微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子防擺動(dòng)組裝治具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

尚豐豐　曲丹

摘要：轉(zhuǎn)子組件作為電機(jī)中的主要部件在機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，其組裝質(zhì)量將直接影響后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效果，因此，為提高微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的組裝質(zhì)量，避免因手工操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子擺動(dòng)而引發(fā)的噪音，設(shè)計(jì)了該電機(jī)轉(zhuǎn)子防擺動(dòng)組裝治具。

關(guān)鍵詞：電機(jī)轉(zhuǎn)子;防擺動(dòng);組裝治具

中圖分類號(hào)：TM341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2020）06-0031-01

Abstract：rotorcomponentsasthemainpartsinthemachineiswidelyusedinmechanicalandelectricalequipment，theassemblyqualitywilldirectlyaffectthequalityofthesubsequentproductanduseeffect，therefore，toimprovethequalityofmicrostepmotorrotorassembly，avoidcausedbymanualoperationoftherotorswingofthenoise，thedesignofthemotorrotorswingassemblyfixture.

Keywords：Motorrotor;Theswing;Theassemblyfixture

1治具設(shè)計(jì)背景

微型步進(jìn)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子，需要將磁鐵、軸與墊片按照一定的要求組裝為一體結(jié)構(gòu)，形成轉(zhuǎn)子組件。其中磁鐵與軸之間為間隙配合，而墊片為兩個(gè)，分別安裝在磁鐵的上下兩側(cè)，同時(shí)墊片與軸之間為過盈配合。安裝到位后，利用粘結(jié)劑將磁鐵與軸、磁鐵與墊片之間固定起來。傳統(tǒng)采用手工操作的方式來實(shí)現(xiàn)上述部件的連接，組裝出的轉(zhuǎn)子組件往往存在以下幾個(gè)方面的問題：

（1）由于手動(dòng)操作時(shí)力的大小不同，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子組件中軸的伸出長(zhǎng)度穩(wěn)定性差;

（2）磁鐵的內(nèi)徑是φ1±0.02，軸徑φ1-0.002/-0.007，由于軸和磁鐵內(nèi)孔的間隙較大，手工將軸壓入到磁鐵孔中后，無法保證軸和磁鐵孔的同軸度，造成磁鐵在回轉(zhuǎn)過程中發(fā)生擺動(dòng)，從而使電機(jī)產(chǎn)生較大噪音，影響了電機(jī)的使用效果;

（3）產(chǎn)品合格率較低，不合格的產(chǎn)品需要重新拆解，有些零部件拆解后將無法再使用，既浪費(fèi)了部件，又浪費(fèi)了工時(shí)，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和加工成本。因此現(xiàn)在需要一種能夠解決上述問題的方法或裝置。

2治具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了解決現(xiàn)有技術(shù)上存在的上述問題，研究設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，能夠在快速、便捷地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子組件拼裝的同時(shí)，保證各部件之間相對(duì)位置準(zhǔn)確性的組裝治具。

治具分為上治具和下治具兩部分，如圖1所示。

上治具由空心筒狀的模柄8、頂軸9、墊片10、彈簧11、彈簧座12、心軸13，上墊片14等組成。在模柄8的底部穿接有可活動(dòng)的頂軸9，在頂軸9上方的模柄8的空腔中，由下至上依次設(shè)置有下墊片10、彈簧11、彈簧座12、心軸13和上墊片14，其中上墊片14、心軸13和彈簧座12與模柄8相對(duì)固定，而下墊片10與頂軸9則能夠沿著模柄8的內(nèi)孔軸向移動(dòng)。

下治具由底板1、支撐座2、長(zhǎng)度定位塊3和同軸度定位塊4組成。底板1上設(shè)置有支撐座2，支撐座2的中心處開設(shè)有操作孔，與所述的操作孔相配合的有長(zhǎng)度定位塊3和同軸度定位塊4，同軸度定位塊4的頂部開設(shè)有定位沉槽5，同軸度模塊4內(nèi)還開設(shè)有與定位沉槽5相通的軸孔，軸孔與定位沉槽5之間保持同軸度0.01，同軸度定位沉槽5的深度大于被組裝的電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6中墊片的厚度，在同軸度定位塊4的中心處還設(shè)置有與電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6中的軸相匹配的通孔7。

3治具工作原理及工作過程

（1）準(zhǔn)備工作。根據(jù)需要進(jìn)行組裝的電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6的規(guī)格和尺寸，來選擇合適高度的長(zhǎng)度定位塊3，并將該長(zhǎng)度定位塊3置于支撐座2的操作孔中，然后在長(zhǎng)度定位塊3上方放置同軸度定位塊4，準(zhǔn)備工作結(jié)束。需要注意的是，在進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6的組裝時(shí)，將需要進(jìn)行裝配的磁鐵和墊片都穿接在軸上，然后將電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6放置在下治具上，具體說是讓軸穿入到同軸度定位塊4中心的、用于定位的通孔7中，并讓位于磁鐵下方的墊片以及磁鐵都位于同軸度定位沉槽5中。

（2）開始操作。壓機(jī)帶動(dòng)上治具下行，上治具底端的頂軸9頂在電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6的軸上，頂軸9相對(duì)于模柄8上行，彈簧11壓縮，而模柄8的底端則會(huì)將位于磁鐵上方的墊片向下壓，并最終將磁鐵以及其下方的墊片都?jí)喝氲酵S度定位沉槽5中，由于同軸度定位沉槽5的中心線與通孔7的中軸線之間的同軸度可通過精確加工來保證（本例中將二者的同軸度限定在0.01mm），因此只要電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6在上治具的作用下被壓實(shí)在下治具上，就能夠保證電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6中磁鐵與軸之間的同軸度，并且在上述壓裝過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6中的軸會(huì)受到來自于彈簧11傳遞給頂軸9的壓力，這種壓力并不是剛性的，該壓力能夠讓電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6中的軸向下運(yùn)動(dòng)，直至其底端頂在長(zhǎng)度定位塊3的頂端面上，預(yù)先根據(jù)需要裝配的電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6的規(guī)格和尺寸，來選擇合適高度的同軸度定位塊4，從而保證磁鐵與墊片在軸上相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。壓裝結(jié)束后，上治具上行，在彈簧11的作用下，頂軸9重新回到初始位置，操作者將組裝完成的電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6從下治具上取下，即可進(jìn)行下一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子組件的壓裝操作。

利用本治具，只需要完成一次壓合操作，就能夠讓軸、磁鐵與兩個(gè)墊片完成裝配工作，形成一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子組件6，并且能夠保證各部件之間的相對(duì)位置精度要求。

4治具工作效果

該轉(zhuǎn)子防擺動(dòng)組裝治具，由于在治具上增加了相應(yīng)的長(zhǎng)度控制定位塊和同軸度控制定位塊，在保證了軸的長(zhǎng)度尺寸精度的同時(shí)，還保證了磁鐵與軸的同軸度精度要求，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了因磁鐵在轉(zhuǎn)動(dòng)中的擺動(dòng)而產(chǎn)生的噪音，避免了零部件的浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

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