CN102930973A - 制造变压器铁芯片模、片料的方法和片模、片料 - Google Patents

Abstract

制造卷铁芯片模、片料的方法和所得片料，先用一与片料等厚的带状片材卷绕成仿真毛坯胎，切削加工成预设的卷铁芯仿真胎，接着开轭获得展开的由一组片状模具构成的片模，每个片状模具来自仿真胎的一个层序，其两个侧边构成的轮廓形状取决于该片状模具所在的仿真胎的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸，两个端边构成的轮廓形状取决于所在的仿真胎的对应层序的开轭位置和形状，同时每个片状模具的边缘形状取决于所在的仿真胎的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。按片状模具的轮廓形状和边缘形状，用测量法或仿真法得到各轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸，将导磁片材按所得尺寸分别加工成具有相同的尺寸的片料，方便绕制出复杂理想截面形状的卷铁芯元件。

Description

制造变压器铁芯片模、片料的方法和片模、片料

技术领域

本发明涉及制造三相立体卷绕铁芯变压器的铁芯片模和片料的方法，以及根据这种制造方法和片模获得的卷绕铁芯片料，属于变压器铁芯制造技术领域。

背景技术

众所周知，铁芯是构成电力变压器磁路不可缺少的核心部件，它由铁芯柱和铁轭两部分组成，铁芯柱上套装有绕组，而铁轭使整个磁路形成闭合回路。现有卷绕式铁芯(简称卷铁芯)由一硅钢带连续卷绕制成，三维立体卷铁芯由三个卷铁芯元件合成，这种铁芯的具有相同的平行中心线的三个铁芯柱呈三角形布置，每个芯柱由两个相邻卷铁芯元件两两扣合而成，构成由三个框架组合成的三相变压器的三柱立体结构，在垂直于中心线的横截面上三个铁心柱的中心的连线为等边三角形，三相绕组成正三角形布置。由于铁芯三个柱体的磁路对称分布，使得空载电流也是对称分布，卷铁芯特别是立体卷铁芯比传统的叠层式铁芯具有显著的优点，整体体积更小、铁芯损失减小，因此优点较多。目前立体卷铁芯元件的制作采用了卷绕成形法，即将一张裁剪好的铁芯片料(也叫导磁材料、带材、铁芯胚材)通过卷绕设备卷制成卷铁芯元件，但在制造卷绕铁芯时，由于片材的切断、卷圆、成形、退火等各工序所动用的专用设备多且大，工艺操作复杂，因此很难制作卷铁芯，作业性恶化的不利影响使其发展与应用受到严重制约。立体卷铁芯制造难的主要原因之一，是由于在卷铁芯成形后受到电磁学原理要求不能再切削加工的限制，这样由于受裁剪工艺(在纵剪设备或滚剪设备上裁剪出铁芯片料的边缘轮廓)的限制，现有方法只能制作具有简单的外形结构和截面结构的卷铁芯元件，无法标准化制作具有复杂外形结构和复杂截面结构的卷铁芯元件。而且由于受卷绕工艺(用卷绕设备将裁剪好的铁芯片料卷制成卷铁芯元件)的限制，现有方法还存在铁芯片料之间松散、卷铁芯元件易变形、卷铁芯元件的外表面不平整等问题，直接影响卷铁芯元件的性能和质量。再者，由于受现有卷绕成形法的限制，卷铁芯元件的开轭工序只能在卷绕工序之后，从而难以避免开轭工艺使已卷制成形的卷铁芯元件变形，为此现有方法必须在开轭工艺后增加复杂的整形工艺，或者不允许卷铁芯元件开轭，而不设置开/闭轭结构的卷铁芯元件对于后续的套装绕组工艺增添了极大的困难。

作为立体卷铁芯的其他现有实例，公知的有专利文献1：ZL01215038.X号中国实用新型；专利文献2：ZL97221225.6号中国实用新型；专利文献3：ZL02130844.6号中国发明专利和专利文献4：ZL01248127.0号中国实用新型专利。其中ZL01215038.X公开了一种D型卷绕式三维立体变压器，它的卷铁芯元件为采用卷绕成形法制成的由4个直部组成的矩形的简单外形结构的框式铁芯，这种矩形的框式铁芯的导磁材料的应力集中在四个角的弧部，在两个直部之间不可避免地形成了集中的剧烈的弯曲变形，这种框式铁芯的稳定性较差，不宜设置开/闭轭结构，芯柱截面结构不能实现真圆型和开设内冷槽。ZL97221225.6公开了一种变压器铁芯卷绕装置，它是卷绕成形法必须的大型专用卷绕设备，该设备要求提供较大的卷绕拉力，由于多层并联的硅钢弹力给铁芯定型带来困难，因此即使采用较大的卷绕拉力仍然不能有效的压紧铁芯。ZL02130844.6公开了一种空间三角对称R型电力变压器铁心卷绕成形控制方法，它是卷绕成形法的辅助方法，目的是解决在卷绕工艺中如何实现非对称铁芯横截面和实体的成形、在卷绕工艺中如何减小铁芯横截面和实体的成形误差，该方法采用复杂的运动控制装置，以对带材的运动进行实时检测和纠偏，使带材从准确的位置送入卷绕设备，运动控制装置还可控制步进电机的速度，以实现对带材的送进速度的实时纠偏，显然，该控制装置非常复杂。而且由于卷绕成形法卷制的卷铁芯元件是不宜设置开/闭轭结构的自身闭合铁芯，所以无法在芯柱上套装已绕制成的绕组部件。为解决这一问题，ZL01248127.0公开了一种可以在自身闭合铁芯上直接绕制线圈(线绕组)的卷铁心绕线机，但尚不能直接绕制箔绕组。这些专利文献的卷绕成形法所用的片料均为一整条窄长的带材，该带材的轮廓形状(宽度方向的形状尺寸)限定了所要绕制的卷铁芯元件的截面形状和框架形状，由于现有卷绕成形技术的带材的轮廓形状的计算误差和加工误差大，再加上卷绕的松紧误差也很大，并且计算误差、加工误差和松紧误差会影响所要绕制的卷铁芯元件的截面形状，所以绕制出的卷铁芯元件的截面形状很不理想。并且，现有获得片料的轮廓形状和边缘形状的方法通常采用公式(数学)计算法，而轮廓形状是由片料的长度坐标与宽度坐标构成的平面坐标系内的二维曲线函数，边缘形状是由片料的长度坐标、宽度坐标与厚度坐标构成的空间坐标系内的三维曲面函数，所以建立数学模型(公式)十分复杂和困难，故而只能生产简单截面形状和框架形状的卷铁芯元件。

发明内容

本发明的目的在于突破现有的卷铁芯成形制造技术的局限性，提供一种制造变压器铁芯片模、片料的方法，本发明通过该方法先制作片模，再依据该片模制成用于生产卷铁芯元件的片料，不仅可显著简化卷铁芯元件的制造工艺，而且可大大降低制造复杂外形结构(如带有双弧形的跑道形状)和复杂截面结构(如带有内冷槽结构的真圆型)的卷铁芯元件的难度和成本。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种制造卷铁芯片料的片模和依据该片模生产片料的方法，包括以下工艺步骤：

(a)、用与卷铁芯片料等厚的一带状片材1连续卷绕成仿真毛坯胎2；

(b)、将仿真毛坯胎2切削加工成预设的卷铁芯仿真胎3；

(c)、在卷铁芯仿真胎3上进行开轭操作，获得展开的由一组片状模具4构成的片模，其中每个片状模具4占据所述的卷铁芯仿真胎3的一个层序，每个片状模具4的两个侧边构成的轮廓形状取决于该片状模具4所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸，并且每个片状模具4的两个端边构成的轮廓形状取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状，同时每个片状模具4沿其轮廓的厚度方向延伸的边缘形状46、45取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的横截面的边缘轮廓形状；

(d)、根据所获得的片模的每个片状模具4的轮廓形状和边缘形状，用测量法或仿真法得到各轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸，将导磁片材按所得到的各片状模具4的轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸分别加工成具有相同的轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸的对应成品片料10，将各成品片料10按卷铁芯仿真胎3的层序设置方式进行组合和叠置。

其中步骤(d)所述的测量法包括以下工艺步骤：

(a)、分别测量各个片状模具4的轮廓形状的尺寸和边缘形状的尺寸数据，由各片状模具4的第一侧边轮廓形状41的尺寸数据和第二侧边轮廓形状42的尺寸数据建立侧边二维曲线函数子库、由第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据建立端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据建立三维曲面函数子库，生成片模数据总库；

(b)、根据片模数据库的轮廓形状的尺寸数据，将导磁片材裁剪加工成与各个片状模具4的轮廓形状相同的片状胚料；

(c)、根据片模数据总库的边缘形状的尺寸数据，对各个片状胚料进行边缘处理，将其分别加工成与片状模具4的边缘形状相同的成品片料10。

其中步骤(d)所述的仿真法包括以下工艺步骤：

(a)、分别测量各个片状模具4的第一端边轮廓形状43的尺寸数据、第二端边轮廓形状44的尺寸数据和边缘形状的尺寸数据，由各片状模具4的第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据建立端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据建立三维曲面函数子库，生成片模数据分库；

(b)、根据片模数据分库的第一端边轮廓形状43的尺寸数据、第二端边轮廓形状44的尺寸数据，将导磁片材裁剪加工成与各个片状模具4的第一端边轮廓形状43、第二端边轮廓形状44相同的初胚料；

(c)、根据各个片状模具4的第一侧边轮廓形状41、第二侧边轮廓形状42，用仿真裁剪设备分别将各初胚料加工成与片状模具4的第一侧边轮廓形状41、第二侧边轮廓形状42相同的片状胚料；

(d)、根据片模数据分库的边缘形状的尺寸数据，分别对各个片状胚料进行边缘处理，将其加工成与片状模具4的边缘形状相同的成品片料10。

其中步骤(a)所述的带状片材1为适于卷绕且适于切削的材料。

采用本发明上述的方法制造的卷铁芯片料的片模由一组片状模具4构成，其中每个片状模具4占据所述的卷铁芯仿真胎3的一个层序；所述的每个片状模具4具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的轮廓的形状包括第一侧边轮廓形状41、第二侧边轮廓形状42、第一端边轮廓形状43和第二端边轮廓形状44，其中第一侧边轮廓形状41和第二侧边轮廓形状42取决于该片状模具4所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；其中第一端边轮廓形状43和第二端边轮廓形状44取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状；每个片状模具4还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状(46、45)，所述的边缘形状(46、45)取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。

所述的片状模具4具有相同的厚度。

所述的片模为片模数据总库或者为片模数据总库和多个片状模具4的集合，片模数据总库包括由各片状模具4的第一侧边轮廓形状41的尺寸数据和第二侧边轮廓形状42的尺寸数据构成的侧边二维曲线函数子库、由第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据构成的端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据构成的三维曲面函数子库。

所述的片模为片模数据分库或者为片模数据分库和多个片状模具4的集合，片模数据分库包括各片状模具4的第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据构成的端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据构成的三维曲面函数子库。

采用本发明上述的方法生产的卷铁芯片料，包括多个成品片料10，其中每个成品片料10占据卷铁芯元件100的一个层序；所述的每个成品片料10具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的两个侧边轮廓形状取决于该成品片料10所在的卷铁芯元件100的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；所述的两个端边轮廓形状取决于所在的卷铁芯元件100的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状；每个成品片料10还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状，所述的边缘形状取决于所在的卷铁芯元件100的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。所述的各成品片料10的厚度相等。

附图说明

图1是用于制造本发明的卷铁芯片模、片料的工艺步骤流程图。

图2至图4是经图1的工艺步骤a得到的仿真毛坯胎的实施例的示意图，其中：图2是主视图，图4是图2的C-C剖视图，图3是图2的A-A剖视图。

图5至图7是经本发明的卷铁芯片料的制造方法的工艺步骤b得到的卷铁芯仿真胎的实施例的示意图，其中：图5是主视图，图7是图5的D-D剖视图，图6是图5的B-B剖视图。

图8是在本发明的卷铁芯片料的制造方法的工艺步骤C中的图5所示的卷铁芯仿真胎的实施例的开轭结构示意图，图中的开轭结构30处于闭轭状态。

图9是在本发明的卷铁芯片料的制造方法的工艺步骤C中的图5所示的卷铁芯仿真胎的实施例的开轭结构示意图，图中的开轭结构30处于开轭状态。

图10是图9的卷铁芯仿真胎的实施例的仿真胎铁芯3a的结构示意图。

图11是经解约束后展开的图10的卷铁芯仿真胎的仿真胎铁芯3a的结构示意图。

图12是图11的卷铁芯仿真胎的实施例的仿真胎铁芯3a的分解后形成的片状模具4的结构示意图。

图13至图15是图12的卷铁芯仿真胎的实施例的仿真胎铁芯3a的3a3片状模具形状结构示意图，其中图13是主视图，图14是图13的俯视图，图15是图13的侧视图。

图16是图13至图15所示的卷铁芯仿真胎的实施例的仿真胎铁芯3a的3a3片状模具的局部立体放大示意图，图中示出了3a3片状模具在长度坐标X、宽度坐标Y与厚度坐标Z构成的三维坐标系内的形状。

具体实施方式

图1-16是展示采用本发明的方法得到片模和采用该片模制造变压器卷铁芯元件的片料的各实施方式的图。以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但并不构成对本发明的任何限制。

变压器立体卷铁芯包括套装绕组的铁柱、联接各铁柱构成闭合磁路的铁轭和夹紧装置，三相变压器的三个铁柱具有平行的相同的对称中心线，呈正三角形布置，由三个铁柱与上下六个铁轭共同构成三相三柱立体铁芯结构。如图1所示，每个卷铁芯元件100包括依次首尾相接的第一直部、第一弧部、第二直部和第二弧部，并且三个卷铁芯元件100的六个直部分别两两结合形成所述的三相三柱立体铁芯结构的三个铁柱，铁柱横截面的外周是圆形或近似圆形，优点是电场均匀。三个卷铁芯元件100的六个弧部形成联接三个铁柱的上下六个铁轭，上轭下轭均是半圆形，且轭柱比是固定的。该三维立体铁芯结构由三个相同的卷铁芯元件100构成的框架所合成，每个卷铁芯元件100的纵切面为上下带有双弧形的跑道形状，以使应力均匀。

下面分别结合图1-9说明制造本发明变压器铁芯片模、片料的方法。图1展示了用于制造本发明的卷铁芯片模和依据该片模生产片料的工艺步骤(a)：用与卷铁芯片料等厚的一带状片材1连续卷绕成仿真毛坯胎2。这里步骤(a)所述的带状片材1不一定非采用导磁材料，只要是具有与铁芯片料10相同厚度、适于卷绕且适于切削的材料均可。图2至图4是经图1的工艺步骤(a)得到的仿真毛坯胎的实施例的示意图，其中：图2是主视图，图中示出了仿真毛坯胎的框架形状；图4是图2的C-C剖视图，图中的剖面部分示出了仿真毛坯胎的芯柱的截面形状和带状片材1在芯柱段的横截面上的分布结构；图3是图2的A-A剖视图，图中的剖面部分示出了仿真毛坯胎的磁路的截面形状和带状片材1在磁路段的横截面上的分布结构。

接着，本发明方法的步骤(b)是将仿真毛坯胎2切削加工成预设的卷铁芯仿真胎3。图5至图7是经本发明的制造方法的工艺步骤b得到的卷铁芯仿真胎3的实施例的示意图，其中：图5是主视图，图中示出了卷铁芯仿真胎3的框架形状；图7是图5的D-D剖视图，图中的剖面部分示出了卷铁芯仿真胎的芯柱的截面形状和带状片材1在芯柱段的横截面上的分布结构；图6是图5的B-B剖视图，图中的剖面部分示出了卷铁芯仿真胎的磁路的截面形状和带状片材1在磁路段的横截面上的分布结构。

接着，本发明方法的步骤(c)是在卷铁芯仿真胎3上进行开轭操作，获得展开的由一组片状模具4构成的片模，其中每个片状模具4占据所述的卷铁芯仿真胎3的一个层序，每个片状模具4的两个侧边构成的轮廓形状取决于该片状模具4所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸，并且每个片状模具4的两个端边构成的轮廓形状取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状，同时每个片状模具4沿其轮廓的厚度方向延伸的边缘形状46、45取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。图8和图9分别是在本发明的制造方法的工艺步骤C中的图5所示的卷铁芯仿真胎3的实施例的开轭结构示意图，图8中的开轭结构30处于闭轭状态，图9中的开轭结构30处于开轭状态。从图8中可看出开轭结构30将一条带状片材1截成多个片状模具4，从图9中可看出开轭结构30将卷铁芯仿真胎3分为仿真胎铁芯3a和仿真胎铁轭3b两部分。

接着，本发明方法的步骤(d)是根据所获得的片模的每个片状模具4的轮廓形状和边缘形状，用测量法或仿真法得到各轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸，将导磁片材按所得到的各片状模具4的轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸分别加工成具有相同的轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸的对应成品片料10，将各成品片料10按卷铁芯仿真胎3的层序设置方式进行组合和叠置。

上述步骤(d)所述的测量法包括以下工艺步骤：(a)、分别测量各个片状模具4的轮廓形状的尺寸和边缘形状的尺寸数据，由各片状模具4的第一侧边轮廓形状41的尺寸数据和第二侧边轮廓形状42的尺寸数据建立侧边二维曲线函数子库、由第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据建立端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据建立三维曲面函数子库，生成片模数据总库；(b)、根据片模数据库的轮廓形状的尺寸数据，将导磁片材裁剪加工成与各个片状模具4的轮廓形状相同的片状胚料；(c)、根据片模数据总库的边缘形状的尺寸数据，对各个片状胚料进行边缘处理，将其分别加工成与片状模具4的边缘形状相同的成品片料10。

上述步骤(d)所述的仿真法包括以下工艺步骤：(a)、分别测量各个片状模具4的第一端边轮廓形状43的尺寸数据、第二端边轮廓形状44的尺寸数据和边缘形状的尺寸数据，由各片状模具4的第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据建立端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据建立三维曲面函数子库，生成片模数据分库；(b)、根据片模数据分库的第一端边轮廓形状43的尺寸数据、第二端边轮廓形状44的尺寸数据，将导磁片材裁剪加工成与各个片状模具4的第一端边轮廓形状43、第二端边轮廓形状44相同的初胚料；(c)、根据各个片状模具4的第一侧边轮廓形状41、第二侧边轮廓形状42，用仿真裁剪设备分别将各初胚料加工成与片状模具4的第一侧边轮廓形状41、第二侧边轮廓形状42相同的片状胚料；(d)、根据片模数据分库的边缘形状的尺寸数据，分别对各个片状胚料进行边缘处理，将其加工成与片状模具4的边缘形状相同的成品片料10。

下面结合图10-16说明采用本发明上述的方法制造的片模和卷铁芯片料。在这些图中，以构成卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3a为例进行说明，为节省篇幅，构成卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3b的相同内容可参照以下相对应部分的说明。图10是图9的卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3a的结构示意图。图11是图10的卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3a从成型模具中经解约束后展开的结构示意图。图12是图11的卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3a分解后形成的片状模具4，图中的3a1、3a2、3a3、3a4分别代表仿真胎铁芯3a的各片状模具的层序。图13至图15是图12的卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3a的3a3片状模具形状结构示意图，其中图13是主视图，图中示出了3a3片状模具在长度坐标X与厚度坐标Z构成的二维坐标系内的形状；图14是图13的俯视图，图中示出了3a3片状模具在长度坐标X与宽度坐标Y构成的二维坐标系内的形状；图15是图13的侧视图，图中示出了3a3片状模具在宽度坐标Y与厚度坐标Z构成的二维坐标系内的形状。图16是图13至图15所示的卷铁芯仿真胎3的仿真胎铁芯3a的3a3片状模具的局部立体放大示意图，图中示出了3a3片状模具在长度坐标X、宽度坐标Y与厚度坐标Z构成的三维坐标系内的形状。

采用本发明上述的方法制造卷铁芯片料的片模由一组片状模具4构成，参见图9、12，其中每个片状模具4占据所述的卷铁芯仿真胎3的一个层序，每个片状模具4具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的轮廓的形状如图13-16所示，包括第一侧边轮廓形状41、第二侧边轮廓形状42、第一端边轮廓形状43和第二端边轮廓形状44，其中第一侧边轮廓形状41和第二侧边轮廓形状42取决于该片状模具4所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；其中第一端边轮廓形状43和第二端边轮廓形状44取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状；每个片状模具4还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状46、45，所述的边缘形状46、45取决于所在的卷铁芯仿真胎3的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。每个片状模具4具有相同的均匀的厚度。

如果采用测量法，片模为片模数据总库或者为片模数据总库和多个片状模具4的集合，片模数据总库包括由各片状模具4的第一侧边轮廓形状41的尺寸数据和第二侧边轮廓形状42的尺寸数据构成的侧边二维曲线函数子库、由第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据构成的端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据构成的三维曲面函数子库。

如果采用仿真法，片模为片模数据分库或者为片模数据分库和多个片状模具4的集合，片模数据分库包括各片状模具4的第一端边轮廓形状43的尺寸数据和第二端边轮廓形状44的尺寸数据构成的端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据构成的三维曲面函数子库。

采用本发明上述的方法生产的卷铁芯片料，包括多个成品片料10，其中每个成品片料10占据卷铁芯元件100的一个层序；所述的每个成品片料10具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的两个侧边轮廓形状取决于该成品片料10所在的卷铁芯元件100的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；所述的两个端边轮廓形状取决于所在的卷铁芯元件100的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状；每个成品片料10还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状，所述的边缘形状取决于所在的卷铁芯元件100的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。所述的各成品片料10的厚度相等。

这里所谓片料，就是绕制卷铁芯元件100的片状的导磁材料，片料为多条片材，而且是成品片料，本发明可通过采用模具将多条片料10四维定形约束成卷铁芯元件100的形状。由于所要绕制的卷铁芯元件的截面形状和框架形状取决于片料的轮廓形状和边缘形状，所以如何获得片料的精确的轮廓形状和边缘形状，是制造片料的关键技术。本发明应用数控设备或仿真设备获得片料的理想的轮廓形状和边缘形状，即利用公知的测量技术获得数据，用数据和数控设备在工件(如片料)上加工出轮廓形状或边缘形状，用仿真设备仿真模具(如片模)上的轮廓形状和边缘形状在工件(如片料)上加工出轮廓形状或边缘形状，这样就大大降低了制造复杂外形结构(如跑道型结构)和复杂截面结构(如真圆型结构、内冷槽结构)的卷铁芯元件的难度。本发明使每层铁芯展开长宽厚是确定的，可利用短料，从而避免了卷绕成形法的计算误差、加工误差和松紧误差对所要绕制的卷铁芯元件的截面形状的影响，所以绕制出的卷铁芯元件100的截面形状比较理想。

上述各实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种制造卷铁芯片料的片模和依据该片模生产片料的方法，包括以下工艺步骤：

(a)、用与卷铁芯片料等厚的一带状片材(1)连续卷绕成仿真毛坯胎(2)；

(b)、将仿真毛坯胎(2)切削加工成预设的卷铁芯仿真胎(3)；

(c)、在卷铁芯仿真胎(3)上进行开轭操作，获得展开的由一组片状模具(4)构成的片模，其中每个片状模具(4)占据所述的卷铁芯仿真胎(3)的一个层序，每个片状模具(4)的两个侧边构成的轮廓形状取决于该片状模具(4)所在的卷铁芯仿真胎(3)的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸，并且每个片状模具(4)的两个端边构成的轮廓形状取决于所在的卷铁芯仿真胎(3)的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状，同时每个片状模具(4)沿其轮廓的厚度方向延伸的边缘形状(46、45)取决于所在的卷铁芯仿真胎(3)的对应层序的横截面的边缘轮廓形状；

(d)、根据所获得的片模的每个片状模具(4)的轮廓形状和边缘形状，用测量法或仿真法得到各轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸，将导磁片材按所得到的各片状模具(4)的轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸分别加工成具有相同的轮廓形状尺寸和边缘形状尺寸的对应成品片料(1)0，将各成品片料(10)按卷铁芯仿真胎(3)的层序设置方式进行组合和叠置。

2.根据权利要求1所述的制造卷铁芯片料的片模和依据该片模制作片料的方法，其中步骤(d)所述的测量法包括以下工艺步骤：

(a)、分别测量各个片状模具(4)的轮廓形状的尺寸和边缘形状的尺寸数据，由各片状模具(4)的第一侧边轮廓形状(41)的尺寸数据和第二侧边轮廓形状(42)的尺寸数据建立侧边二维曲线函数子库、由第一端边轮廓形状(43)的尺寸数据和第二端边轮廓形状(44)的尺寸数据建立端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据建立三维曲面函数子库，生成片模数据总库；

(b)、根据片模数据库的轮廓形状的尺寸数据，将导磁片材裁剪加工成与各个片状模具(4的轮廓形状相同的片状胚料；

(c)、根据片模数据总库的边缘形状的尺寸数据，对各个片状胚料进行边缘处理，将其分别加工成与片状模具(4)的边缘形状相同的成品片料(10)。

3.根据权利要求1所述的制造卷铁芯片料的片模和依据该片模制作片料的方法，其中步骤(d)所述的仿真法包括以下工艺步骤：

(a)、分别测量各个片状模具(4)的第一端边轮廓形状(43)的尺寸数据、第二端边轮廓形状(44)的尺寸数据和边缘形状的尺寸数据，由各片状模具(4)的第一端边轮廓形状(43)的尺寸数据和第二端边轮廓形状(44)的尺寸数据建立端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据建立三维曲面函数子库，生成片模数据分库；

(b)、根据片模数据分库的第一端边轮廓形状(43)的尺寸数据、第二端边轮廓形状(44)的尺寸数据，将导磁片材裁剪加工成与各个片状模具(4)的第一端边轮廓形状(43)、第二端边轮廓形状(44)相同的初胚料；

(c)、根据各个片状模具(4)的第一侧边轮廓形状(41)、第二侧边轮廓形状(42)，用仿真裁剪设备分别将各初胚料加工成与片状模具(4)的第一侧边轮廓形状(41)、第二侧边轮廓形状(42)相同的片状胚料；

(d)、根据片模数据分库的边缘形状的尺寸数据，分别对各个片状胚料进行边缘处理，将其加工成与片状模具(4)的边缘形状相同的成品片料(10)。

4.根据权利要求1所述的制造卷铁芯片料的片模和依据该片模制作片料的方法，其中步骤(a)所述的带状片材(1)为适于卷绕且适于切削的材料。

5.采用如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法制造卷铁芯片料的片模，其特征在于：

所述的片模由一组片状模具(4)构成，其中每个片状模具(4)占据所述的卷铁芯仿真胎(3)的一个层序；

所述的每个片状模具(4)具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的轮廓的形状包括第一侧边轮廓形状(41)、第二侧边轮廓形状(42)、第一端边轮廓形状(43)和第二端边轮廓形状(44)，其中第一侧边轮廓形状(41)和第二侧边轮廓形状(42)取决于该片状模具(4)所在的卷铁芯仿真胎(3)的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；其中第一端边轮廓形状(43)和第二端边轮廓形状(44)取决于所在的卷铁芯仿真胎(3)的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状；

每个片状模具(4)还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状(46、45)，所述的边缘形状(46、45)取决于所在的卷铁芯仿真胎(3)的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。

6.根据权利要求5所述的片模，其特征在于：所述的片状模具(4)具有相同的厚度。

7.根据权利要求5所述的片模，其特征在于：所述的片模为片模数据总库或者为片模数据总库和多个片状模具(4)的集合，片模数据总库包括由各片状模具(4)的第一侧边轮廓形状(41)的尺寸数据和第二侧边轮廓形状(42)的尺寸数据构成的侧边二维曲线函数子库、由第一端边轮廓形状(43)的尺寸数据和第二端边轮廓形状(44)的尺寸数据构成的端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据构成的三维曲面函数子库。

8.根据权利要求5所述的片模，其特征在于：所述的片模为片模数据分库或者为片模数据分库和多个片状模具(4)的集合，片模数据分库包括各片状模具(4)的第一端边轮廓形状(43)的尺寸数据和第二端边轮廓形状(44)的尺寸数据构成的端边二维直线函数或二维曲线函数子库、由边缘形状的尺寸数据构成的三维曲面函数子库。

9.一种采用如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法生产的卷铁芯片料，其特征在于：

所述的卷铁芯片料包括多个成品片料(10)，其中每个成品片料(10)占据卷铁芯元件(100)的一个层序；

所述的每个成品片料(10)具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的两个侧边轮廓形状取决于该成品片料(10)所在的卷铁芯元件(100)的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；所述的两个端边轮廓形状取决于所在的卷铁芯元件(100)的对应层序的开轭位置和开轭结构的形状；

每个成品片料(10)还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状，所述的边缘形状取决于所在的卷铁芯元件(100)的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。

10.根据权利要求9所述的片料，其特征在于：所述的各成品片料(10)的厚度相等。

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