CN103762757B - 伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电机技术领域，公开了一种伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法。伺服电机铁芯包括分块式铁芯，分块式铁芯的外周壁设置有用于供工装定位的定位槽，各定位槽对应的圆心在同一圆周上。所述伺服电机铁芯工装包括座体、中心轴、压杆和套环。制造方法包括如下步骤，将外周壁具有定位槽的分块式定子铁芯安放于座体并使分块式定子铁芯的内周壁贴于所述中心轴，各压杆分别卡入各分块式定子铁芯的定位槽，将套环同时套于各所述压杆并向下按压套环，使各分块式定子铁芯对中靠紧并进行焊接。本发明提供的伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法，其电机铁芯成圆效果佳，利于提高电机的齿槽转矩等关键性能，电机综合性能高。

Description

伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法。

背景技术

随着市场竞争的越来越激烈，成本低、性能优良的电机逐渐成为市场主流。现有电机的定子铁芯结构以及分块式铁芯的成圆方法很多，铁芯结构有整圆的、条形的和分块式的。定子铁芯结构和成圆方法的好坏，直接关系到了电机成本的高低和性能的优劣，分块式定子铁芯结构具有成本低的优点，正在被越来越多的电机厂采用，但分块式定子铁芯面临的问题是成圆后内圆圆度增大，使电机的齿槽转矩等关键性能劣化，电机综合性能低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法，其伺服电机铁芯成圆效果佳，利于提高伺服电机的齿槽转矩等关键性能，电机综合性能高。

本发明的技术方案是：一种伺服电机铁芯，包括至少两个分块式铁芯，各所述分块式铁芯沿周向排列并固定连接，所述分块式铁芯的外周壁设置有用于供工装定位的定位槽，所述定位槽关于所述定位槽的中线对称设置。

可选地，所述定位槽呈弧形，各所述定位槽对应的圆心在同一圆周上。

可选地，所述分块式铁芯的内周壁呈弧状，所述圆周对应的圆心与所述分块式铁芯弧状内周壁所对应的圆心重合。

可选地，所述定位槽的底部设置有缺口槽。

本发明还提供了一种伺服电机铁芯工装，包括座体、用于与若干分块式铁芯内周壁贴合的中心轴、用于压紧于所述分块式铁芯的压杆和用于定位压杆的套环，所述中心轴的一端连接于所述座体，所述压杆的一端连接于所述座体，所述套环套于所述压杆。

可选地，所述座体上开设有用于供所述中心轴插入的安装孔，所述中心轴为台阶轴，其台阶面与所述座体相贴。

可选地，所述座体上开设有用于供所述压杆插入的定位孔。

可选地，所述座体与所述压杆之间设置有止转结构。

可选地，所述压杆呈圆柱状，所述止转结构为设置于所述压杆两侧的平面和所述定位孔两侧的平面。

可选地，所述座体包括固定座和底座，所述底座固定连接或一体成型于所述固定座的下端，所述固定座上设置有用于放置所述分块式铁芯的槽位。

可选地，所述套环呈圆环状。

本发明还提供了一种伺服电机铁芯的制造方法，包括如下步骤，提供连接一座体的压杆、中心轴及环套于压杆的套环，将外周壁具有定位槽的分块式定子铁芯安放于所述座体并使所述分块式定子铁芯的内周壁贴于所述中心轴，各分块式定子铁芯沿周向相邻排布，各所述压杆分别卡入各所述分块式定子铁芯的定位槽，将套环同时套于各所述压杆并向下按压所述套环，使各分块式定子铁芯对中靠紧，焊接相邻的分块式定子铁芯。

可选地，在将所述分块式定子铁芯安放于所述座体上之前，可将所述分块式定子铁芯装上绝缘框架，并进行绕线，于焊接完成后，可将套环向上取出，并拔出压杆。

本发明提供的伺服电机铁芯、伺服电机铁芯工装及制造方法，其在满足伺服电机综合性能的前提下，将铁芯设计为分块式铁芯，可以降低伺服电机的成本；由于定位槽的结构，可以使压杆和分块式铁芯能够紧密配合，当用力压套环时，由于套环内部的圆度较小，套环对压杆施加的力可以均匀地分布在压杆上，压杆与分块式铁芯接触的部位也为圆弧结构，这样压杆对分块式铁芯施加的力也是均匀分布的，同时，分块式铁芯的内部有一圆度较为精确的中心轴相支撑，从而可以得到内圆圆度较好的定子铁芯，伺服电机的齿槽转矩等关键性能佳，伺服电机综合性能高，而且成本低，操作简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1(a)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯中分块式铁芯的主视图；

图1(b)是图1中分块式铁芯的左视图；

图2是本发明实施例提供的伺服电机铁芯的主视图；

图3是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装的半剖示意图；

图4是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装的俯视图；

图5(a)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中固定座的主视图；

图5(b)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中固定座的剖面图；

图6(a)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中底座的主视图；

图6(b)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中底座的剖面图；

图7(a)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中压杆的主视图；

图7(b)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中中心轴的主视图；

图8(a)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中套环的主视图；

图8(b)是本发明实施例提供的伺服电机铁芯工装中套环的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1～图4所示，本发明实施例提供的一种伺服电机铁芯，包括至少两个分块式铁芯11，各分块式铁芯11沿周向排列并固定连接，具体应用中，可以通过焊接的方式将各分块式铁芯11连接为一个整体的电机铁芯。分块式铁芯11的外周壁设置有用于供工装定位的定位槽111，定位槽111作为工艺槽，用于分块式铁芯11的定位，定位槽111作为分块式铁芯11成圆时的基准。本实施例中，可将工装的压杆5定位于定位槽111，可以采用套环7使压杆5对中靠拢。定位槽111可呈弧形，定位槽111关于定位槽111的中线110对称设置，套环7对压杆5施加的力可以均匀地分布在压杆5上，压杆5与铁芯接触的部位也为圆弧结构，这样压杆5对铁芯施加的力也是均匀分布的，同时，铁芯的内部可设置有一圆度较为精确的中心轴6相支撑，从而可以得到内圆圆度好的定子铁芯，这样，通过在分块式铁芯11的外周壁设置定位槽111，利于使分块式铁芯11可以精确对中，可使该伺服电机铁芯成圆后的内圆圆度控制在0.03mm以下，从而保证了伺服电机的综合性能。

具体地，各定位槽111对应的圆心在同一圆周上；分块式铁芯11的内周壁呈弧状，圆周对应的圆心与分块式铁芯11弧状内周壁所对应的圆心重合。这样，可采用呈圆形排列的压杆5卡于定位槽111内，压杆5的表面具有与定位槽111形状匹配的外形，以便于使各分块式铁芯11可以对中靠拢，无需采用气缸等挤压分块式铁芯11，而且由于各定位槽111对应的圆心在同一圆周10上，且圆周10对应的圆心与分块式铁芯11弧状内周壁所对应的圆心重合，该成圆方法使铁芯有着自动对心的效果，由于压杆5的结构和定位槽111的结构可以使压杆5和铁芯能够紧密配合，可以通过套环7等构件使各压杆5向定子铁芯的中心靠拢，以套环7为例，当用力压套环7时，由于套环7内部的圆度较小，套环7对压杆5施加的力可以均匀地分布在压杆5上，压杆5与铁芯接触的部位也为圆弧结构，这样压杆5对铁芯施加的力也是均匀分布的，同时，铁芯的内部可设置有一圆度较为精确的中心轴6相支撑，从而可以得到内圆圆度好的定子铁芯，这样，通过在分块式铁芯11的外周壁设置定位槽111，利于使分块式铁芯11可以精确对中，可使该电机铁芯成圆后的内圆圆度控制在0.03mm以下，从而保证了电机的综合性能。

具体地，如图1～图4所示，每个分块式铁芯11可以仅设置有一个定位槽111，且该定位槽111关于分块式铁芯11中心线10对称。本实施例中，分块式铁芯11设置有12块。定位槽111的底部设置有缺口槽112，缺口槽112可以呈矩形或弧形等形状，缺口槽112关于分块式铁芯11的中线110对称，该缺口的作用主要是在成圆时，使压杆5的弧顶有悬空位置，压杆5与铁芯有着更大的接触面，从而铁芯与压杆5可以紧密配合，在铁芯成圆时，当压杆5对铁芯施加外力时，可以使12个分块式铁芯11受力均匀对称，同时向中心轴6棒挤压，最终可得到内圆圆度较小的铁芯，能有效保证分块式铁芯11成圆后内圆的圆度，进一步提高了电机的性能。具体应用中，分块式铁芯11上绕设有绕组，且装上有绝缘框架。

具体地，如图1～图4所示，分块式铁芯11可由多片冲片堆叠而成。分块式铁芯11上下两端的平行度小于0.03mm。冲片可采用冲压模具成型，成型效率高。

具体地，如图1～图4所示，分块式铁芯11的两侧设置有与相邻分块式铁芯11插接配合的凸凹配合定位结构。凸凹配合定位结构包括位于分块式铁芯11一侧的凸起部113，位于分块式铁芯11另一侧的凹槽114，装配时，相邻分块式铁芯11的凸起部113与凹槽114嵌套配合，便于装配，产品结构可靠性高。

本发明实施例还提供了一种伺服电机，伺服电机包括上述的伺服电机铁芯。

如图1～图8(b)所示，本发明实施例还提供了一种伺服电机铁芯工装，可以用于制造上述的伺服电机铁芯。伺服电机铁芯工装包括座体34、用于与分块式铁芯11内周壁贴合的中心轴6、用于压紧于分块式铁芯11的定位槽111的压杆5和用于定位压杆5的套环7，中心轴6的一端连接于座体34，压杆5的一端连接于座体34，套环7套于压杆5。中心轴6可呈圆柱状，套环7呈圆环状。使用时，先将中心轴6连接于座体34，当然，中心轴6也可以一直固定于座体34上。再将分块式铁芯11放置于座体34上，并使分块式铁芯11的内周壁与中心轴6的外周壁相向或相贴。具体应用中，在分块式铁芯11放置于座体34之前，可先在分块式铁芯11上绕设绕组，并装上绝缘框架12。将分块式铁芯11放置于座体34并使定位槽111对准于压杆5的安装位置之后，可将压杆5的下端插于座体34上，使压杆5卡入定位槽111中，再采用套环7卡套于各压杆5，向下按压套环7，使套环7向下平稳移动，进而可以使各压杆5驱动各分块式铁芯11对中靠拢，能有效保证分块式铁芯11成圆后内圆的圆度。通过在分块式铁芯11时在外圆周上设计了定位槽111，该定位槽111作为后续成圆的基准；套环7和中心轴6都是圆度精确的制件。通过采用上述工装，可以使该铁芯成圆后的内圆圆度控制在0.03mm以下，从而保证了电机的综合性能。在成圆过程中，提供了一整套的成圆工装，由于所涉及的工装都是圆度较好的圆形结构，利用该工装，定子铁芯成圆操作方便，同时有效保证分块式铁芯11成圆后的内圆圆度，从而使伺服电机的综合性能提高。

具体地，如图1～图6(b)所示，座体34上开设有用于供中心轴6插入的安装孔44，中心轴6为台阶轴，其台阶面与座体34相贴。以便于中心轴6的定装和定位。通过将中心轴6设计为可插拔更换式，可以方便地更换、调试中心轴6，以便于提高工装的通用性。

具体地，如图1～图7(b)所示，座体34上开设有用于供压杆5插入的定位孔42，以便于定位孔42的插拔。具体应用中，定位孔42可设置有一圈或两圈或两圈以上，可以根据不同规格的定子铁芯选用合适的定位孔42，以提高工装的通用性。本实施例中，定位孔42设置有一圈，每圈有12个定位孔42，各定位孔42沿圆周方向均布，且该圆周的圆心与中心轴6的圆心重合。套环7的内壁对应的圆心也与中心轴6的圆心重合。

具体地，如图1～图7(b)所示，座体34与压杆5之间设置有止转结构，以防止压杆5随意转动。

具体地，如图1～图7(b)所示，压杆5可呈圆柱状，止转结构为设置于压杆5两侧的平面和定位孔42两侧的平面，以避免压杆5旋转，且压杆5、定位孔42加工方便。当然，也可以将定位孔42和压杆5的形状均设置为D字形，或者将定位孔42设置为六角形、并将压杆5的端部设置为六角形，也可实现止转功能。

具体地，如图1～图7(b)所示，压杆5的上段设置有导向部51，导向部51呈锥状或弧状，以使套环7可以快速平稳套于各压杆5，利于提高生产效率。

具体地，如图1～图7(b)所示，座体34包括固定座3和底座4，底座4固定连接或一体成型于固定座3的下端，固定座3上设置有用于放置分块式铁芯11的槽位43，槽位43可用于容纳连接于分块式铁芯11的绝缘框架12等。安装孔44、定位孔42等可开设于固定座3上。固定座3和底座4之间可以通过螺钉等锁紧件连接。具体地，可以在底座4上设置通孔41和在固定座3上设置螺纹孔35，用于连接固定座3和底座4。

本发明实施例还提供了一种伺服电机铁芯的制造方法，用于分块式铁芯11的组装，可采用上述的电机铁芯工装并生产上述的伺服电机铁芯，包括如下步骤，提供连接一座体34的压杆5、中心轴6及环套于压杆5的套环7，具体地，将中心轴6连接于座体34的安装孔44、将压杆5连接于座体34的定位孔42，将外周壁具有定位槽111的分块式定子铁芯安放于座体34并使分块式定子铁芯的内周壁贴于中心轴6，各分块式定子铁芯沿周向相邻排布，各定位槽111分别卡于对应的压杆5，将套环7同时套于各压杆5并向下按压套环7，按压套环7时，可采用油压机等设备将套环7平稳下压，使各分块式定子铁芯对中靠紧，焊接相邻的分块式定子铁芯。焊接时可采用激光焊接工艺，其焊缝小，无需后处理。在将分块式铁芯11安放于座体34上之前，在分块式铁芯11放置于座体34之前，可将分块式铁芯11装上绝缘框架12，并放于绕线机工装上进行绕线。焊接完成后，可将套环7、中心轴6向上取出，并拔出压杆5，焊接好的定子铁芯可以直接取出，以便进行下一工作循环。

本发明提供的电机铁芯的制造方法，以及工装的配合使用，在满足电机综合性能的前提下，将铁芯设计为分块式铁芯11，可以降低电机的成本；该方法使分块式铁芯11有着自动对心的效果，由于压杆5的结构和工艺槽的结构可以使压杆5和分块式铁芯11能够紧密配合，当用力压套环7时，由于套环7内部的圆度较小，套环7对压杆5施加的力可以均匀地分布在压杆5上，压杆5与分块式铁芯11接触的部位也为圆弧结构，这样压杆5对分块式铁芯11施加的力也是均匀分布的，同时，分块式铁芯11的内部有一圆度较为精确的中心轴6相支撑，从而可以得到内圆圆度较好的定子铁芯，电机的齿槽转矩等关键性能佳，电机综合性能高，而且成本低，操作简单。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种伺服电机铁芯，包括至少两个分块式铁芯，各所述分块式铁芯沿周向排列并固定连接，其特征在于，各所述分块式铁芯通过焊接方式连接为一个整体的伺服电机铁芯，所述分块式铁芯的外周壁设置有用于供工装定位的定位槽，所述定位槽作为所述分块铁芯成圆时的基准，所述定位槽关于所述定位槽的中线对称设置，所述定位槽的底部设置有缺口槽。

2.如权利要求1所述的伺服电机铁芯，其特征在于，所述定位槽呈弧形，各所述定位槽对应的圆心在同一圆周上。

3.如权利要求2所述的伺服电机铁芯，其特征在于，所述分块式铁芯的内周壁呈弧状，所述圆周对应的圆心与所述分块式铁芯弧状内周壁所对应的圆心重合。

4.一种伺服电机铁芯工装，其特征在于，包括座体、用于与若干分块式铁芯内周壁贴合的中心轴、用于卡入所述分块式铁芯之定位槽的缺口槽中以压紧于所述分块式铁芯的压杆和用于定位压杆的套环，所述中心轴的一端连接于所述座体，所述压杆的一端连接于所述座体，所述套环套于所述压杆。

5.如权利要求4所述的伺服电机铁芯工装，其特征在于，所述座体上开设有用于供所述中心轴插入的安装孔，所述中心轴为台阶轴，其台阶面与所述座体相贴。

6.如权利要求4所述的伺服电机铁芯工装，其特征在于，所述座体上开设有用于供所述压杆插入的定位孔。

7.如权利要求6所述的伺服电机铁芯工装，其特征在于，所述座体与所述压杆之间设置有止转结构。

8.如权利要求7所述的伺服电机铁芯工装，其特征在于，所述压杆呈圆柱状，所述止转结构为设置于所述压杆两侧的平面和所述定位孔两侧的平面。

9.如权利要求4至7中任一项所述的伺服电机铁芯工装，其特征在于，所述座体包括固定座和底座，所述底座固定连接或一体成型于所述固定座的下端，所述固定座上设置有用于放置所述分块式铁芯的槽位。

10.如权利要求4至7中任一项所述的伺服电机铁芯工装，其特征在于，所述套环呈圆环状。

11.一种伺服电机铁芯的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，提供连接一座体的压杆、中心轴及环套于压杆的套环；将外周壁具有定位槽的分块式定子铁芯安放于所述座体并使所述分块式定子铁芯的内周壁贴于所述中心轴，各分块式定子铁芯沿周向相邻排布，各所述压杆分别卡入各所述分块式定子铁芯的定位槽的缺口槽中，将套环同时套于各所述压杆并向下按压所述套环，使各分块式定子铁芯对中靠紧，焊接相邻的分块式定子铁芯。

12.如权利要求11所述的伺服电机铁芯的制造方法，其特征在于，在将所述分块式定子铁芯安放于所述座体上之前，可将所述分块式定子铁芯装上绝缘框架，并进行绕线，于焊接完成后，可将套环向上取出，并拔出压杆。