CN100369696C - 无刷发电机爪极 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无刷发电机爪极及其制造工艺，爪极底部为一圆环，在圆环上均匀分布有八个鸟嘴形的爪，在爪的内斜面上设置有一个止肩。本发明的无刷发电机爪极在爪内斜面上有一个止肩，其作用是把无刷爪极同前爪极用圆环焊接在一起，防止在高速旋转中爪极变形，造成爪碰定子，从而造成发电机短路。

Description

无刷发电机爪极

技术领域

本发明涉及一种无刷发电机爪极。

背景技术

无刷发电机安装在发动机的旁边，由发动机带动旋转，从而将机械能转化为电能。无刷发电机由定子绕组和转子绕组两部分组成，三相定子绕组按彼此相差120度分布在壳体上，转子绕组由两块爪极组成。当转子绕组接通直流电时即被励磁，两块爪极形成N极和S极。磁力线由N极出发，透过空气间隙进入定子铁心再回到相邻的S极。转子一旦旋转，转子绕组就会切割磁力线，在定子绕组中产生互差120度的电动势，即三相交流电，再经整流元件变为直流电输出。无刷发电机，顾名思义就是发电机不需用电刷。其原理是励磁线圈绕内定子的线圈架上，内定子与后端盖相连接，励磁线圈的两端通过内定子引出，接在调压器的两端，内定子与前后爪极不接触，爪极旋转时励磁线圈不旋转，这样就省去了电刷。无刷发电机的优点是：1.不产生电磁干扰；2.不用更换电刷，免维护，性能稳定，可靠，发电机使用寿命长。无刷发电机结构促使其爪极的形状不同于有刷发电机爪极。其爪极中间没有底板，是一个大通孔，如在一个大圆环上均匀分布着几个类似于鸟嘴形的爪，爪的形状及尺寸对发电机的发电量及噪音有很大影响。

目前，国内生产无刷发电机爪极的常规工艺如下：

1精密铸造后机加工工艺

目前，国内无刷发电机爪极普遍采用精密铸造。该工艺生产的爪极容易产生缩孔、疏松、夹杂以及化学成分不稳定等缺陷从而导致磁阻增加，电磁性能差，从而影响发电机的功率，无法适应当今汽车发电机体积要缩小，功率要增加的发展趋势，而且，铸造易产生硬点，不易机加工。所以该工艺最终必将被淘汰。

2无缝钢管锻造后机加工工艺

该工艺采用低碳无缝钢管，经加热后精锻成型，该工艺优点是材料浪费少，能直接锻出中间的大孔，机加工简单。其缺点是须依据产品尺寸及重量要求，选取管径及壁厚都合适的10号钢以下的无缝钢管。但这种材料市场上很难采购到，须定轧，且材料的通用性差，原材料成本高，不易形成批量生产。

3.热模锻加精加工工艺：中国专利CN1069853C公开了一种汽车发电机用爪极成型工艺，包括原材料下料、开式热模锻、切飞边、闭式热模锻、精加工、表面润滑处理等，该工艺采用热模锻和精加工相结合的方式，生产的汽车发电机用爪极化学成份稳定，无缩孔、渣眼等。但该工艺需两次加热，生产成本较高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种无刷发电机爪极及其制造工艺，该工艺不仅设备投资小、制造的成品质量高，而且能降低生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无刷发电机爪极，爪极底部为一圆环，在圆环上均匀分布有六个或八个鸟嘴形的爪，在爪的内斜面上设置有一个止肩。

一种无刷发电机爪极的制造工艺，具有如下工艺步骤：

a.下料；

b.加热；将原料件投入加热炉内加热至1050℃～1100℃；

c.镦粗；把加热好的原料件用曲柄压力机镦扁成镦粗件，去除表面氧化皮；

d.预锻；把镦粗件移入带出气孔的预锻模中预成型，采用爪朝上方式锻打，形成预锻件；

e.精锻；把预锻件放入精锻模中成型，形成精锻件；

f.切边；将精锻件的飞边切除；

g.磁性退火；将切除飞边的精锻件放入退火炉中退火；

h.冷整形；整爪极的磁轭外圆、内平面及爪内斜面，为后续机加工提供基准；

i.粗加工；以冷整形后的爪内斜面定位，加工爪极的大平面及外圆，并用割刀割出内孔，形成半成品件；

j.精加工；对半成品件爪极的磁轭平面、大平面、外圆及中孔进行精加工，制成成品件。

本发明的有益效果是，本发明的无刷发电机爪极在爪内斜面上有一个止肩，其作用是把无刷爪极同前爪极用圆环焊接在一起，防止在高速旋转中爪极变形，造成爪碰定子，从而造成发电机短路。原材料选用08#低碳钢制造，电磁性能好。本发明的无刷发电机爪极的制造工艺，采用镦粗工艺，去除表面氧化皮，使产品外观质量高，无凹坑，成品尺寸精度高；预锻是爪朝上锻打，模具有出气孔，可以采用较小吨位的普通锻压设备，如摩擦压力机；精锻时每个爪都能锻饱满，爪的尺寸精度高，最终成品件的动平衡好；经预锻后再精锻，班产量高，模具寿命高，降低了模具成本；镦粗、预锻及精锻三个工序形成流水线，采用一次加热，降低了加热成本；采用冷整形工序，消除了精锻及切边的变形，为后续机加工提供了基准，保证了成品的尺寸精度要求及形状公差要求，确保了成品件的动平衡要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的无刷发电机爪极的结构示意图。

图2是本发明的工艺流程图。

图3是本发明中原料件的结构示意图。

图4是本发明中镦粗件的结构示意图。

图5是本发明中预锻件的结构示意图。

图6是图5的剖视图。

图7是本发明中精锻件的结构示意图。

图8是图7的剖视图。

图9是本发明中半成品件的结构示意图。

图10是图9的剖视图。

图中：1.圆环，2.爪，3.止肩。

具体实施方式

如图1所示的本发明的无刷发电机爪极，爪极底部为一圆环1，在圆环1上均匀分布有八个鸟嘴形的爪2，在爪2的内斜面上设置有一个止肩3。

如图2所示的本发明的无刷发电机爪极的制造工艺，具有如下工艺步骤：

a.下料；选用电磁性能好的原材料08#低碳钢，根据重量要求，用锯床将原材料锯成如图3所示的原料件；

b.加热；将原料件投入加热炉内加热至1050℃～1100℃；我们经过反复试验，将原料件加热温度定在1050℃～1100℃之间，可保证只需加热一次，原料件在流水线上进行镦粗、预锻、精锻时其内部组织为单一的奥氏体，精锻时原料件仍有良好的可塑性，使精锻件每个爪都能锻饱满、爪的尺寸精度高、最终成品件的动平衡好；

c.镦粗；把加热好的原料件用曲柄压力机镦扁成如图4所示的镦粗件，去除表面氧化皮；

d.预锻；把镦粗件移入带出气孔的预锻模中预成型，采用爪朝上方式锻打，形成如图5、图6所示的预锻件，由于采用爪朝上方式锻打，且模具上具有出气孔，因此锻压设备可以采用较小吨位的普通锻压设备，如摩擦压力机；

e.精锻；把预锻件放入精锻模中成型，形成如图7、图8所示的精锻件；

f.切边；将精锻件的飞边切除；

g.磁性退火；将切除飞边的精锻件放入退火炉中退火；

h.冷整形；整爪极的磁轭外圆、内平面及爪内斜面，为后续机加工提供基准；

i.粗加工；以冷整形后的爪内斜面定位，加工爪极的大平面及外圆，并用割刀割出内孔，形成如图9、图10所示的半成品件；

j.精加工；对半成品件爪极的磁轭平面、大平面、外圆及中孔等部位进行精加工，制成如图1所示的成品件。

本发明的无刷发电机爪极的制造工艺，原材料选用08#低碳钢，电磁性能好。采用镦粗工艺，去除表面氧化皮，使产品外观质量高，无凹坑，成品尺寸精度高；预锻是爪朝上锻打，模具有出气孔，可以采用较小吨位的普通锻压设备，如摩擦压力机；精锻时每个爪都能锻饱满，爪的尺寸精度高，最终成品件的动平衡好；经预锻后再精锻，班产量高，模具寿命高，降低了模具成本；镦粗、预锻及精锻三个工序形成流水线，采用一次加热，降低了加热成本；采用冷整形工序，消除了精锻及切边的变形，为后续机加工提供了基准，保证了成品的尺寸精度要求及形状公差要求，确保了成品件的动平衡要求。

Claims (1)

1.一种无刷发电机爪极，其特征是：爪极底部为一圆环(1)，在圆环(1)上均匀分布有六个或八个鸟嘴形的爪(2)，在爪(2)的内斜面上设置有一个止肩(3)。

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