋼墊、包復(fù)層、粘結(jié)劑和螺釘?shù)冉M成。

其加工工藝過程是：轉(zhuǎn)子鐵芯—磁鋼充磁—磁鋼粘結(jié)—涂膠包復(fù)—動平衡，從工藝上可看出磁鋼需充磁以后進(jìn)行粘結(jié)，這就給磁鋼粘結(jié)帶來很大困難。磁鋼的形狀為1/4軸瓦狀，充磁方向為徑向，材料為釹鐵硼。

磁鋼的粘結(jié)方式如圖3所示。

由圖3可知每層磁鋼有四塊，對稱的兩塊充磁方向一致，但軸向相鄰的兩塊磁鋼充磁方向也一致，粘結(jié)磁鋼時，第一層的四塊磁鋼較容易粘結(jié)，但粘結(jié)到第二層時，由于相鄰的兩塊磁鋼極性相同，充磁方向一致，所以相互排斥，用手很難將磁鋼推到預(yù)定位置，為此，設(shè)計出如圖:的磁鋼粘結(jié)通用夾具，并利用普通鉆床進(jìn)行粘結(jié)磁鋼。夾具的使用方法是：首先將夾具固定在搖臂鉆床上，使鉆床固定鉆頭的壓套對準(zhǔn)夾具的上壓套中心（圖4中的定位套、襯套和壓環(huán)是根據(jù)轉(zhuǎn)子的尺寸規(guī)格制作的，可以進(jìn)行調(diào)換，因而該夾具有通用性），按轉(zhuǎn)子的規(guī)格尺寸選擇定位套、襯套和壓環(huán)，將轉(zhuǎn)子放在定位套上，定位套下是一單向推力軸承，轉(zhuǎn)子放上后可自由旋轉(zhuǎn)，這時即可進(jìn)行磁鋼粘結(jié)。

首先將充磁完畢的磁鋼和轉(zhuǎn)子鐵芯表面上均勻涂抹GJ301膠，然后粘結(jié)第一層磁鋼，因轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)，所以粘結(jié)時旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子即可在一固定工作位置進(jìn)行粘結(jié)。粘結(jié)時注意徑向每相鄰的兩塊磁鋼極性相反。

粘好后，用軟銅帶加螺釘將其固定住，然后每塊磁鋼上放一磁鋼墊作為軸向兩磁鋼定位用，可進(jìn)行第二層磁鋼粘結(jié)。

由圖可知，軸向兩塊磁鋼極性相同，互相排斥，因而粘結(jié)后不能馬上到位，要迅速將這四塊磁鋼粘結(jié)好，然后將上面的壓環(huán)通過下、中、上壓套壓下，轉(zhuǎn)動搖臂鉆床手柄，即給上壓套施加一定的壓力，則四塊磁鋼靠壓環(huán)平行壓下后一同到位。磁鋼到位后，用軟銅帶將磁鋼固定住。第二層磁鋼便粘結(jié)完畢。以后的幾層粘結(jié)方法類推。

粘結(jié)完畢后，將表面涂抹GJ301膠，再用無堿玻璃絲帶將轉(zhuǎn)子表面包復(fù)，轉(zhuǎn)子的加工便完成。實驗證明，該工藝方法可以生產(chǎn)出合格的轉(zhuǎn)子。

定子的加工工藝

由圖8可見，定子是無外殼的，定子疊片后用螺栓先將定子端環(huán)和定子片連接在一起。然后在定子鐵芯上的四個溝槽上進(jìn)行焊接，將定子端環(huán)和定子片焊接在一起成為一體。定子的主要加工工藝有：定子片的沖槽、定子鐵芯的疊片和定子鐵芯的焊接。沖片是利用高速沖槽機(jī)完成的。利用沖槽機(jī)沖片，可節(jié)省沖片的模具加工費用和生產(chǎn)周期，只需設(shè)計一個單槽沖模即可，因而沖槽機(jī)的應(yīng)用特別適用于伺服電機(jī)的品種多及系列化的研制。沖片后需進(jìn)行定子疊片，疊片時用疊片夾具，關(guān)鍵是保證疊片精度。疊片不齊將直接影響繞組下線和電機(jī)的外觀質(zhì)量。疊片時，利用中心孔和定子槽精確定位，保證了疊片精度。定子鐵芯的焊接質(zhì)量將直接影響定子鐵芯的強(qiáng)度和定子外觀。因此，要求焊點一定平滑、均勻，在設(shè)計工藝時，改裝了一臺定子氬弧焊設(shè)備，使定子鐵芯能通過機(jī)械傳動達(dá)到勻速運(yùn)動，保證了焊點的平滑和均勻。

定轉(zhuǎn)子的裝配工藝

由圖可知，轉(zhuǎn)子加工完畢后便具有了較大的磁性，如何將轉(zhuǎn)子裝入定子是要解決的關(guān)鍵問題，開始靠人手工裝配，由于轉(zhuǎn)子帶磁，裝配時定轉(zhuǎn)子馬上吸合在一起，靠人用力向里推，造成了轉(zhuǎn)子包復(fù)層劃破，定子變形及工人手指被擠破等問題的出現(xiàn)，產(chǎn)品的質(zhì)量也很難得到保證。

根據(jù)工藝要求及手工裝配出現(xiàn)的問題，設(shè)計出一套定轉(zhuǎn)子裝配通用夾具。見圖5，該夾具是利用63車床進(jìn)行設(shè)計使用的。

其使用原理是：轉(zhuǎn)子的一端由前支撐套支撐，支撐套固定在車床卡盤上，轉(zhuǎn)子的另一端靠后支撐套支撐，后支撐套尾部按尾座頂尖錐度配做。

然后將尾座頂出最大位置，將轉(zhuǎn)子支撐起來，同時將夾具底座固定在走刀架上，底座上有固定面板和可調(diào)面板（可調(diào)面板和支撐套是根據(jù)定子尺寸規(guī)格確定的），然后將定子固定在兩面板之間（見圖)）搖動走刀架將轉(zhuǎn)子平穩(wěn)、無接觸地裝入定子內(nèi)，定轉(zhuǎn)子裝配即完成，這樣既省力又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)論

1.子粘磁鋼夾具具有合理性及實用性，完全能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

2.定子的加工方法準(zhǔn)確、可靠，氬弧焊的方法經(jīng)濟(jì)適用，可滿足批量生產(chǎn)的需要。

3.定轉(zhuǎn)子裝配工藝方案合理、適用。完全可滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。