直线电机工艺的研究

直线电机组装工艺的研究与应用摘要：为了提高企业制造技术，加快新技术的开发，促进企业技术的进步，随着高速切削、超精密加工等先进制造技术的发展，需要较高的驱动推力、快进速度和极快的定位精度。 机床进给系统以直线电机的直接驱动为主要发展方向。 本文阐述了直线电机的工作原理及其功能，以CKS6125车床采用的直线电机为例，阐述了直线电机组装技术的关键技术，并对直线电机的主要组装工艺进行了分析与研究。 此次直线电机试制的成功，对我厂机床的转型，对经济的发展发挥了积极的推动作用。1 .引言近年来，如何提高企业的制造技术，加快新技术的开发，越来越受到企业的重视。 随着高速切削、超精密加工等先进制造技术的发展，对机床的各项性能指标提出了越来越高的要求。 同时，对机床进给系统的伺服性能要求较高的驱动推力、快速进给速度和极快的定位精度。 高速、高加速度和高精度是现代伺服的要求和发展趋势。 直线电机高速进给单元的应用深刻改变了进给传动链及其结构，机床进给系统以直线电机的直接驱动为主要发展方向。 直线电机机械结构简单，但制造技术要求非常严格，为加快我国高速加工技术的发展和应用，需要加快我厂数控机床的转型，组织力量攻克直线电机组装过程。2 .直线电机的介绍直线电机由直线位移机构的执行元件和执行元件组合而成。 根据能量转换定理，进给机构的线性电动机分为同步电动机和异步电动机。 具有直线电机结构紧凑、功率损失小、快进速度高、加速度高、运动噪音低等优点，直线电机驱动方式与旋转电机驱动方式的最大差异在于，废除了从电机到工作台的所有机械的中间传动连杆，实现了“零传动”，实现了螺纹传动该新技术在国际上已有一些大型机床公司应用于机床行业，但我国直线电机的设计制造技术才刚刚开始，尚处于批量生产规模，直线电机的性能指标与国外还存在很大差距。我厂在数控车床上应用直线电机在国内尚属首次，因此在CKS6125车床的x轴上应用直线电机是对这项新技术的尝试，成功开发出了这项新技术，为今后机床的开发和应用奠定了基础。 该技术是我厂首次试制，直线电机的组装必须在探索中。CKS6125车床的x轴直线电机采用西门子制的1FN3永磁同步直线电机，是一种将一次部磁芯(线圈)安装在滑板上，将二次部磁芯(磁铁)安装在底座鞍上的完整内装电机。 其结构如图1所示图11FN3永磁同步直线电机主要由一次部、二次部、一次部的铁心型材、精密冷却部构成，其结构如图2所示端子箱选购件：精密冷却器(对环境温度的影响4 K )子部分基本部分可选：连续防护(保护子部分)动力冷却器可选：端点(固定盖子，水流入流出)可选：冷却部分(对环境温度的影响4 K )图2底座滑轨采用由ener公司的2RUE3SDNLFEG3W2/920滚子滑块组合而成的滑块，滑块采用自润滑，带有2-BKESX35DHO锁。 其结构如图3所示：图33 .直线电机组装技术的关键技术和技术方案3.1直线电机组装技术的关键技术根据直线电动机的结构特征，直线电动机的零件加工和组装的关键点如下a )初，次级部核的安全组装。b )安装直线电机所需的工装选择。c )安装直线电机的螺钉紧固扭矩选择。d )直线电机的初次磁芯组件。e )直线电机组装后的检查和搬运车。3.2直线电机组装工艺的确定直线电机的机械结构简单，但其组装工序非常严格。 直线电机二次铁心的永磁铁具有强静态磁场和高速铁路的强磁力，直接影响人的健康和安全，在组装过程中要考虑保证直线电机的组装精度，也要重视人身安全。 根据上述要求，制定直线电动机组装工序流程如下组装前准备在床上安装鞍座，安装床鞍座导向器安装滑板来调整机床精度冷却二次铁心并安装在床鞍座上，尝试泄漏安装二次铁心安装二次铁心磁罩将一次铁心冷却器安装在滑板上3.3直线电机组装过程的分析直线电机组装后，拆装非常困难，组装前必须做好准备。 组装前按目录检查零件，收集必要的工装，清洗零件，按图纸检查零件。 按照直线电机组装工艺进行组装。一、实现直线电机安全组装的方法由于直线电机二次铁心的永久磁铁具有强静态磁场和高速铁路的磁力，组装过程要求如下a .磁性材料离次级磁芯的距离应 100mm。b .手表、磁性材料(磁卡、软盘等)应分开。c .安装、维修和维护设备时，请带好工作手套。d .带起搏器的人不得在这个设备上工作。e .铁磁体不能放在次级磁芯附近。组装直线电机时，为了应急，请准备至少2个高强度非磁性材料制楔形物(例如不锈钢刀片)和1根锤子(重量3kg )，用于二次部磁芯部件的分离f .组装前可拆卸二次部磁芯包装箱。g .组装时至少有两人在工作。h .不能将一次部核直接载入二次部核。I .使用钢制工具时，握住工具，从侧面靠近二次部铁芯。j .安装二次部的芯后，要另行工作，请用20mm以上厚度的非金属材料(木等)复盖。k .初级铁心和次级铁心安装在线性导轨上后，不会因磁力而向移动方向移动。l .使用专用夹具和设备。二、如何选择安装直线电机的工装由于直线电动机的一次部铁心具有较强的磁力，因此安装直线电动机的工具采用不锈钢或非金属的工具，在安装一次、二次部铁心时，为了防止磁力的作用引起的伤害，需要采用专用的安装装置a .装置(非磁性材料)的拆卸/安装。b .一把手锤(非磁性材料)。c.(楔子) 2根(非磁性材料)。d .扳手(不锈钢)。三、如何选择安装直线电机的螺钉和紧固扭矩安装直线电机避磁采用不锈钢A2螺钉，为确保螺钉安装牢固，规定螺钉拧入深度为1.0d以上，为增加螺钉夹持力，在螺钉上涂抹MoS2润滑脂，初次使次级线圈均匀保证冷却板安装时不变形，拧紧螺钉时用扭矩扳手按要求对角拧紧。1FN3直线电机安装用螺钉紧固扭矩单位： N.m螺纹规格推荐螺钉紧固扭矩高强度螺纹允许最大转矩M53.44.8M65.88.3M81420四、直线电机的安装方法直线电机装卸困难，为了保证没有异物，安装前要清洗零件。 校正螺纹孔，以免螺纹的安装变差。 最初，由于次级磁芯的气槽尺寸最初直接影响次级磁芯的吸引力和输送力，不会削弱线性马达的功能，因此最初次级磁芯安装后的间隙为0.8mm，在安装前对各部件的尺寸链进行校正。 为了保证直线电机的安装精度，在安装直线电机前预载滑板和床架，调整精度后，拆下滑板，分别安装初次二次部磁芯。1 .次级部核的组装a .用螺钉将二次部磁芯固定在床架上，将组合分配器沿轴向放置在冷却型材的插头上，拧紧组合分配器，为了防止冷却型材的扭曲变形，请不要螺钉拧紧。 安装另一个组合分配器并拧紧螺钉。 检查二次部磁芯冷却系统是否漏油。 尝试泄漏时，请采用冷却介质，避免直线电机部件产生冷凝水或湿气。b .安装二次部磁芯。 拧紧各个次级磁芯后，用防磁板复盖，再安装一个次级磁芯，避免磁力损伤。 二次部磁芯由四个块连接，必须确认二次部磁芯支撑板上粘贴的显示文字“n (北极)”朝向相同的方向后进行组装。c .安装以二次部为铁心的磁性罩。 安装时，首先将二次部磁芯磁盖的一端固定在二次部磁芯末端块上，另一端和最终块的二次部磁芯外缘的约45角从上部定位，拉出磁盖，降低二次部磁芯磁盖，使其对准二次部磁芯。 下降后，磁力感觉盖子马上被释放了，发出“咔嗒”的声音进入正确的位置。 检查盖板是否安装在正确的位置，并将次级铁心磁性盖板的另一端固定在另一个次级铁心端块上。2 .一次部芯的安装a .一次部芯精密冷却装置，将一次部芯安装在滑板上。b .将拆卸/安装装置固定在滑板的两侧，拆卸/安装装置最大极限位置。 c .将隔板放在次级铁心上，将滑板放在底座鞍座上，拆卸/安装装置与底座鞍座的接触可靠，慢慢松开螺钉，使滑板与底座鞍座的导轨块慢慢接触，保证螺纹孔对齐，用高强度螺钉将滑板紧固在导轨块上。d .不得将次级内核直接载入次级内核。e .将二次部磁芯安装到直线导轨上后，不会因磁力而向移动方向移动。五、运输车组装试验a .检查直线电机的各冷却、液压接头是否连接、电线是否正确连接、各保护开关是否可靠安装。b .直线电机进行耐压、绝缘试验。c .投入冷却液和液压油，手动移动滑板，移动均匀，摩擦小，不允许卡住现象。 使其能够在全行程内顺畅地移动。 手动移动滑板，均匀有节奏的力的变动根据马达的构造而不同，这并不表示马达的组装或安装不正确。d .电机通电后，以低速运行，运行没有错误的话，逐渐上升速度。 不能用机床的冷却液或润滑剂冷却直线电机。 冷却介质可以在水中加入防腐剂或低粘度油。e .介质必须清洁过滤，最大允许粒子为100m。f .在任何环境下，都能够防止结露水变成湿气为了选择冷却介质的流入温度，一般选择最大流入温度为环境温度以下的3。 电机的连续供电量使用100%时，流入温度最多请限制在35。g .二次部核的最