專利名稱：低成本混合式步進電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于對混合式步進電機結(jié)構(gòu)的改進。
背景技術(shù)：
步進電機一般分為三種永磁式，可變磁阻式和混合式。
其中，可變磁阻式電機在當(dāng)前已不常用了。永磁式電機因其固有的簡單結(jié) 構(gòu)，而應(yīng)用于力及精度要求相對較低的場合?；旌鲜诫姍C通常應(yīng)用在需要高分 辨和大扭矩的場合。
圖l是一個典型現(xiàn)有的混合式直線電機的分解圖。
該混合式直線電機具有定子總成4'，定子總成4內(nèi)腔容置有轉(zhuǎn)子總成3'， 轉(zhuǎn)子總成3'設(shè)在軸30'上，軸30'通過兩個軸承2'支撐于兩個相互連接的端 蓋l' 、 6'的軸承孔中。軸承2'與端蓋6'之間設(shè)有調(diào)節(jié)軸承預(yù)緊力的波形墊 片5，。
定子總成4'由沖片疊壓成形，其內(nèi)孔通過絎磨加工以保證其尺寸精度，具 有塑料骨架作為絕緣件使用，定子線圈繞制于定子的槽內(nèi)。
轉(zhuǎn)子總成3'，由幾個零件組成。如圖2所示 一個永磁磁鐵31，安裝于兩 個獨立的轉(zhuǎn)子疊片32'中間。再安裝于軸30，」:。之后再進行對轉(zhuǎn)子疊片32' 外圓磨削以保證轉(zhuǎn)子疊片32'外圓尺寸的精確及其對軸30'的同心度。
兩個端蓋l' 、 6'，主要曰鋁、鐵或鋅等金屬材料鑄成，成形后所有關(guān)鍵
尺寸均需經(jīng)二次機加工來實現(xiàn)，如圖3所示的端蓋r的軸承孔ir及用以容納
定子總成4'的環(huán)槽12'，均需機械精加工。在一些應(yīng)用場合，為了更有效地調(diào)節(jié)軸承預(yù)緊力，端蓋6'上會加裝一個螺紋式軸承預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置。
盡管這種電機精度很高，但大量采用迭片結(jié)構(gòu)和二次機加工使成本增大很
多。另外，迭片的原材料矽鋼片價格昂貴，采用這種材料主要是因為其較高的
導(dǎo)磁性和在高頻下的低損耗。
因此混合式電機設(shè)計的缺點是生產(chǎn)成本和材料成本較高，尤其是迭片結(jié)構(gòu)部分。
而很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Τ杀久舾校俣纫蚕鄬^慢，所以迭片結(jié)構(gòu)電機的優(yōu)勢 不明顯。
并且，由于迭層結(jié)構(gòu)之間i有間隙而無法做表面電鍍或涂敷，因此抗腐蝕 性較低。
因此需要一個這樣的電機，它應(yīng)具有混合式電機的高分辨及大扭矩特點， 但成本低廉與永磁式步進電機相似。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種低成本混合式步進電機，其目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù) 缺點，其具有混合式電機的高分辨及大扭矩特點，但成本低廉，電磁效率高，
防腐性能高。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種低成本混合式步進電機，具有定子總成，定子總成內(nèi)腔容置有轉(zhuǎn)子總成， 轉(zhuǎn)子總成設(shè)在軸上，軸通過兩個軸承支撐于兩個相互連接的端蓋中，軸承與端 蓋之間設(shè)有波形墊片，其特征在于定子總成為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件，轉(zhuǎn)子 總成也為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零仵。
上述端蓋由具有軸承孔的軸承支撐體和端蓋片組成，軸承容置在軸承孔中，軸承支撐體外側(cè)面設(shè)有臺階，端蓋片卡制在臺階上，兩個端蓋片相互連接。
定子總成和轉(zhuǎn)子總成表面設(shè)有電鍍層或防腐材料層。
本實用新型的有益效果是 定子總成和轉(zhuǎn)子總成均為一體化零件，也即，定子總成或轉(zhuǎn)子總成不再是 現(xiàn)有技術(shù)的由多個零件特別是迭片組裝而成的迭層結(jié)構(gòu)，而是由鐵質(zhì)材料通過 粉末冶金工藝(即燒結(jié)技術(shù))燒結(jié)而成的單一零件。
粉末金屬工藝(燒結(jié)技術(shù))的發(fā)展使燒結(jié)鐵質(zhì)材料替代傳統(tǒng)的迭層結(jié)構(gòu)成 為可能。鐵質(zhì)材料相比矽鋼片材料大大降低了成本。
燒結(jié)成型的一體化定子總成或轉(zhuǎn)子總成沿軸向剖面的形狀不需要完全一致 (而迭片結(jié)構(gòu)需要)，這樣可獲得磁性最大化，更復(fù)雜的幾何造型和機械特征的 整體性等。
如圖4所示，現(xiàn)有技術(shù)的迭片技術(shù)需要纏繞線圈的部位，由于是迭片結(jié)構(gòu)， 所以必然是方角，而如圖5所示，燒結(jié)零件可以是圓角，因此，相同的纏繞圈 數(shù)下，圖5的結(jié)構(gòu)只需使用較少的漆包線，產(chǎn)生的電阻也較小，但電磁能量相 同，從而，電磁效率得到改善。
燒結(jié)式成型的一體化定子總成和轉(zhuǎn)子總成結(jié)構(gòu)還可以直接成型至最終尺寸 要求(添加高硬度元素)。由于不會有材料的切削加工，所以不會產(chǎn)生諸如毛刺 等現(xiàn)象。并且燒結(jié)零件成型后可做表面電鍍或涂敷，迭層結(jié)構(gòu)之間因有間隙而 無法辦到。 一體化定子總成和轉(zhuǎn)子總成表面的電鍍層或防腐材料層可以增加抗 腐蝕性。
由于一體化結(jié)構(gòu)的燒結(jié)式定子的軸向間隙比迭片式小得多，因此波形彈簧墊 圈就可實現(xiàn)軸承預(yù)緊功能，比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了螺紋式軸承預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置。
如圖6所示，由于端蓋1被分成軸承支撐體13和端蓋片14，因此，圖6中 的A表面可以不再精加工，并端蓋片14可以采用沖壓形式生成，這樣節(jié)約成本。以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。 圖l是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子總成結(jié)構(gòu)示意圖 圖3是現(xiàn)有技術(shù)端蓋剖面示意圖 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中線圈纏繞迭片結(jié)構(gòu)示意圖 圖5是本實用新型中線圈纏繞燒結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 圖6是本實用新型端蓋結(jié)構(gòu)示意圖 圖7是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖7所示，本實用新型具有由鐵質(zhì)材料燒結(jié)而成的整體為一個零件的定子 總成4,定子總成4內(nèi)腔容置有由鐵質(zhì)材料燒結(jié)而成的整體為一個零件的轉(zhuǎn)子總 成3，轉(zhuǎn)子總成3設(shè)在軸30 二，軸30通過兩個軸承2支撐于兩個軸承支撐體 13、 63的軸承孔中，軸承2與軸承支撐體63之間設(shè)有波形墊片5，軸承支撐體 13、 63外側(cè)面設(shè)有臺階130、 630，端蓋片14、 64卡制在臺階130、 630上，兩 個端蓋片14、 64以螺栓7相互連接。
定子總成4和轉(zhuǎn)子總成3表面設(shè)有電鍍層或防腐材料層(圖中未示)。 由于轉(zhuǎn)子總成3是一次性燒結(jié)到需要形狀的，所以為了使轉(zhuǎn)子總成3和轉(zhuǎn)軸30 保持同心，可以使用一個較大尺寸的轉(zhuǎn)軸30，裝配后以轉(zhuǎn)子總成3外徑尺寸作為 基準(zhǔn)，磨削轉(zhuǎn)軸30以達到要求。
權(quán)利要求1.一種低成本混合式步進電機，具有定子總成，定子總成內(nèi)腔容置有轉(zhuǎn)子總成，轉(zhuǎn)子總成設(shè)在軸上，軸通過兩個軸承支撐于兩個相互連接的端蓋中，軸承與端蓋之間設(shè)有波形墊片，其特征在于定子總成為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件，轉(zhuǎn)子總成也為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件。
2. 如權(quán)利要求l所述的低成本混合式步進電機，其特征在于端蓋由具有軸 承孔的軸承支撐體和端蓋片組成，軸承容置在軸承孔中，軸承支撐體外側(cè) 面設(shè)有臺階，端蓋片卡制在臺階上，兩個端蓋片相互連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的低成本混合式步進電機，其特征在于定子總成和轉(zhuǎn) 子總成表面設(shè)有電鍍層或防腐材料層。
專利摘要本實用新型提供一種低成本混合式步進電機，具有定子總成，定子總成內(nèi)腔容置有轉(zhuǎn)子總成，轉(zhuǎn)子總成設(shè)在軸上，軸通過兩個軸承支撐于兩個相互連接的端蓋中，軸承與端蓋之間設(shè)有波形墊片，其特征在于定子總成為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件，轉(zhuǎn)子總成也為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件。上述端蓋由具有軸承孔的軸承支撐體和端蓋片組成，軸承容置在軸承孔中，軸承支撐體外側(cè)面設(shè)有臺階，端蓋片卡制在臺階上，兩個端蓋片相互連接。定子總成和轉(zhuǎn)子總成表面設(shè)有電鍍層或防腐材料層。本實用新型的有益效果是具有混合式電機的高分辨及大扭矩特點，但成本低廉，電磁效率高，防腐性能高。
文檔編號H02K37/00GK201063516SQ20072000009
公開日2008年5月21日 申請日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者凱西·考互斯基 申請人:海頓直線電機(常州)有限公司