微电机制造工艺全解

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1、微电机制造工艺4以永磁直流和无刷直流电机为主1 微电机制造工艺概论11 制造工艺的特点 1.1.1微电机大小、精度要求、生产批量差别较大; 1.1.2制造工艺涉及的专业很广泛； 1.1.3大量使用工装模具，向少无切削方向发展； 1.1.4在批量生产中，自动化程度越来越高。士 1.2生产类型及特点 1.2.1单件的批量生产一个批次只生产几台、几十台、数百台电机。 1.2.2中等批量生产产品周期地进行成批生产。 1.2.3 大批量生产同一产品，大批量、经常反复地生产。说明：生产类型的年产量根据各企业产品具体情况而定。1.3 工艺方案加工一个零件，或完成一个加工要 求，可以设计若干个不同的工艺过程或

2、 工艺方法，即可以有多种工艺方案。I是指导产品工艺准备工作的依据。士 131 工艺方案设计原则主要应在保证产品质量（技术指标）的 同时，充分考虑经济效益（生产周期、 成本及环保）；根据本企业的能力，积极采用先进的工 艺及工装。132工艺方案设计依据 a、产品图纸及有关技术文件； b、产品的生产性质及生产类型； c、本企业现有的生产条件； d、国内外同类产品的工艺技术情报； e、有关技术政策； f、企业技术领导对工艺工作的要求及有 关科室、车间的意见。出1.3.3工艺方案设计分类 a、新产品样机试制； b、新产品小批量试制； c、批量生产； d、老产品改进。134 工艺方案设计内容不同类型的工艺

3、方案其内容也是不同的, 以新产品样机试制为例说明其内容。8、对产品结构工艺性的评价和对工艺工作量大体估计;-b、初步划分自制件和外协件；C、提出特殊设备购置和设计、改装意见；d、必备的工装的意见；e、关键零部件工艺规程设计意见；f、有关新材料、新工艺的试验意见；g、主要材料及工时的估算。士 14工艺规程专用工艺规程针对每一个产品和零部件所设计的工艺规程通用工艺规程为一组结构相似的零部件所设计工艺规程标准工艺规程已纳入标准的工艺规程，例如金属材料热处理规范等1.4.1工艺规程的文件形式 及使用范围 a、工艺过程卡，主要用于单件小批量产品； b、工艺卡片，用于各种批量生产的产品； c、作业指导书，

4、用于关键件、重要件和质量 控制点的工序； d、工艺守则，某一专业应共同遵守的操作要 求，如金属#才米4热处理规范等； e、毛坯图； f、工艺附图，常与a、b项配合使用。142工艺规程的特点多样性因批量大小、生产厂家、加工设备和设 计人员的不同而不同。合理的工艺规程才是好的工艺规程 并不是越先进越好。1.4.3工艺规程编制依据原则：即要保证产品质量，又要考虑生产成本。 a、研究产品图纸及技术条件等资料； b、产品类型及本厂生产条件是工艺规程制定的重要因 素之一； c、制备毛坯及加工时应尽量考虑采用少无切削新工艺; d、工艺过程分阶段； e、选择合理的定位基准； f、应考虑零部件中隐含的要求。歼1

5、.5工艺规程举例-工艺路线表把一台微电机零部件的加工关 系用图表表示岀来，称之。乍 绅冲粗牟A-牛J 楡一 齡一半检一 欣存爰）一层冊最嶠一 1M一 気一牝一耳2 机械力口工在微电机机加工中，机械加工 占有很大的比重，主要有机壳、转 轴、端盖及其他零部件加工2.1机壳加工永磁直流电机的机壳一般情况 下既起支承作用，又起导磁作用， 机壳材料一般采用10#钢或20#钢 等低碳钢。%2丄1 机壳结构直筒式结构，即所谓的双端盖机壳;有底结构，即所谓的单端盖结构。下面分别针对这两种结构讨论其加工特点a、毛坯卷钏机壳：由钢板卷制焊接而成卷焊机壳：由钢板卷制对钏而成无缝钢管：量少时可选用标准型材，量 大时可

6、定做管材，直接轧制成所需尺寸。b、加工工艺卷制机壳卷制机壳一般用于性能要求不高的力能类直流电机, 其装配时多采用缩口或翻钏方式。加工工序：落料一卷型（钏）-焊接一整形一（退 火）无缝钢管切削加工主要有车机壳内孔、止口、夕卜端面,钻孔、攻丝等。一般应分粗车和精车，并在粗精车之 间加退火。目的：提高机壳的磁性能，减少机壳变形。2.1.3有底结构拉深成形：一般多用于小型机壳，效率高，适合于批量生产。多用08钢板材。挤压成形：效率高，适合于批量生产。棒料加工：一般用于单件小批量生产， 注意应有粗、精加工之分。铸造成形：注意机加工前需退火处理。例：机壳零件图及工艺； 98工 I：鵜i180C右3.2.1

7、 槽绝缘 a、各种复合薄膜材料，下线前嵌入槽内, 高出铁心端面0.5mmo b、熔槽绝缘 c、刷涂绝缘士 3.22绕组绝缘目的是提高绕组以下几方面的性能: a、机械性能 b、耐热性 c、导热性 d、绝缘强度 e、耐潮性 f、化学稳定性土 322.1 浸化的方法及设备 a、沉浸常压浸（一般浸漆）：用于线径较粗，匝数少、槽满 率低的绕组浸漆。真空浸：用于控制类微电机及线径细、匝数多、槽满 率高的电机。 b、滴浸常在半自动及全自动滴漆设备上进行。必须采用无溶剂漆，主要原因是能迅速固化。浸漆的工艺过程主要包括: a、预热 b、浸漆 c、烘干 d、检验3.222绝缘浸漆的工艺过程一种常压浸漆工艺（A30

8、-1） 1、工件烘干605C, 24h 2、浸漆 工件温度50-80C,漆液面高于工件，浸 至无气泡止，约1520min 3、控漆 约0.5-lh,控干为止，室温进行。 4、擦漆擦除多余的漆 5、烘干 低温70-80C, 24h；高温120-130C,约8h （视工件大小而定,以热态绝缘电阻稳定2h以上为准）按图纸、工艺及半成品检验规范进行士 323 绕组的绕注绝缘直流无刷定子环氧浇注定子通孔式;直流力矩电机转子与换向器一起浇注； 常用真空浇注。呻3.3 表面处理微电机中有许多零件需要进行 表面涂覆处理，其目的是提高表面 的防护性能及装饰效果。寸.331表面金属镀层 a、电镀最广泛使用的方法

9、b、化学镀 c、表面合金化，如渗氮等。士 332 表面化学处理钢件的氧化：发蓝铜及合金的钝化：工件浸入辂酸盐形成 钝化层，防护作用增强。丁. 333表面涂漆目的：防锈、防腐、绝缘、装饰涂漆方法：常用刷涂、喷涂、浸漆等较先进的工艺：静电喷涂，同熔槽绝缘时的静电喷漆一 样，不适合于内腔涂敷。电泳涂漆，3.4 塑料件在微电机中塑料主要用作绝缘件及结构 件，如刷架、换向器、接线板、出线盒、 端罩、集电环等，近年来在串激电机也 用作绝缘端板及槽楔架（整体）。按塑料分类：热固性塑料、热塑性塑料。3A1塑件设计的工艺要求J （结构工艺性） a、脱模斜度 b、壁厚 c、加强筋 d、支承面（基准面） e、圆角

10、f、嵌件土 3.42 成形工艺 a、压塑成形 b、挤塑成形 c、注射成形压塑成形和挤塑成形适用于热固性塑料 注射成形适用于热塑性塑料3.5 粘接永磁直流电机：定子粘接 无刷直流电机：转子粘接。注意事项 a、一般粘接面，如机壳内孔，转子导磁环等 粘接表面应喷砂处理。 b、粘接面应擦洗干净，不能有油污。 c、转子线速度转速较高时，如大于3000转时, 常给磁钢外圆热套一个加固套，转速不高时， 也可用涂有环氧胶的布带缠绕转子外表面， 防护加固。 d、烘干温度不能高于磁钢允许温度，以防磁 钢退磁。歼4 铁心制造铁心是电机主磁路的导磁体，是电 机功能性部件之一，铁心制造是微 电机生产的重要工序。4.1

11、铁心冲片制造工艺一般采用冲压方法加工，只有当在样机 试制时（数量较小），可采用线切割方 法加工。冲片冲压加工是由冲模在曲柄压力机 （冲床）上来实现的。L 4.1.1冲模单工序冲模，一付模具只完成一种工序的冲模,如冲孔、落料等，微电机中有时采用单槽冲。复合模，在冲床一次行程中，在一付模具的同 一位置上完成几个不同工序的冲模，完成两个 工序的有凸凹模，位置精度最高。级进模，也叫连续模，在冲床的一次行程中， 在一付模具的不同位置上同时完成两道或两道 以上的冲模。常在高速冲床上使用，需要进料 机构，用于自动化生产。4丄2冲片制造 a、冲裁 b、去毛刺，一般毛刺小于005mm时可 省之 c、冲片退火处理

12、 d、绝缘处理以上工序力能类永磁直流电机视情况取舍,丁.冲片绝缘处理目的：为了减少冲片叠成后的涡流损失，以减 少铁心菠热对绝缘处理的要求： 冲片绝缘层有足够的绝缘电阻值； 足够的机械强度、附着力和韧性； 要均匀（一般为为0015002mm）提高叠压数，保证铁心有效 长度； 有良好的导热及耐热性； 绝缘工艺方法简单、适用。绝缘方法：通常采用涂漆或喷漆，也有磷化、氧化的，4.2 铁心制造目前一般采用叠装式铁心。叠装方法又分为:压装式、钏接式、扣钏式、焊接式、粘 接式、自动扣钏式等。4.2.1 扣钏式铁心自动扣钏式铁心一般是在自动冲床上进行加工。在冲冲片过程中，依靠上 下冲片钏扣的凹槽和凸起的过盈量

13、连续 扣钏而成铁心。使用连续模进行冲裁。4.22常用迭片式铁心制造工艺工艺过程一般包括：理片、称重或数片、叠装、 紧固 a、叠装叠装一般在叠装工具上进行，有时也可直接叠装在轴上。 b、铁心的固紧方法粘接法：使用滚胶、浸胶等方法使冲片表面形成一层胶膜，然后叠 装、再烘干，退出工装。定、转子铁心都适用。钏接法：在冲片合适的位置设置钏钉孔，然后叠装，再钏接，退出 工装，常用于定子铁心。扣片法：叠装后扣片紧固。焊接法：叠装后用氮弧焊、等离子焊等。常用于定子。直接叠：转子轴上铳键槽，适用于单冲小量生产。5 永磁直流电机电枢制造永磁直流电机转子电枢一般由转轴、 铁心、电枢绕组、换向器等构成。 是比较复杂的

14、转子组件。5.1主要工艺过程 a、将铁心及换向器压到轴上； b、换向器下刻（刻槽）； c、车换向器外圆；-d、电枢绕组嵌线、接线及焊接； e、半检； f、浸漆绝缘处理； g、半检； h、精车铁心外圆及轴承档等尺寸; i、精车（金刚石车）换向器表面； j、动平衡； k、铁心表面涂铁红。土 5.2电枢绕组制造在微电机生产中，绕组制造常采用自动 绕线嵌线和手工绕线嵌线两种方式。对于结构紧凑、铁心槽口窄、绕组导线 细、槽满率高和铁心采用斜槽形式，常 采用手工下线。土槽满率珞 式中：K槽满率；Ns每槽导体数； dj带绝缘导体直径; S有一一每槽有效面积。对于驱动用直流电机：K80%o交、直流伺服机：K3

15、5%O手工下线槽满率可高些，自动下线槽满率应低点5.3 换向器表面加工1专用设备：下刻机、精车机 适用于批量生产通用设备：一般用仪表车床+金刚石车刀歼5.4 动平衡需校正不平衡的部件有：转子组件、风扇、稳速器组件 换向器等541不平衡的原因及后果原因：转子各零部件结构不对称，材质不均匀 或制造不够精确，都能使转子旋转时离心力系 的不平衡，其离心力系合力不为零且随着转动 而发生同期性变化。后果：旋转部件的不平衡使转子产生周期性机 械振动，在轴承中引起一个动压力，使电机运 行可靠性和精度下降，随之产生噪声，降低轴 承寿命，使换向性能恶化等。542平衡精度等级平衡精度的标准，国内外较多采用的是采用e

16、s 的大小来划分平衡等级，硒?严 & wF TOT式中：Wlr不平衡重径积；W旋转件重量；w旋转件角速度；G精度等级，(mm/s)士 5.43 不平衡校正措施 a、去重法钻孔或铳削去重，高转速电机常用之。 b、加重法措施较多，如螺钉加重，平衡胶等。歼6 永磁直流电机定子制造磁钢粘接、扣压等7 直流无刷定子电枢制造其结构特点正好与永磁直流电机相反， 磁钢在转子上，绕组在定子铁心上。定 子电枢的制造过程一般为：叠铁心绕线下线绝缘 磨定子内外圆压装检查针对单端盖结构的定子组件，一般采用 先下线，再压装的工艺过程。8 无刷直流转子同永磁直流电机定子制造工艺过程相似。 磁钢粘接，转速高时外部缠绕环氧胶绸 布带或加钢套（不导磁）。呼9 刷簧组件加工刷架一般采用塑料件，可采用塑料 成形工艺。如果刷架同端盖做成一 起，有时采用塑料件结构，有时采 用铜刷握固定于端盖结构形式。10 a、先进加工技术简介向少无切削、高效率的生产方式发展各种冲压工艺：冲、拉、挤、塑料件加工等。 b、向高精度、低粗糙度发展如换向器表面加工、专用换向器、转子精车机、下刻 机、转轴无心磨等。 C、向自动化半自动化方向发展在大批量生产中，采用专用机床、专用工模具，采用 先进的工艺方案，提高工率，定、转子自动绕线机， 高速冲床+自动冲叠模具，自动涂漆机，自动滴浸漆机, 加工中心，铁心自动氮弧焊机等。