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

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

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

伺服電機的結構與特性

該電機具有全封閉自冷無刷結構，轉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，能夠使向機械傳熱的限度減到最小。電機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，伺服電機還具有以下特性：

1.必須能連續(xù)地進行頻繁的啟動、停止、制動、反向及微速運行，因運行條件異?？量蹋皂氂凶銐虻臋C械強度，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，結構的機械摩擦必須小，無論是磁的方面還是電的方面務必均勻一致。

4.電機本身的穩(wěn)定性必須好，轉速—轉矩特性是向下傾斜的，控制信號為零時，必須有制動轉矩。另外，正反轉特性務求一致。

5.控制性能必須好，產(chǎn)生的轉矩（轉速）與控制信號的比值應該大而穩(wěn)定，瞬時輸入較大信號時輸出應不飽和，務必有足夠的裕量。

6.可靠性必須高。

7.必須能充分地適應各種安裝位置和使用環(huán)境。

由于伺服電機的結構和以上特性決定了其加工工藝要比普通電機復雜得多，因此，通過研究N/G伺服電機的生產(chǎn)工藝，探討了轉子、定子和定轉子裝配這三大關鍵生產(chǎn)工藝的工藝方法。

轉子的加工工藝

由圖2可見，轉子是由轉子鐵芯、磁鋼、磁鋼墊、包復層、粘結劑和螺釘?shù)冉M成。

其加工工藝過程是：轉子鐵芯—磁鋼充磁—磁鋼粘結—涂膠包復—動平衡，從工藝上可看出磁鋼需充磁以后進行粘結，這就給磁鋼粘結帶來很大困難。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，粘結磁鋼時，第一層的四塊磁鋼較容易粘結，但粘結到第二層時，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定位置，為此，設計出如圖:的磁鋼粘結通用夾具，并利用普通鉆床進行粘結磁鋼。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)轉子的尺寸規(guī)格制作的，可以進行調(diào)換，因而該夾具有通用性），按轉子的規(guī)格尺寸選擇定位套、襯套和壓環(huán)，將轉子放在定位套上，定位套下是一單向推力軸承，轉子放上后可自由旋轉，這時即可進行磁鋼粘結。

首先將充磁完畢的磁鋼和轉子鐵芯表面上均勻涂抹GJ301膠，然后粘結第一層磁鋼，因轉子可旋轉，所以粘結時旋轉轉子即可在一固定工作位置進行粘結。粘結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，可進行第二層磁鋼粘結。

由圖可知，軸向兩塊磁鋼極性相同，互相排斥，因而粘結后不能馬上到位，要迅速將這四塊磁鋼粘結好，然后將上面的壓環(huán)通過下、中、上壓套壓下，轉動搖臂鉆床手柄，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。第二層磁鋼便粘結完畢。以后的幾層粘結方法類推。

粘結完畢后，將表面涂抹GJ301膠，再用無堿玻璃絲帶將轉子表面包復，轉子的加工便完成。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完成的。利用沖槽機沖片，可節(jié)省沖片的模具加工費用和生產(chǎn)周期，只需設計一個單槽沖模即可，因而沖槽機的應用特別適用于伺服電機的品種多及系列化的研制。沖片后需進行定子疊片，疊片時用疊片夾具，關鍵是保證疊片精度。疊片不齊將直接影響繞組下線和電機的外觀質(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度和定子外觀。因此，要求焊點一定平滑、均勻，在設計工藝時，改裝了一臺定子氬弧焊設備，使定子鐵芯能通過機械傳動達到勻速運動，保證了焊點的平滑和均勻。

定轉子的裝配工藝

由圖可知，轉子加工完畢后便具有了較大的磁性，如何將轉子裝入定子是要解決的關鍵問題，開始靠人手工裝配，由于轉子帶磁，裝配時定轉子馬上吸合在一起，靠人用力向里推，造成了轉子包復層劃破，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，設計出一套定轉子裝配通用夾具。見圖5，該夾具是利用63車床進行設計使用的。

其使用原理是：轉子的一端由前支撐套支撐，支撐套固定在車床卡盤上，轉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)）搖動走刀架將轉子平穩(wěn)、無接觸地裝入定子內(nèi)，定轉子裝配即完成，這樣既省力又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

結論

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

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