一种丝杆电机改良结构及组装工艺的制作方法

本发明属于电机，提供一种丝杆电机改良结构及组装工艺。

背景技术：

1、随着移动互联网时代的到来，移动设备的数量不断上升。电机作为主要动力源之一，广泛应用于移动设备中。在一些需要做线性运动的负载产品中，如汽车用抬头显示仪(hud)，当外部驱动器会给电机提供对应频率的脉冲电流时，使得电机的铁芯线圈产生变化的磁场，该铁芯线圈所产生的磁场和永磁体转子产生旋转的磁力，以让永磁体转子机械式旋转的扭矩，而转子经由丝杆、滑块等将旋转的扭矩转化为线性移动的推力，再由滑块推动负载产品做线性运动。

2、然而，现有的负载产品需要对其线性运动提出高标准，如对滑块移动精度要求高，即：由于丝杆、滑块配合中会存在间隙，在滑块移动到一定位置后，该滑块返程时，因丝杆滑块所带来的间隙因素，会在某个时间点存在电机运行的同时，该滑块不动的现象，此时的滑块移动精度就会不准确，从而影响到负载产品在线性运动中的卡顿或延时。

3、此外，习知的步进马达主要包括有定子、壳体、转子、轴承、盖体等，而转子通常是由丝杆、保持器和磁环构成，其中：常见结构之一是采用塑胶保持器，即通过注塑工艺，用塑胶将丝杆与磁环固定，丝杆末端的阶梯轴结构是为了模具结构简单，无滑块结构；丝杆上开槽是为了转子径向锁死不打滑；这类型的转子由于工艺要求，丝杆结构复杂，增加加工步骤，使得丝杆成本高，整个转子的成本也提高；常见结构之二是采用铝合金保持器，即丝杆和铝合金保持器通过过盈配合压入固定，磁环与铝合金保持器通过粘接固定；这类型的转子由于铝合金保持器材料成本高，整个转子成本也提高。

4、因此，有必要对该丝杆、滑块结构中存在的传动间隙问题，及转子中的保持器替代方案进行研究。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种丝杆电机改良结构，以消除丝杆与滑块之间的传动间隙，及优化转子中的保持器设计；本发明的目的之二在于提供一种丝杆电机组装工艺。

2、为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明提供一种丝杆电机改良结构，包括马达组件、滑座组件和支架组件，其中，支架组件由u型框架、导向杆组成，导向杆设置为两根，呈平行的固定在u型框架上，且滑座组件滑设于两根导向杆上；马达组件主要由转子、上机壳、下机壳组成，上机壳固定在u型框架的一端外侧上，下机壳固定在上机壳上，且上机壳与下机壳之间设置有转子和线圈，线圈套装在转子外，下机壳在背离上机壳的背侧设置有后盖板；转子由丝杆、线圈、保持器、磁环组成，保持器采用钣金件，且保持器通过压入并以过盈配合固定在丝杆上，通过改良保持器为钣金件结构，有效地解决了传统转子结构复杂、成本高的问题，为低成本马达提供了一种创新的解决方案；磁环固结于保持器环面外；丝杆在背离保持器的前端依次穿过上机壳、u型框架及滑座组件后，由丝杆的前端设置的前轴承与u型框架连接，丝杆在保持器设置的后端通过后轴承与后盖板连接，丝杆与滑座组件螺纹连接。

4、可选的，支架组件还包括设置在u型框架底部的硅胶垫。这样，硅胶垫不仅能增加支架的稳定性，还能够吸收一定的震动量。

5、可选的，丝杆上并在保持器与后轴承之间设置有弹压片。这样，该弹压片可提供额外的压力，确保保持器与后轴承之间有良好的接触，从而减少摩擦和磨损，提高整体的稳定性和耐用性。

6、可选的，保持器设有以供丝杆穿枢的中心穿孔，中心穿孔通过冲压成型有朝向一侧的翻边，且保持器上设有围绕翻边的压槽。这样，中心穿孔及翻边的设计使得丝杆的安装和定位更为简便，提高了生产效率，减少了装配过程中的复杂性；而翻边的设计增加了保持器的整体刚性，提升了转子的耐用性，适应更高的工作负荷；而压槽的存在有助于形成更好的强度效果，确保在使用过程中保持器与丝杆之间的连接更加牢固。

7、可选的，保持器根据其强度及磁环的轴向长度设置为两个及以上，且两个及以上保持器在丝杆上呈间隔布置。这样，多个保持器的设置能够分担转子在运行过程中产生的负荷，提高转子的承载能力和耐久性；而间隔布置的多个保持器可以有效防止转子在高速运转时发生轴向位移，确保转子的稳定性和精确性；同时，多个保持器的设计能够更好地固定磁环，确保其在运行过程中的位置稳定，从而提升步进马达的磁性能和驱动效率。而保持器的径向环面设有至少一个气孔；这样，气孔的设计可以有效改善转子在运行过程中的散热性能，提高转子和马达的工作效率和寿命；同时，在多个钣金件(保持器)压入装配过程中，气孔能够允许空气在两两之间流动。这有助于减少气体压缩和阻力，避免空气滞留，从而确保装配的顺利进行。

8、可选的，丝杆及保持器均以金属材质制成，丝杆为4cr13或sus303的不锈钢，保持器为sus304不锈钢或secc镀锌钢板，保持器的外表面与磁环采用uv胶粘接，磁环为钕铁硼磁环。这样，采用金属材料的丝杆和保持器可以显著提高整个转子的强度和耐用性，确保在高负荷和高频率工作环境下的长期稳定运行。而uv胶具有良好的粘附性和耐高温性能，能够在保持器和磁环之间形成强力的粘接，确保在转动过程中磁环不会脱落或移动，并适应马达在高温环境下的工作需求，防止粘接部分因热变形而导致的失效，从而提高转子的稳定性和可靠性。

9、可选的，滑座组件由滑块、半螺母、弹簧一组成，滑块上设有与丝杆螺纹连接的内螺纹圆柱，滑块上卡接有与丝杆螺纹连接并同内螺纹圆柱相对的半螺母，且半螺母与内螺纹圆柱之间设有弹簧一，由弹簧一提供压缩反弹力朝向两边分别抵靠在半螺母和内螺纹圆柱所在侧的滑块上。这样，通过弹簧一的作用，有效消除了丝杆与滑块之间的传动间隙，提升了整体线性运动的精度。

10、可选的，半螺母由基座、半螺纹套、卡头、导柱组成，基座的两侧分别设置有半螺纹套和导柱，半螺纹套的外壁上设置有卡头，弹簧一的一端套设在导柱上并抵靠于基座；滑块上开设有用于卡持卡头的插槽；这样，半螺母的卡头能够实现径向限位，方便组装，使得半螺母与滑块组装时能够快速卡位限定。而该半螺母的半螺纹套设计结构简单，且方便成型，使得在调节时更加灵活，也便于安拆及注塑制造。而半螺母为塑胶成型制品，有助于减轻整体重量。

11、可选的，滑座组件还包括压板和弹簧二，压板设置在滑块上，且压板与滑块之间设置有弹簧二，滑块上开设有用于安装弹簧二的卡槽，压板用于与滑块配合卡持负载产品。该压板的设置使得其与滑块能够牢固地夹持住负载产品，从而避免在使用过程中出现滑动的情况。弹簧二25则起到了缓冲和减震的作用，能够有效吸收外部冲击力，保护负载产品不受损害。

12、本发明还提供一种丝杆电机组装工艺，基于上述的丝杆电机改良结构，包括如下步骤：

13、s1、将后轴承通过铆压固定在后盖板上，再将后盖板通过激光焊接固定在下机壳上；

14、s2、将方针压入固定在骨架上，再将骨架与中爪极装配后绕制漆包线并浸锡，制得线圈；

15、s3、将丝杆与钣金件的保持器通过过盈配合压入固定，并将磁环涂胶固定在保持器上，充磁制得转子；

16、s4、将弹簧一的一端套装在内螺纹圆柱上并抵靠在滑块，再将弹簧一的另一端套装到半螺母的导柱上并抵靠在基座，压缩弹簧一，并使半螺母上的卡头卡在滑块的插槽上；利用弹簧二将压板装配在滑块上，且弹簧二卡在滑块的卡槽内，制得滑座组件；

17、s5、在支架组件的u型框架上通过导向杆装配好滑座组件，并u型框架的一端安装上前轴承，另一端通过激光焊接固定有上机壳；

18、s6、拨动滑座组件上的半螺母的卡头，使半螺母向内螺纹圆柱方向移动所定距离以压缩弹簧一，再将转子的丝杆从上机壳所在侧的滑块旋进内螺纹圆柱后并通过弹簧一进入半螺母的半螺纹套内，再穿出滑块并装配至前轴承上，再松开卡头即可完成丝杆与滑座组件的装配；然后，转子通过电批锁紧在上机壳中，再在转子的丝杆后端装上弹压片后组装线圈和下机壳，且通过激光焊接好上机壳和下机壳；

19、s7、将连接器卡扣在护线盒上，并利用护线盒内的pcb板将连接器与线圈连接，再在u型框架上粘贴硅胶垫，得到成品丝杆电机。

20、本发明的有益效果是：

21、1、本丝杆电机改良结构，其转子通过更具成本效益和结构简单的钣金件(保持器)作为解决方案，使得保持器的质量低，有助于提升转子惯量，并大大降低了转子成本，从而降低整体步进马达的生产成本，提高市场竞争力。

22、2、本丝杆电机改良结构，其转子通过将保持器设计为多个并间隔布置的结构，不仅增强了转子的强度和稳定性，还为马达的性能提升提供了有效的解决方案。

23、3、本丝杆电机改良结构，其转子通过保持器上设有气孔的设计，不仅提升了散热和维护性能，还为多个钣金件的压入装配提供了便利，确保了装配过程的顺利进行和装配精度。

24、4、本丝杆电机改良结构，在滑座组件上通过弹簧一的作用，有效消除了丝杆与滑块之间的传动间隙，使得滑块不会失步，提升了整体运动的精度；同时，滑块在丝杆运动方向上始终保持紧密接触，避免了因间隙产生的延迟，提高了系统的响应速度。还可以在滑块的左右运动中提供更好的稳定性，减少由于传动间隙所引起的抖动或卡顿现象。

25、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。