CN102201720A - 带有螺旋升角的定子铁芯的成型方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有螺旋升角的定子铁芯的成型方法和装置，该装置由螺钉(1)、圆柱销(2)、底板(3)、垫板(4)、螺旋定位销(5)、中心定位销(6)、固紧螺钉(8)、压板(9)和螺母(10)组成，所述中心定位销(6)上沿轴线加工有两个对称的方槽，两个螺旋定位销(5)分别安装在两个对称的方槽内；圆柱销的外表面部分(21)与定子冲片的内孔(12)相配合；所述螺旋定位销(5)的圆柱(52)表面缠绕着细长的螺旋筋(51)，其螺旋升角为β。本发明采取中心定位和螺旋定位分开的分体结构，使得定子铁芯从装置上脱模成为可能；另外该装置加工简单，使用方便，改变以前电机定子胶合中以空间直线代替空间曲线的方法，能充分达到斜槽电机定子的理论设计要求。

Description

带有螺旋升角的定子铁芯的成型方法和装置

技术领域

本发明属于产品成型技术，特别涉及一种带有螺旋升角的电机定子铁芯成型方法和装置。

背景技术

电机齿槽转矩由电机永磁体磁场与齿槽之间相互作用而产生，它会引起转矩脉动，甚至可能引发电机共振。斜槽电机由于能有效地消除齿槽转矩，降低电机的转动惯量，减少机电时间常数，提升电机对信号的反应速度，已应用于某些特殊场合。但受斜槽电机定、转子加工方法的限制，不能使该电机的输出参数达到设计要求，局限了斜槽电机应用范围。

过去军用斜槽电机的定转子胶合采用的直线代替螺旋线(图12甲)引导各个电机冲片的胶合，这样胶合而成的电机定转子斜槽侧壁就像一个倾斜的平面，而不是数学模型需要的螺旋面。以至于加工出的电机的性能远不能达到设计要求。民用电机由于对电机冲片片间绝缘要求不高，采用级进模冲制电机冲片和步进电机旋转电机冲片间的螺旋升角，通过压坑的方式使得电机的冲片压接在一起，一次形成电机的定、转子。这种电机由于电机冲片通过冲压压坑的方式组合在一起，电机冲片间的电性能是导通的，电机的涡流大，起动力矩大，输出损耗大。该类电机不能应用于精密控制的航空领域。

有效解决军用斜槽电机定、转子的胶合问题，必将带动斜槽电机在航空领域的广泛应用。

发明内容

本发明的目的：设计一种用于带有螺旋升角的电机定子铁芯的成型方法和装置，使定子冲片按照空间螺旋线的引导胶合成带有螺旋升角的定子铁芯，并且使得定子铁芯的脱模简单易行，而不对定子铁芯和工装造成损害。

本发明的技术方案是：本发明设计了一种带有螺旋升角的电机定子铁芯的成型装置，由螺钉1、圆柱销2、底板3、垫板4、螺旋定位销5、中心定位销6、固紧螺钉8、压板9和螺母10组成，其特征是，中心定位销6通过圆柱销2和螺钉1固定在底板3上，和底板成为一个整体；垫板4通过螺钉1固定在底板3上；固紧螺钉8压装在底板3上；螺旋定位销5通过定位台阶54装在垫板4上，通过其定位端53插装在底板3上；压板9通过螺母10压装在要成型的定子铁芯7的上表面上；

所述中心定位销6上沿轴线加工有两个对称的方槽，两个螺旋定位销5分别安装在两个对称的方槽内；圆柱销的外表面部分21和定子冲片的内孔12相配合，保证定子冲片的同心定位；

所述螺旋定位销5的圆柱52表面缠绕着1mm～2mm宽的螺旋筋51，其螺旋升角为β；该螺旋筋的回转中心O点为虚拟的定子冲片的中心，保证胶合过程中定子冲片片间按照螺旋升角β进行相互错位；螺旋筋的起点在O点与圆柱52中心的连线上，且距O点的距离Y为定子冲片内孔12的半径；宽为1mm～2mm的螺旋筋51与定子冲片上的1mm～2mm宽的槽口11相配合；螺旋筋的回转半径R1的大小为定子冲片内孔12半径与螺旋定位销上的螺旋筋51插入定子冲片槽口11的深度δ之和；

所述垫板4比底板3在纵向上多出两块区域82，底板3比垫板4在横向上多出另外两块区域81，在成型结束后，在区域82和区域81分别作用方向相反的力，可以使垫板和底板脱开；在外力的作用下两个螺旋定位销5和定子铁芯7随着垫板4一起沿着中心定位销6相对底板3进行移动，由于螺旋定位销5和定子铁芯7作为一个整体同时运动，所以定子铁芯和螺旋定位销之间没有相对运动，这样螺旋筋51不会对脱模的运动形成阻力，而且保证了螺旋定位销上的1mm～2mm宽的螺旋筋不受损伤，从而保证螺旋定位销的重复定位准确性；

所述螺旋定位销5上1mm～2mm宽的螺旋筋51插入定子铁芯上1mm～2mm宽的槽口11中，所以从中心定位销上脱模下来的定子铁芯和螺旋定位销是一个整体，由于插入的深度δ很浅，能很方便地就将螺旋定位销拆下，完成定子铁芯的胶合。

同时本发明还提供了一种带有螺旋升角的电机定子铁芯的成型方法，包括以下步骤：

1)整理成型装置。清理干净各零、组件表面的胶渍等多余物；用圆柱销2和螺钉1将中心定位销6固定在底板3上，然后将固紧螺钉8压装在底板3上形成由以上五种零件组成的组件；该组件在定子铁芯的成型过程中不再拆开；将垫板4套在中心定位销6上，推到底，用螺钉1固定在底板3上。

2)将喷涂过绝缘漆的定子冲片套在中心定位销上，并沿着螺旋定位销的螺旋筋51推到底；

3)重复步骤2)，直到叠加的定子冲片数量达到定子铁芯的高度为止；

4)安装压板，并用螺母将压板压紧在定子铁芯的上表面；

5)将定子铁芯连同成型装置一同放进烘箱，升温到150℃后，保温2小时，随炉冷却到室温，出炉；

6)拆下螺母和压板；

7)用垫板将定子铁芯连同螺旋定位销一起卸下；拆下连接垫板4与底板3的螺钉1，将垫板4比底板3在纵向上多出两块区域82放在两处等高的物体上，在底板3比垫板4在横向上多出两块区域81处同时施加竖直向下的力，底板3就会带动中心定位销6等零件向下运动。而胶合好的定子铁芯由于装在垫板4的表面上，所以不会运动。螺旋定位销5的定位台阶面54装在垫板4上，所以螺旋定位销5也不会运动，在底板4向下运动的过程中，螺旋定位销5的定位端53将会从地板中脱出。这样，定子铁芯连同螺旋定位销5就一起从该成型装置上卸下。

8)将螺旋定位销从上步卸下的组件中拆出。在上步卸下的组件中，沿定子铁芯的径向先后分别给两个螺旋定位销5施加指向定子铁芯中心的力，分别使其相对定子铁芯向定子铁芯中心移动距离为螺旋筋51插入定子冲片槽口11的深度δ，就完成了螺旋定位销5从定子铁芯上的拆离。

本发明的优点和有益效果：本发明通过设计螺旋升角导向与定位的螺旋筋的载体零件--螺旋定位销，将螺旋定位筋从中心定位销上分离出来，使得胶合后脱模成为可能；另外该装置加工简单，使用方便，一改以往的电机定子胶合中以空间直线代替空间曲线的方法，能充分达到斜槽电机定子的理论设计要求。

附图说明

图1为定子冲片平面图；

图2为带有螺旋升角的定子铁芯示意图；

图3为本发明装置图；

图4为本发明的中心定位销示意图；

图5为本发明的螺旋定位销示意图；

图6为本发明的底板示意图；

图7为本发明的定位部位的示意图；

图8为本发明的底板和垫板相互错位部位示意图；

图9为本发明的定子铁芯脱模过程示意图；

图10为本发明的螺旋定位销从定子铁芯中脱模前示意图；

图11为现有技术中斜槽定子铁芯两种成型方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明：

图1为定子冲片平面图，其内孔12和槽口11如图所示，槽口11的宽度与螺旋定位销5圆柱52表面缠绕着的螺旋筋51宽度一致，在本实施例中为1mm。

图2为带有螺旋升角的定子铁芯示意图，若干片定子冲片按照一定的要求压装在一起，形成带有螺旋升角的定子铁芯，成型后的所有定子冲片同心，相邻定子冲片之间绕着回转中心相互错齿一定的角度β。

如图3，一种带有螺旋升角的电机定子铁芯的装置，由螺钉1、圆柱销2、底板3、垫板4、螺旋定位销5、中心定位销6、固紧螺钉8、压板9和螺母10组成，其特征是，中心定位销6通过圆柱销2和螺钉1固定在底板3上，和底板成为一个整体；垫板4通过螺钉1固定在底板3上；固紧螺钉8压装在底板3上；螺旋定位销5通过定位台阶54装在垫板4上，通过其定位端53插装在底板3上；压板9通过螺母10压装在要成型的定子铁芯7的上表面上；

图4为中心定位销示意图，在定位销上沿轴线加工两个对称的方槽，形成“工”字形。

如图5，所述螺旋定位销5的圆柱52表面缠绕着1mm宽的螺旋筋51，其螺旋升角为β；该螺旋筋的回转中心O点为虚拟的定子冲片的中心，保证胶合过程中定子冲片片间按照螺旋升角β进行相互错位；螺旋筋的起点在O点与圆柱52中心的连线上，且距O点的距离Y为定子冲片内孔12的半径；宽为1mm的螺旋筋51与定子冲片上的1mm宽的槽口11相配合；图中的R1为定子冲片内孔12的半径与螺旋定位销上的螺旋筋51插入定子冲片槽口11的深度δ之和；

图6为底板3示意图；

本发明的定位部位参见图7，所述中心定位销6上沿轴线加工有两个对称的方槽，两个螺旋定位销5分别贴近方槽宽边安装在两个对称的方槽内；圆柱销的外表面部分21和定子冲片的内孔12相配合，保证定子冲片的同心定位；

如图8，所述垫板4比底板3在纵向上多出两块区域82，底板3比垫板4在横向上多出另外两块区域81，在成型结束后，在区域82和区域81分别作用方向相反的力，可以使垫板和底板脱开；

如图9，在外力的作用下两个螺旋定位销5和定子铁芯7随着垫板4一起沿着中心定位销6相对底板3进行移动，由于螺旋定位销5和定子铁芯7作为一个整体同时运动，所以定子铁芯和螺旋定位销之间没有相对运动，这样螺旋筋51不会对脱模的运动形成阻力，而且保证了螺旋定位销上的1mm宽的螺旋筋不受损伤，从而保证螺旋定位销的重复定位准确性；

如图10，所述螺旋定位销5上1mm宽的螺旋筋51插入定子铁芯上1mm宽的槽口11中，所以从中心定位销上脱模下来的定子铁芯和螺旋定位销是一个整体，由于插入的深度δ很浅，能很方便地就将螺旋定位销拆下，完成定子铁芯的胶合。

Claims (5)

1.一种带有螺旋升角的定子铁芯的成型装置，由螺钉(1)、圆柱销(2)、底板(3)、垫板(4)、螺旋定位销(5)、中心定位销(6)、固紧螺钉(8)、压板(9)和螺母(10)组成，其特征是，中心定位销(6)通过圆柱销(2)和螺钉(1)固定在底板(3)上，和底板成为一个整体；垫板(4)通过螺钉(1)固定在底板(3)上；固紧螺钉(8)压装在底板(3)上；螺旋定位销(5)通过定位台阶(54)装在垫板(4)上，通过其定位端(53)插装在底板(3)上；压板(9)通过螺母(10)压装在要成型的定子铁芯(7)的上表面上；所述中心定位销(6)上沿轴线加工有两个对称的方槽，两个螺旋定位销(5)分别安装在两个对称的方槽内；圆柱销的外表面部分(21)与定子冲片的内孔(12)相配合，保证定子冲片的同心定位；所述螺旋定位销(5)的圆柱(52)表面缠绕着细长的螺旋筋(51)，与定子冲片上的槽口(11)相配合，其螺旋升角为β。

2.根据权利要求1所述的带有螺旋升角的定子铁芯的成型装置，其特征是，所述螺旋筋的回转中心O点为虚拟的定子冲片的中心，保证胶合过程中定子冲片片间按照螺旋升角β进行相互错位；螺旋筋的起点在O点与螺旋定位销(5)的圆柱(52)中心的连线上，且距O点的距离Y为定子冲片内孔(12)的半径；螺旋筋的回转半径R1的大小为定子冲片内孔(12)半径与螺旋筋(51)插入定子冲片槽口(11)的深度δ之和。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的带有螺旋升角的定子铁芯的成型装置，其特征是，所述垫板(4)比底板(3)在纵向上多出两块区域(82)，底板(3)比垫板(4)在横向上多出另外两块区域(81)，在成型结束后，在区域(82)和区域(81)分别作用方向相反的力，可以使垫板和底板脱开；在外力的作用下两个螺旋定位销(5)和定子铁芯(7)随着垫板(4)一起沿着中心定位销(6)相对底板(3)进行移动，使定子铁芯和螺旋定位销之间没有相对运动，螺旋筋(51)不对脱模运动形成阻力，且保证螺旋定位销上的螺旋筋不受损伤。

4.根据权利要求3所述的带有螺旋升角的定子铁芯的成型装置，其特征是，所述螺旋筋(51)的宽度为1mm～2mm。

5.一种带有螺旋升角的电机定子铁芯的成型方法，包括以下步骤：

1)整理成型装置。用圆柱销(2)和螺钉(1)将中心定位销(6)固定在底板(3)上，然后将固紧螺钉(8)压装在底板(3)上形成由以上五种零件组成的组件；将垫板(4)套在中心定位销(6)上，推到底，用螺钉(1)固定在底板(3)上。

2)将喷涂过绝缘漆的定子冲片套在中心定位销上，并沿着螺旋定位销的螺旋筋(51)推到底；

3)重复步骤2，直到叠加的定子冲片数量达到定子铁芯的高度为止；

4)安装压板，并用螺母将压板压紧在定子铁芯的上表面；

5)将定子铁芯连同成型装置一同放进烘箱，升温到150℃后，保温2小时，随炉冷却到室温，出炉；

6)拆下螺母和压板；

7)用垫板将定子铁芯连同螺旋定位销一起卸下。拆下连接垫板(4)与底板(3)的螺钉(1)，将垫板(4)比底板(3)在纵向上多出两块区域(82)放在两处等高的物体上，在底板(3)比垫板(4)在横向上多出两块区域(81)处同时施加竖直向下的力，底板(3)就会带动中心定位销(6)等零件向下运动。定子铁芯连同螺旋定位销(5)就一起从该成型装置上卸下。

8)将螺旋定位销从上步卸下的组件中拆出。在上步卸下的组件中，沿定子铁芯的径向先后分别给两个螺旋定位销(5)施加指向定子铁芯中心的力，分别使其相对定子铁芯向定子铁芯中心移动距离为螺旋筋(51)插入定子冲片槽口(11)的深度δ，就完成了螺旋定位销(5)从定子铁芯上的拆离。

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