CN220874393U - 一种基于铆压工艺直线电机直线模组 - Google Patents

Abstract

本新型公开了一种基于铆压工艺直线电机直线模组，包括直线电机模组内部构造、模组内永磁定子和导轨条的铆压工艺、直线电机的封装工艺；所述直线电机直线模组主要结构包括铝合金底座、导轨条、直线电机永磁定子、直线电机动子、铝合金滑座、循环器、端盖、上盖；其中，燕尾形状的导轨条通过对铝合金底座变形区的铆压，实现导轨条在底座一侧的过盈；条形永磁定子的安装方式则通过将铆压机的铆头更换为滚筒，随钳形结构的压实，实现永磁定子在底座安装位置的过盈配合；直线电机动子的安装采用一体化方案，将直线电机动子的绝缘与底座制作为一体；本新型公开的一种直线电机模组及其迅捷制造的方法，可有效缩短传统工艺，大大提高生产效率和模组精度。

Description

一种基于铆压工艺直线电机直线模组

技术领域

本实用新型涉及直线导轨领域，特别是涉及一种基于铆压工艺直线电机直线模组。

背景技术

目前，作为基础部件的直线电机模组，衔接部分的生产制造工艺及装配工艺普遍采用粘胶、螺钉锁紧等连接方式，其关键步骤为导轨条在进行无氧胶粘接后，对留有余量的滚珠沟道进行成形磨削，以加工出符合行业标准的沟道尺寸精度。

然而，由于无氧胶为粘弹性体的性质，其尺寸精度对温升和受压较为敏感。盲目釆用无氧胶对导轨条粘接于铝合金底座后再进行成型磨削，会导致导轨精度的丢失，这制约了高精度直线模组的发展。现阶段，行业内生产的直线电机模组，钢珠为四点的“哥德式”接触，这使得钢珠的接触面积较大，同时磨损也将大大增加。此外，在直线电机模组的动子和定子的装配上国内采用的仍是传统的螺钉锁紧的装配工艺，通过螺钉锁紧的方式，从而将直线电机定子压紧在直线电机模组的铝合金底座上或是将动子锁紧至滑座上。但由于此方式人工把控因素较多，所以易导致质量不稳定，外观参差不齐。为紧固直线电机定子需要锁紧大量螺钉费时费力，无法达到提高生产效率，降低劳动强度，降低劳动成本低的要求。

针对直线电机直线模组，专利名称为“一种紧凑型高负载直线电机模组”(公开号：CN217883188U)进行了公告，其原理是使用大量的螺钉锁紧，利用12颗螺钉将直线电机动子固定在铝合金滑座上，以及使用数量更加庞大的螺钉将直线电机定子紧固在铝合金底座内侧的上表面，进而压缩直线电机直线模组的内部空间，实现直线电机直线模组的小型化、紧凑化，该安装方法在一定程度上解决了电机直线模组空间利用的问题。然而该技术方案仍存在以下问题：所需要螺钉锁紧的部位过多，人力、物力成本高；使用工艺花费时间过长，生产效率低；螺钉锁紧部位仍会占用一定的空间，空间利用率相对低；导轨条部位采用传统的粘胶工艺，精度浮动大；导轨条部位无清洁措施，产品寿命相对短；此外，产品无法做长行程产品。

为获得一种结构更紧凑化、制造工艺更便捷、产品功能更强大的直线电机直线模组，基于铆压工艺、一体化封装工艺以及金属材料变体积法理论，提出一种基于铆压工艺直线电机直线模组。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，解决导轨条粘胶工艺精度丢失的问题，直线电机模组的动子和定子装配繁琐生产效率低的问题，直线模组同一滚动体磨损大的问题，提供一种基于铆压工艺直线电机模组的迅捷制造方法以及一款直线电机直线模组。

为达到上述目的，采用以下技术方案一种基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于：包括铝合金底座、直线电机永磁定子、滑座导轨条、限位传感器、端盖、底座导轨条、循环器、铝合金滑座、防尘盖、光栅尺、铝合金侧板、钢珠滚动体、直线电机动子、光栅传感器、导管；

所述铝合金底座的内表面两侧开有对称的燕尾槽；

底座导轨条为凹陷的槽型，滑座导轨条为突起的梯台状；

底座导轨条、滑座导轨条间相互配合形成两对导轨副，两列的钢珠滚动体在导轨条配合形成的导向结构内运行；

所述直线电机永磁定子位于铝合金底座内表面的正上方；

所述直线电机动子位于铝合金滑座的内部并与水平基准面平行；

所述铝合金滑座的外表面两侧开有对称的燕尾槽，燕尾形滑座导轨条与铝合金滑座的燕尾槽之间通过过盈进行配合；

所述导管为钢珠滚动体的循环通道，与铝合金滑座的异形孔之间通过间隙配合；

所述循环器，固定在铝合金滑座两端面；所述端盖，固定在铝合金底座两端；所述防尘盖位于滑座的顶部，固定在端盖上表面的螺纹孔；所述铝合金侧板，固定于铝合金滑座一侧，光栅尺被固定在铝合金侧板内表面；所述光栅传感器与光栅尺配合使用，通过螺钉连接于铝合金滑座，位于光栅尺的同一侧；所述限位传感器共有三个，位于光栅尺另一侧的铝合金底座侧壁上，通过梯形螺母与螺钉进行连接。

进一步，底座导轨条为凹陷的槽型，滑座导轨条为突起的梯台状；导轨条与钢珠构成的导轨副为双列的两点式接触的圆弧结构。

进一步，所述直线电机永磁定子在铝合金底座内表面的固定。

进一步，所述铝合金滑座内部还加工有滚动体的通道，通道内部镶嵌有对应钢珠尺寸的导管；所述循环器通过螺钉连固定于铝合金滑座的钢珠滚动体路径上，以保持钢珠在直线导轨直线运动过程中钢珠滚动体的循环。

进一步，所述循环器包含羊毛毡、压板、循环器基体，由螺钉和压板将羊毛毡固定在循环器基体上。

与现有技术相比，具有如下优点：

1.本实用新型对直线电机动子的制造工艺和结构进行了改进，将直线电机动子的绝缘与滑座的装配结合。采用一体化设计，利用绝缘胶将直线电机动子固化于铝合金滑座的内部。该工艺减少了直线电机装配的过程，缩短了滑座机械加工的时长，缩短了直线电机模组的生产工艺链，极大提升了直线模组的生产效率。

2.本实用新型釆用新型的导轨条制程及磨削工艺，将底座导轨条制为凹陷的槽型，滑座导轨条制为突起的梯台状。导轨条与钢珠构成的双列两点式圆弧接触的导轨副结构，使得同一钢珠上的磨损急剧减小，极大的提升了产品寿命。

3.本实用新型对钢珠的循环器进行了结构改进，将羊毛毡与循环器的基体相结合。利用羊毛毡的毛细作用，将储油区的润滑油运送至羊毛毡末端，使与羊毛毡相互接触的导轨条一直保持清洁和润滑。

4.本实用新型对铝合金滑座的钢珠路径通道进行套管操作，该方法能减少因钢珠路径通道尺寸不同而更改不同型号的刀具，以及节省了钢珠路径通道需要二次精加工的时间，缩短制造工艺的时长。

附图说明

图1为四列两点式圆弧接触的直线电机直线模组结构图；

图2为铝合金底座与铝合金滑座截面结构图；

图3为循环器结构图；

图4为四列两点式圆弧预压后接触的沟槽导轨截面图以及四列哥德式预压后接触的沟槽导轨截面图对比图；

图5为基于变体积法的导轨铆压示意图；

图6为直线电机定子在钳形卡槽内铆压示意图；

图7为直线电机模组在高刚度(DB)和高误差吸收度(DF)安装方法示意图；

图8为一种基于铆压工艺直线电机直线模组的迅捷制造工艺的流程图；

图9为歌德式圆弧接触钢珠滚动体运行1公里后表面磨损扫描电镜图。

其中：1-铝合金底座，2-直线电机永磁定子，3-滑座导轨条，4-限位传感器，5-端盖，6-底座导轨条，7-循环器，7.1-压片，7.2-羊毛毡，7.3-循环器基体，8-铝合金滑座，9-防尘盖，10-光栅尺，11-铝合金侧板，12-钢珠滚动体，13-直线电机动子，14-光栅传感器，15-导管。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照图1-9，该实施例提供了一种基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于：包括铝合金底座1、直线电机永磁定子2、滑座导轨条(3、限位传感器(4、端盖5、底座导轨条6、循环器7、铝合金滑座8、防尘盖9、光栅尺10、铝合金侧板11、钢珠滚动体12、直线电机动子13、光栅传感器14，高硬度6061铝合金底座1的内表面两侧开有对称的燕尾槽，燕尾形状的底座导轨条6内嵌于铝合金底座的燕尾槽内部，之间通过铆压机铆压至过盈进行连接，导轨条分为底座导轨条6以及滑座导轨条3，底座导轨条为凹陷的槽型，滑座导轨条为突起的梯台状，底座导轨条6、滑座导轨条3间相互配合形成两对导轨副，两列的钢珠滚动体12在导轨条配合形成的导向结构内运行，直线电机永磁定子2为条形，位于铝合金底座1内表面的正上方，依靠铝合金底座设计的钳形卡槽结构进行铆压压实，实现永磁定子的固定，直线电机动子13位于铝合金滑座8的内部并与水平基准面平行，铝合金滑座8与直线电机动子13之间的填充物为绝缘胶，铝合金滑座8的外表面两侧开有对称的燕尾槽，与底座导轨条相比，稍短的燕尾形滑座导轨条3与铝合金滑座的燕尾槽之间通过过盈进行配合，四个循环器7，通过螺钉连接固定在铝合金滑座8两端面，端盖5通过螺钉连接固定在铝合金底座两端，防尘盖9位于滑座的顶部，通过螺钉连接端盖上表面的螺纹孔实现防尘盖的固定，铝合金侧板11通过螺钉固定于铝合金滑座8一侧，光栅尺10被粘接在铝合金侧板内表面，光栅传感器14与光栅尺10配合使用，通过螺钉连接于铝合金滑座8于光栅尺10的同一侧。

本实用新型中，导轨条的材料为轴承钢，并分为底座滑轨条6以及滑座导轨条3；釆用新型金属挤出制程及磨削工艺，制成的底座导轨条6为凹陷的槽型，滑座导轨3条为突起的梯台状；导轨条与钢珠构成的导轨副为双列的两点式接触的圆弧结构，并可根据实际用工情况，调换两种导轨的使用方式，使直线电机模组在高刚度DB和高误差吸收度DF安装方法中择取；与哥德式接触不同的是，两点式接触的圆弧结构即使采用过盈尺寸的钢珠滚动体12进行预压，也不会引入额外的钢球磨损，而歌德式圆弧接触的采用过盈尺寸的钢珠滚动体12进行预压，表面的磨损则较为严重。

本实用新型中，燕尾形状的底座导轨条6与铝合金底座1的燕尾槽之间的连接方式以及燕尾形状的滑座导轨条3与铝合金底座1的燕尾槽之间的连接方式为基于变体积法的过盈配合；其中铝合金底座的燕尾槽的铆压变形区、铝合金滑座的燕尾槽的铆压变形区依据金属体积的不可压缩性，进行了尺寸补偿设计，降低导轨变形风险。

本实用新型中，直线电机永磁定子2在铝合金底座1内表面的固定，其特征在于铝合金底座的钳口截面设计，采用滚筒铆压工艺，促使钳口向内翻边，进而将设计的余量压实，使直线电机永磁定子2固定在铝合金底座内的上表面。

本实用新型中，铝合金滑座8内部还加工有滚动体的通道，通道内部镶嵌有对应钢珠尺寸的导管15；循环器7通过螺钉连固定于铝合金滑座8的钢珠滚动体12路径上，以保持钢珠在直线导轨直线运动过程中钢珠滚动体的循环。

本实用新型中，直线电机动子13，采用一体化设计，利用绝缘胶将直线电机动子13固化于铝合金滑座8的内部；填充的绝缘胶材料为环氧树脂。

本实用新型中，循环器7，包含羊毛毡7.1、压板7.2、循环器基体7.3，由螺钉和压板将羊毛毡固定在循环器基体上。

该实施例还提供了一种基于铆压工艺直线电机模组的迅捷制造的方法，具体步骤如下：

步骤1、在对铝合金底座、滑座等进行初步机械加工后，将底座导轨条6穿入铝合金底座1的燕尾槽，定位并夹紧，调整铆压机对铝合金底座变形区进行铆压作业，随铆压机的位移，使底座导轨条与底座的配合由间隙配合转变为过盈配合。

步骤2、将滑座导轨条3穿入铝合金滑座8的燕尾槽，定位并夹紧，调整铆压机对铝合金滑座变形区进行铆压作业，随铆压机的位移，使底滑导轨条与滑座的配合由间隙配合转变为过盈配合；

步骤3、对铆压后的铝合金底座1与铝合金滑座8进行定位并夹紧，通过精密成型磨削，将底座导轨条6与滑座导轨条3的余量去除；

步骤4、将条形的直线电机永磁定子2穿入铝合金底座的钳口形槽，定位并夹紧，采用滚筒进行铆压作业，随铆压机的位移，将设计的余量压实，使直线电机永磁定子与底座钳口形槽之间的间隙配合转变为过盈配合。

步骤5、将直线电机动子13置于铝合金滑座8内部，定位后，进行灌胶作业；再经恒温干燥，直线电机动子被固化于铝合金滑座内部。

步骤6、对循环器7的羊毛毡7.1、压板7.2、循环器基体7.3进行安装，并在循环器内部的储油区注入润滑剂；将安装完成的循环器定位后，通过螺钉固定在铝合金滑座钢珠滚动体12的运动路径上。

步骤7、选择对应的钢珠滚动体12的大小，对铝合金滑座8进行套管，配对尺寸相应的导管15；选配合适尺寸的钢珠，利用不同的球径，实现调整直线电机模组的预压。

步骤8、对铝合金侧板11、端盖5、防尘盖9、限位传感器4、光栅尺10、光栅传感器14等进行安装。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于：包括铝合金底座(1)、直线电机永磁定子(2)、滑座导轨条(3)、限位传感器(4)、端盖(5)、底座导轨条(6)、循环器(7)、铝合金滑座(8)、防尘盖(9)、光栅尺(10)、铝合金侧板(11)、钢珠滚动体(12)、直线电机动子(13)、光栅传感器(14)、导管(15)；

所述铝合金底座(1)的内表面两侧开有对称的燕尾槽；

底座导轨条(6)为凹陷的槽型，滑座导轨条(3)为突起的梯台状；

底座导轨条(6)、滑座导轨条(3)间相互配合形成两对导轨副，两列的钢珠滚动体(12)在导轨条配合形成的导向结构内运行；

所述直线电机永磁定子(2)位于铝合金底座(1)内表面的正上方；

所述直线电机动子(13)位于铝合金滑座(8)的内部并与水平基准面平行；

所述铝合金滑座(8)的外表面两侧开有对称的燕尾槽，燕尾形滑座导轨条(3)与铝合金滑座(8)的燕尾槽之间通过过盈进行配合；

所述导管(15)为钢珠滚动体(12)的循环通道，与铝合金滑座(8)的异形孔之间通过间隙配合；

所述循环器(7)，固定在铝合金滑座(8)两端面；所述端盖(5)，固定在铝合金底座两端；所述防尘盖(9)位于滑座的顶部，固定在端盖上表面的螺纹孔；所述铝合金侧板(11)，固定于铝合金滑座(8)一侧，光栅尺(10)被固定在铝合金侧板内表面；所述光栅传感器(14)与光栅尺(10)配合使用，通过螺钉连接于铝合金滑座(8)，位于光栅尺(10)的同一侧；所述限位传感器(4)共有三个，位于光栅尺(10)另一侧的铝合金底座(1)侧壁上，通过梯形螺母与螺钉进行连接。

2.根据权利要求1所述的基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于，底座导轨条(6)为凹陷的槽型，滑座导轨条(3)条为突起的梯台状；导轨条与钢珠构成的导轨副为双列的两点式接触的圆弧结构。

3.根据权利要求1所述的基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于：所述直线电机永磁定子(2)在铝合金底座(1)内表面的固定。

4.根据权利要求1所述的基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于：所述铝合金滑座(8)内部还加工有滚动体的通道，通道内部镶嵌有对应钢珠尺寸的导管(15)；所述循环器(7)通过螺钉连固定于铝合金滑座(8)的钢珠滚动体(12)路径上，以保持钢珠在直线导轨直线运动过程中钢珠滚动体的循环。

5.根据权利要求1所述的基于铆压工艺直线电机直线模组，其特征在于：所述循环器(7)包含羊毛毡(7.1)、压板(7.2)、循环器基体(7.3)，由螺钉和压板将羊毛毡固定在循环器基体上。