CN111262402B - 一种高精度电机的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高精度电机的制作工艺。一种高精度电机的制作工艺，包括以下步骤，（1）加工制得零件毛坯以及定子和电机轴；（2）加工壳体毛坯得到壳体；（3）采用热套工艺得到第一中间件；（4）得到前端盖；（5）组装前端盖和第一中间件并进行灌胶，得到第二中间件；（6）得到第三中间件；（7）加工后端盖毛坯，得到后端盖；（8）组装得到高精度电机。本发明简化了电机壳体和前端盖的加工，降低了加工成本；通过将灌胶后的壳体、前端盖和定子作为整体进行一次装夹加工，提高轴承室与定子内孔同心度，减少电机谐波，提高电机性能，且提高电机前后轴承的同心度，提高轴承寿命，降低噪音，大大提高了电机的机械精度。

Description

一种高精度电机的制作工艺

技术领域

本发明涉及一种电机的制作工艺，特别涉及一种高精度电机的制作工艺。

背景技术

伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。因为系统运动精度的要求，所以对于控制机械元件速度和位置的伺服电机的精度具有很高要求。

通常来说，衡量伺服电机机械精度的指标除了电机安装接口的尺寸公差和形状公差，还包括如图1所示三个部位的跳动公差，即电机轴伸部1的径向圆跳动公差X’、凸缘止口部2相对于电机轴线A的径向圆跳动公差Y’、凸缘安装面3相对于电机轴线端面圆跳动公差Z’，上述三个部位的跳动公差值越小，则电机的机械精度越高。其中，影响公差X的主要因素是电机轴自身的加工精度，与电机其它零件和电机装配关系不大，而影响公差Y和公差Z的主要因素是电机轴线与凸缘止口的同心度和电机轴线与凸缘安装面的倾斜度，这涉及到电机多个零件的加工误差累积，所以较难控制。

现有技术中，电机的各个零件是单独加工或制作后再组装于一起，其中影响电机机械精度的因素包括，前后轴承的精度，前端盖的加工精度，壳体的加工精度，壳体热套定子后的变形情况，后端盖的加工精度，上述这些零件的加工误差会通过装配累计影响电机的机械精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度电机的制作工艺，解决背景技术中所述的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高精度电机的制作工艺，包括以下步骤，

（1）加工制得组成高精度电机的零件毛坯以及定子和电机轴，零件毛坯包括壳体毛坯、前端盖毛坯和后端盖毛坯；

（2）加工壳体毛坯，得到壳体；

（3）采用热套工艺将定子穿置于壳体内，得到第一中间件；

（4）以前端盖毛坯的凸缘外圆面装夹定位，采用一次装夹加工方式加工前端盖毛坯的轴承室内壁面、油封室内壁面以及用于与壳体前端面配合的凸缘端面，得到前端盖；

（5）组装前端盖和第一中间件并进行灌胶，得到第二中间件；

（6）以第二中间件中的前端盖轴承室内壁面或定子内孔孔壁面内撑定位，采用一次装夹加工方式加工第二中间件中的前端盖凸缘安装面、前端盖凸缘止口面、壳体后端面和壳体后止口面，得到第三中间件；

（7）加工后端盖毛坯，得到后端盖；

（8）将电机轴、第三中间件和后端盖组装，得到高精度电机。

作为优选，所述的步骤（2）中，加工壳体毛坯过程为，将壳体毛坯内孔整形，以壳体毛坯内孔孔壁面内撑定位，采用一次装夹加工方式加工壳体毛坯前端面。

作为优选，在进行步骤（4）时，将前端盖毛坯的轴承室内径和油封室内径加工为相同尺寸。

作为优选，所述的步骤（5）中，组装前端盖和第一中间件并进行灌胶的过程为，以灌胶芯轴贯穿第一中间件和前端盖，使第一中间件中的定子内孔和前端盖的轴承室同轴心，将前端盖和第一中间件中的壳体固接，然后对前端盖和第一中间件进行灌胶。

作为优选，在进行步骤（6）之前，采用向内弯折第二中间件中的定子导线的方式，或采用在第二中间件中的壳体表面开孔将定子导线穿出的方式，使定子导线避开壳体后止口面。

作为优选，所述的步骤（7）中，加工后端盖毛坯过程为，以后端盖毛坯的凸缘外圆面装夹定位，采用一次装夹加工方式加工后端盖毛坯的轴承室内壁面、用于与壳体后端面配合的凸缘端面以及用于与壳体后端面配合的外圆面。

本发明的有益效果是：

本发明的一种高精度电机的制作工艺，简化了电机壳体和前端盖的加工，降低了加工成本；通过将灌胶后的壳体、前端盖和定子作为整体进行一次装夹加工，提高轴承室与定子内孔同心度，减少电机谐波，提高电机性能，且提高电机前后轴承的同心度，提高轴承寿命，降低噪音，大大提高了电机的机械精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是现有技术电机的结构示意图；

图2是本发明壳体的结构示意图；

图3是本发明前端盖的结构示意图；

图4是本发明第二中间件的结构示意图；

图5是本发明后端盖的结构示意图；

图6是采用本发明提供的一种高精度电机的制作工艺制作的电机的结构示意图。

图中：1、电机轴伸部，2、凸缘止口部，3、凸缘安装面，4、壳体毛坯，5、前端盖毛坯，6、第二中间件，7、后端盖毛坯，8、电机轴，9、前轴承，10、前端盖，11、壳体，12、定子，13、定子导线，14、后端盖，15、后轴承，A、电机轴线、B、前端盖轴承室内壁面，C、定子内孔孔壁面，D、壳体后止口面，E、壳体后端面，F、壳体毛坯内孔孔壁面，G、壳体毛坯前端面，H、前端盖毛坯凸缘端面，I、前端盖毛坯油封室内壁面，J、前端盖毛坯与壳体配合的圆面，L、后端盖毛坯轴承室内壁面，M、后端盖毛坯外圆面，N、后端盖毛坯凸缘端面，Y、前端盖凸缘止口面，Z、前端盖凸缘安装面，B’、前端盖毛坯轴承室内壁面，X’、电机轴伸部相对电机轴线的径向圆跳动公差，Y’、凸缘止口部相对电机轴线的径向圆跳动公差，Z’、凸缘安装面相对电机轴线端面的圆跳动公差。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

实施例：

一种高精度电机的制作工艺，包括以下步骤，

（1）加工制得组成高精度电机的零件毛坯以及定子和电机轴，零件毛坯包括壳体毛坯、前端盖毛坯和后端盖毛坯；

（2）加工壳体毛坯，得到壳体；

（3）采用热套工艺将定子穿置于壳体内，得到第一中间件；

（4）如图3所示，以前端盖毛坯5的凸缘外圆面装夹定位，采用一次装夹加工方式加工前端盖毛坯的轴承室内壁面B’、油封室内壁面I以及用于与壳体前端面配合的凸缘端面H，得到前端盖；

（5）组装前端盖和第一中间件并进行灌胶，得到第二中间件；

（6）如图4所示，以第二中间件6中的前端盖轴承室内壁面B或定子内孔孔壁面C内撑定位，采用一次装夹加工方式加工第二中间件中的前端盖凸缘安装面Z、前端盖凸缘止口面Y、壳体后端面E和壳体后止口面D，得到第三中间件；

（7）加工后端盖毛坯，得到后端盖；

（8）将电机轴、第三中间件和后端盖组装，得到高精度电机。

步骤（2）中，加工壳体毛坯4的过程为，将壳体毛坯内孔整形，如图2所示，以壳体毛坯4内孔孔壁面F内撑定位，采用一次装夹加工方式加工壳体毛坯前端面G。现有技术中，加工方案因为要考虑壳体与前后端盖的配合，是需要加工壳体的前后端面和壳体内圆的（或是在壳体前后两端加工止口），其加工时间长，浪费材料，必须使用二次装夹，成本大大升高，同时因为需要掉头加工，两次装夹，会导致壳体前后端面平行度以及前后止口同心度不好等问题，而步骤（2）的一次装夹加工方式避免了此问题。

步骤（3）中的热套工艺为现有技术。

进行步骤（4）时，将前端盖毛坯的轴承室内径和油封室内径加工为相同尺寸。这样的好处是加工方便，并且可以使得在进行步骤（6）时夹持方便，加长了夹持面长度，利于提高加工精度。步骤（4）对比现有技术的优点是，现有技术中，如图3所示，还需要加工与壳体配合的圆面J，同时需要加工凸缘止口面Y和凸缘安装面Z，加工时间长，需二次装夹，成本大大升高，同时因为需要掉头加工，两次装夹，会导致各个圆面的同心度、两个端面的平行度、圆面与端面的垂直度存在问题，步骤（4）避免了这些问题。

步骤（5）中，组装前端盖和第一中间件并进行灌胶的过程为，以灌胶芯轴贯穿第一中间件和前端盖，使第一中间件中的定子内孔和前端盖的轴承室同轴心，将前端盖和第一中间件中的壳体固接，然后对前端盖和第一中间件进行灌胶。其优点为，通过灌胶芯轴定位，前端盖轴承室与定子内孔同心度高，提高电机性能；将壳体、前端盖和定子等零件灌封成一体，使电机的刚度和强度高，不怕定子跑圈，有利于将壳体内孔公差适当放大，方便热套定子；同时，灌封胶与前端盖接触，大大增强了电机的散热能力，提高电机性能。

在进行步骤（6）之前，采用向内弯折第二中间件中的定子导线的方式，或采用在第二中间件中的壳体表面开孔将定子导线穿出的方式，使定子导线避开壳体后止口面。

步骤（6）使得通过一次装夹加工，即可保证前端盖轴承室与凸缘止口的同心度、前端盖轴承室与凸缘安装面的垂直度、壳体后端面与凸缘安装面的平行度及与前端盖轴承室的垂直度、壳体后止口与前端盖轴承室及凸缘止口的同心度，而无需考虑前端盖与壳体配合处的加工误差、壳体的加工误差以及壳体的变形。实际应用中，上述加工误差及壳体变形因素对电机机械精度影响最大，而步骤（6）的加工方式将大大提高电机的机械精度，且能保证前后轴承的同心度，提高轴承寿命和降低轴承运行噪音。

步骤（7）中，加工后端盖毛坯过程为，如图5所示，以后端盖毛坯7的凸缘外圆面装夹定位，采用一次装夹加工方式加工后端盖毛坯的轴承室内壁面L、用于与壳体后端面配合的凸缘端面N以及用于与壳体后端面配合的外圆面M。现有技术中，因为要考虑壳体变形，加工与壳体后端面配合的外圆面时，会尽量使其与壳体内径为松配合，步骤（7）可使两者间采用紧配合。

如图6所示，一种采用上述制作工艺制得的高精度电机，包括电机轴8、前轴承9、前端盖10、壳体11、定子12、定子导线13、后端盖14和后轴承15，前轴承安装于前端盖轴承室内，后轴承安装于后端盖轴承室内，前轴承、前端盖、定子、后端盖、后轴承与电机轴同轴心。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (3)

1.一种高精度电机的制作工艺，其特征在于：该高精度电机的制作工艺包括以下步骤，

（1）加工制得组成高精度电机的零件毛坯以及定子和电机轴，零件毛坯包括壳体毛坯、前端盖毛坯和后端盖毛坯；

（2）加工壳体毛坯，将壳体毛坯内孔整形，以壳体毛坯内孔孔壁面内撑定位，采用一次装夹加工方式加工壳体毛坯前端面，得到壳体；

（3）采用热套工艺将定子穿置于壳体内，得到第一中间件；

（4）以前端盖毛坯的凸缘外圆面装夹定位，采用一次装夹加工方式加工前端盖毛坯的轴承室内壁面、油封室内壁面以及用于与壳体前端面配合的凸缘端面，得到前端盖；

（5）组装前端盖和第一中间件并进行灌胶：以灌胶芯轴贯穿第一中间件和前端盖，使第一中间件中的定子内孔和前端盖的轴承室同轴心，将前端盖和第一中间件中的壳体固接，然后对前端盖和第一中间件进行灌胶，得到第二中间件；

（6）以第二中间件中的前端盖轴承室内壁面内撑定位，采用一次装夹加工方式加工第二中间件中的前端盖凸缘安装面、前端盖凸缘止口面、壳体后端面和壳体后止口面，得到第三中间件；

（7）加工后端盖毛坯，以后端盖毛坯的凸缘外圆面装夹定位，采用一次装夹加工方式加工后端盖毛坯的轴承室内壁面、用于与壳体后端面配合的凸缘端面以及用于与壳体后端面配合的外圆面，得到后端盖；

（8）将电机轴、第三中间件和后端盖组装，得到高精度电机。

2.根据权利要求1所述的一种高精度电机的制作工艺，其特征在于：在进行步骤（4）时，将前端盖毛坯的轴承室内径和油封室内径加工为相同尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种高精度电机的制作工艺，其特征在于：在进行步骤（6）之前，采用向内弯折第二中间件中的定子导线的方式，或采用在第二中间件中的壳体表面开孔将定子导线穿出的方式，使定子导线避开壳体后止口面。

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