一种精密永磁同步伺服电机定子机加工装设计

摘 要：介绍了一种稀土永磁同步电机精密定子的机械加工工装的设计，电机定子的尺寸公差和形位公差对电机的质量至关重要，采用液压工装涨紧套固定设计一次装夹加工完成，装夹力稳定，减少了定子内孔的变形，减轻了工人的劳动强度，保证了定子的精度和电机的质量。

关键词：稀土永磁同步电机；定子；涨紧套；液压油缸；拉杆；滑套

引言

随着伺服技术越来越成熟，越来越多的场合选择伺服电机，高的功率密度，优越的启停性能和调速性能，作为伺服电机的关键核心部件定子精度尤为重要，对电机的噪音、振动、谐波转矩影响很大。因而如何保证定子铁心和定子外壳止口车削后的形位公差质量尤为重要。

1 电机结构分析

永磁同步电机采用的稀土钕铁硼转子，定转子的气隙必须均匀才能保证电机的噪音、振动、转矩脉动等性能，定转子的通过高速冲和自动叠压模具成型，精度有保证，如下图，但必须保证定子与前后端盖连接的止口和定子内圆的同轴度要求控制在0.002mm，因为转子靠安装支撑于在前后端盖的轴承内孔定位，如果和定子同轴度控制不好，定转子之间的气隙就不均匀，转配的整机质量无法保证。

2 关键定子止口加工工艺

成型的硅钢片经过高速冲床高速冲后的自动叠压成定子，在定子槽型里面嵌好线，经过线圈绕制后、通过真空绝缘处理后的定子毛坯，要机械加工后才能装配，车削定子止口和定子前后配合端面，通常以铁心内孔定位车出定子止口，传统的工艺工装用一般的三爪自定心卡盘装夹、或用手动涨套预紧，涉及到铁心变形、和调头二次装夹的问题，工人劳动强度大的问题，同轴度无法保证，定子本身有一定重量，工人在装夹和车削时费时费力。

经过对该类型定子的结构分析，以及伺服电机定子的操作装配经验，采用液压油缸通过拉杆传递压力夹紧的方式，以定子内孔为定位基准，在原有的一台CK6150的数控机床上进行专用工装设计，因此设计了如下工装结构，通过油缸提供动力，变径套转接机床主轴锥孔和芯轴，拉杆拉动拉环前进和后退，滑套定位，帐套变形预紧的方式对定子进行固定，达到一次装夹一次加工完成，无需调头车削，提高了加工效率，工人省时省力，保证了止口和定子内孔的通过同轴度，止口对端面的跳动公差要求，通过尾端的尾座顶针加强加工的刚性，对整机的装配性能有很大的提升。

同时在工装两端增加绕组保护盖，防止在加工过程中的铝合金屑附在绕组上，损伤电机定子绕组的绝缘性能，对电机质量有隐患。

该工装设计时考虑了电机系列化定子加工通用化，可以适应该机座型号不同功率型号的电机定子加工的特点，节省了制造费用和拆卸工时。

3 结束语

本文介绍了一种永磁同步电机定子机械加工止口的工装设计方案，该装夹结构特点 装夹方便、夹紧力可调、液压力稳定，核心零件的弹性套筒要求很好的刚性、耐磨性、恢复性。采用的65Mn ，经过笔者公司的多年使用，效果一直比较理想，解决了该类型定子加工难精度难保证的、费时费力的难题，值得在同行业推广。

参考文献

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作者简介：张小明，本科，中级工程师，从事电机研发与设计工作。