CN104993652A - 永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法及专用工装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其包括以下步骤：(1)定子冲模冲压出定子冲片；(2)多片定子冲片形成定子叠片；(3)将6组定子叠片组成圆形结构定子；(4)设置焊接成型专用工装装置，包括涨芯、定位柱组件、自动升降焊枪；将圆形结构定子放入到焊接成型专用工装装置中，定位柱组件插设在定子冲片的定位圆孔中，涨芯插设在圆形结构定子的中心；(5)自动升降焊枪将各个定子叠片连接缝焊接成型。本发明还公开了一种焊接成型专用工装装置。本发明全新冲压拼接成型方法制备的定子铁芯采用6片拼接成型，产品冲压自扣成型高度，利用工装夹具焊接连接部位，成为一个整圆的电机铁芯，节约材料65％。

Description

永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法及专用工装装置

技术领域

本发明涉及定子铁芯制备的技术领域，具体涉及一种永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，及实施该方法的焊接成型专用工装装置。

背景技术

电机一般包括具有内腔的外壳，以及设置在上述外壳内腔中的定子和转子，常规的电机的定子铁芯是由带齿槽的整圆冲片叠装而成，然后再进行绕线工作。采用这样的结构不仅在冲压时存在边角料过多导致冲片材料利用率低，材料成本高的问题，而且该结构在绕线时的绕线工作较困难、绕线速度低、容易断线，因此生产效率低，同时该结构的槽利用率较低，在绕线后容易出现线圈端部过胀的现象，严重地影响着电机的工艺性能的提高。

传统定子铁芯制造方法存在以下两点缺点：1、传统电机定子铁芯采用方形的材料冲压成型，特别是大型的电机铁芯，材料损耗率达到65％，实际使用率才35％，浪费特别严重；2、单片冲压面积大，由于产品大，只能先开胚、再冲槽，工序多，制造效率低，人工成本相应的增加，模具制造成本高，机床要求吨位大。

发明内容

本项发明是针对现行技术不足，提供一种全新冲压拼接成型方法制备的定子铁芯采用6片拼接成型，产品冲压自扣成型高度，利用工装夹具焊接连接部位，成为一个整圆的电机铁芯，节约材料65％。

本发明还提供一种实施该冲压拼接成型方法的专用工装装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其包括以下步骤：

(1)定子冲模冲压出定子冲片，该定子冲片中被冲压出自扣点、定位圆孔及燕尾导向连接结构；

(2)多片定子冲片被冲压出来后自动堆叠，形成1组定子叠片，上一片定子冲片的自扣点与下一片定子冲片的自扣点相互卡合定位，完成定子叠片中每片定子冲片上下垂直度的定位；

(3)将6组步骤(2)得到的定子叠片通过各自的燕尾导向连接结构首尾扣合，完成每两个相互扣合连接的定子叠片相对位置的导向及定位，组成一圆形结构定子；

(4)设置焊接成型专用工装装置，其固定设有涨芯及定位柱组件，在涨芯中部设置自动升降焊枪；

将步骤(3)所述圆形结构定子放入到所述焊接成型专用工装装置中，所述定位柱组件插设在定子冲片的定位圆孔中，完成每片定子冲片位置度的定位；

所述涨芯插设在圆形结构定子的中心，所述涨芯与圆形结构定子紧密配合，完成圆形结构定子的各组定子叠片之间内孔同轴度的定位；

(5)所述自动升降焊枪从圆形结构定子内侧将各个定子叠片连接缝焊接成型。

所述的步骤(3)具体还包括以下内容：每组所述定子叠片的燕尾导向连接结构包括设置在一侧的燕尾状凹槽，及设置在另一侧的燕尾状凸台，相邻的两组定子叠片通过各自的燕尾状凹槽或者燕尾状凸台相互配合连接，6组定子叠片首尾相接后，形成一完整的圆形结构定子。

所述步骤(4)包括以下内容：所述焊接成型专用工装装置还设有焊接上模、焊接下模，所述涨芯及定位柱组件设置在焊接下模上，所述焊接上模向下将圆形结构定子压紧在焊接上模上。

所述步骤(4)还包括以下内容：

所述定位柱组件包括在焊接下模上均匀固定设置的多条竖直的定位柱，多条定位柱位于同一个圆周上，每相邻的两条定位柱之间的距离相同；

所述涨芯的中轴线与多条定位柱位于的圆的圆心重合。

所述步骤(4)具体还包括以下内容：一组定子叠片插设在定位柱组件的其中两条定位柱中，完成同一组定子叠片的每片定子冲片的位置度定位。两条定位柱使得定子叠片不会产生转动，两条定位柱使该定子叠片固定在唯一的指定位置上。

一种实施上述永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法的焊接成型专用工装装置，其特征在于，其固定设有涨芯及定位柱组件，在涨芯中部设置自动升降焊枪，所述定位柱组件包括在焊接下模上均匀设置的多条竖直的定位柱，所述涨芯的中轴线与定位柱组件位于的圆的圆心重合；

将通过设有燕尾导向连接结构的定子叠片首尾连接后形成的圆形结构定子放入到涨芯中完成定子叠片的内孔同轴度定位，定位柱组件插设在定子叠片的定位圆孔中完成定子叠片的位置度定位；

所述自动升降焊枪从圆形结构定子内侧将各个定子叠片连接缝焊接成型。

所述的焊接成型专用工装装置，还包括焊接上模、焊接下模，所述涨芯及定位柱组件设置在焊接下模上，所述焊接上模向下将圆形结构定子压紧在焊接上模上。

所述涨芯为中空结构，并在同一圆周上均匀设有6个涨芯柱，6个涨芯柱构成6片花瓣状结构，每个涨芯柱上表面外圆周设有倒角结构，每两个相邻的涨芯柱之间设有间隙；

所述自动升降焊枪在同一水平面上设有6个焊枪头，构成6角星形结构，焊枪头在每两个相邻的涨芯柱之间的间隙中上下移动。

所述焊接上模设有压紧盖板，该压紧盖板设有与所述定位柱组件适配的通孔。

本发明的有益效果：针对现有定子铁芯制造工艺的落后及新能源汽车永磁伺服电机发展的需求，本发明的冲压拼接成型方法制备的定子铁芯采用6片拼接成型，产品冲压自扣成型指定高度，利用工装夹具焊接连接部位，成为一个整圆的电机铁芯，节约材料65％。

定子冲片被冲压出多个自扣点、燕尾导向连接结构及定位圆孔，通过自扣点将多片定子冲片自动卡合定位组成定子叠片，完成定子叠片中每片定子冲片上下垂直度的定位；将6组定子叠片通过各自的燕尾导向连接结构首尾扣合，完成每两个相互扣合连接的定子叠片相对位置的导向及定位，组成一圆形结构定子；将圆形结构定子放置到专用工装装置中，专用工装装置的定位柱组件的每两个定位柱插设在同一组定子叠片中的两个定位孔中，完成定子叠片中每片定子冲片位置度的定位；涨芯插设在圆形结构定子的中心，完成圆形结构定子的各组定子叠片之间内孔同轴度的定位。本发明通过四种定位方式，分别确定了每片定子冲片上下垂直度的位置、每组定子叠片的相互位置、定子叠片位于专用工装装置中的位置以及6组定子叠片构成的圆形结构定子的内孔同轴度，节省中间工序的重复工作，并且精确保证焊接成型后定子的位置度及同轴度。

本发明的自动升降焊枪从涨芯的内部一次将6组定子叠片连接处焊接成定子铁芯，配合涨芯的定位，使得焊接的定子铁芯成型质量高，焊接效率高。

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明。

附图说明

图1为本实施例的焊接成型专用工装装置整体结构示意图；

图2为本实施例的焊接成型专用工装装置分解结构示意图；

图3为本实施例的定子冲片的结构示意图；

图4为本实施例的定子叠片的结构示意图；

图5为本实施例的定子叠片自扣点结构示意图。

图中：1.定子冲片，11.自扣点，12.定位圆孔，13.燕尾导向连接结构，131.燕尾状凹槽，132.燕尾状凸台，2.定子叠片，3.圆形结构定子，4.焊接成型专用工装装置，41.涨芯，411.涨芯柱，42.定位柱组件，421.定位柱，43.自动升降焊枪，431.焊枪头，44.焊接上模，441.通孔，45.焊接下模。

具体实施方式

实施例，参见图1～5，本实施例提供的永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其包括以下步骤：

(1)定子冲模冲压出定子冲片1，该定子冲片1中被冲压出自扣点11、定位圆孔12及燕尾导向连接结构13；

(2)多片定子冲片1被冲压出来后自动堆叠，形成1组定子叠片2，上一片定子冲片1的自扣点11与下一片定子冲片1的自扣点11相互卡合定位，完成定子叠片2中每片定子冲片1上下垂直度的定位；

(3)每组所述定子叠片2的燕尾导向连接结构13包括设置在一侧的燕尾状凹槽131，及设置在另一侧的燕尾状凸台132，将6组步骤(2)得到的定子叠片2通过各自的燕尾导向连接结构13首尾扣合，完成每两个相互扣合连接的定子叠片2相对位置的导向及定位，组成一圆形结构定子3；

由于各组的定子叠片2完全相同，每组定子叠片2在整个圆形结构定子3中占据60度角的位置，每组定子叠片2通过各自的燕尾导向连接结构13首尾扣合，形成相对固定的位置；

(4)设置焊接成型专用工装装置4，其固定设有涨芯41及定位柱组件42，在涨芯41中部设置自动升降焊枪43；所述焊接成型专用工装装置4还设有焊接上模44、焊接下模45，所述涨芯41及定位柱组件42设置在焊接下模45上，所述焊接上模44向下将圆形结构定子3压紧在焊接上模44上；所述定位柱组件42包括在焊接下模45上均匀固定设置的多条竖直的定位柱421，多条定位柱421位于同一个圆周上，每相邻的两条定位柱421之间的距离相同，保证插设在定位柱421上的定子叠片2之间的相对位置一致；所述涨芯41的中轴线与多条定位柱421位于的圆的圆心重合；

将步骤(3)所述圆形结构定子3放入到所述焊接成型专用工装装置4中，所述定位柱组件42其中两条定位柱421插设在定子冲片1的两个定位圆孔12中，完成每片定子冲片1位置度的定位；两条定位柱421使得定子叠片2不会产生转动，两条定位柱421使该定子叠片2固定在唯一的指定位置上；

所述涨芯41插设在圆形结构定子3的中心，所述涨芯41与圆形结构定子3紧密配合，完成圆形结构定子3的各组定子叠片2之间内孔同轴度的定位；

(5)所述自动升降焊枪43从圆形结构定子3内侧将各个定子叠片2连接缝焊接成型。

本实施例的冲压拼接成型方法制备的定子铁芯采用6片拼接成型，产品冲压自扣成型指定高度，利用工装夹具焊接连接部位，成为一个整圆的电机铁芯，节约材料65％。

定子冲片1被冲压出多个自扣点11、燕尾导向连接结构13及定位圆孔12，通过自扣点11将多片定子冲片1自动卡合定位组成定子叠片2，完成定子叠片2中每片定子冲片1上下垂直度的定位；将6组定子叠片2通过各自的燕尾导向连接结构13首尾扣合，完成每两个相互扣合连接的定子叠片2相对位置的导向及定位，组成一圆形结构定子3；将圆形结构定子3放置到专用工装装置中，专用工装装置的定位柱组件42的每两个定位柱421插设在同一组定子叠片2中的两个定位孔中，完成定子叠片2中每片定子冲片1位置度的定位；涨芯41插设在圆形结构定子3的中心，完成圆形结构定子3的各组定子叠片2之间内孔同轴度的定位。本发明通过四种定位方式，分别确定了每片定子冲片1上下垂直度的位置、每组定子叠片2的相互位置、定子叠片2位于专用工装装置中的位置以及6组定子叠片2构成的圆形结构定子3的内孔同轴度，节省中间工序的重复工作，并且精确保证焊接成型后定子的位置度及同轴度。

本实施例自动升降焊枪43从涨芯41的内部一次将6组定子叠片2连接处焊接成定子铁芯，配合涨芯41的定位，使得焊接的定子铁芯成型质量高，焊接效率高。

本实施例还提供的焊接成型专用工装装置4，其固定设有涨芯41及定位柱组件42，在涨芯41中部设置自动升降焊枪43，所述定位柱组件42包括在焊接下模45上均匀设置的多条竖直的定位柱421，所述涨芯41的中轴线与定位柱组件42位于的圆的圆心重合；将通过设有燕尾导向连接结构13的定子叠片2首尾连接后形成的圆形结构定子3放入到涨芯41中完成定子叠片2的内孔同轴度定位，定位柱组件42插设在定子叠片2的定位圆孔12中完成定子叠片2的位置度定位；所述自动升降焊枪43从圆形结构定子3内侧将各个定子叠片2连接缝焊接成型。

所述的焊接成型专用工装装置4，还包括焊接上模44、焊接下模45，所述涨芯41及定位柱组件42设置在焊接下模45上，所述焊接上模44向下将圆形结构定子3压紧在焊接上模44上。

所述涨芯41为中空结构，并在同一圆周上均匀设有6个涨芯柱411，6个涨芯柱411构成6片花瓣状结构，每个涨芯柱411上表面外圆周设有倒角结构，每两个相邻的涨芯柱411之间设有间隙；所述自动升降焊枪43在同一水平面上设有6个焊枪头431，构成6角星形结构，焊枪头431在每两个相邻的涨芯柱411之间的间隙中上下移动。

所述焊接上模44设有压紧盖板，该压紧盖板设有与所述定位柱组件42适配的通孔441，压紧盖板穿过定位组件，并向下将定子叠片2压紧在焊接下模45上，便于后续焊接。

本实施例还提供由焊接成型专用工装装置4焊接的定子铁芯拼装结构，其包括6组弧形结构的定子叠片2，每组定子叠片2包括多片上下叠合的定子冲片1，所述定子冲片1设有多个定子冲片1的自扣点11，多片所述定子冲片1通过定子冲片1的自扣点11定位并重叠，形成所述定子叠片2；所述定子叠片2设有燕尾导向连接结构13，其包括设置在定子叠片2一侧的燕尾状凹槽131，及设置在另一侧的燕尾状凸台132，相邻的两组定子叠片2通过各自的燕尾状凹槽131或者燕尾状凸台132相互配合连接后焊接成型，形成完整的圆形定子铁芯拼装结构。

所述定子冲片1包括定子铁芯中心连续连接部，及设置在中心连续连接部，向外延伸的翅片。

所述定子冲片1的自扣点11为冲裁形成的向下凹嵌的锥形结构，所述定子铁芯中心连续连接部及翅片上设有多个定子冲片1的自扣点11。

所述定子冲片1的定子铁芯中心连续连接部左下角及右下角设有焊接连接圆弧结构，多片定子冲片1叠合形成的定子叠片2的左下角及右下角形成焊接连接园弧槽结构，自动升降焊枪的焊枪头在两组定子叠片2连接处的园弧槽结构焊接成型。

所述定子冲片1的定子铁芯中心连续连接部设有两个定位孔，定位柱组件42中的其中两个定位柱421插设在该两个定位孔中，使定子冲片1固定在两个定位柱421所形成的唯一确定的位置中，并且定子冲片1不会产生水平面上的移动和转动。

所述定子冲片1为60°的圆弧冲裁薄片，60°的圆弧冲裁薄片便于冲裁排版，并且节约冲裁材料。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似方法或装置，而得到的其他永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法及专用工装装置，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)定子冲模冲压出定子冲片，该定子冲片中被冲压出自扣点、定位圆孔及燕尾导向连接结构；

(2)多片定子冲片被冲压出来后自动堆叠，形成1组定子叠片，上一片定子冲片的自扣点与下一片定子冲片的自扣点相互卡合定位，完成定子叠片中每片定子冲片上下垂直度的定位；

(3)将6组步骤(2)得到的定子叠片通过各自的燕尾导向连接结构首尾扣合，完成每两个相互扣合连接的定子叠片相对位置的导向及定位，组成一圆形结构定子；

(4)设置焊接成型专用工装装置，其固定设有涨芯及定位柱组件，在涨芯中部设置自动升降焊枪；

将步骤(3)所述圆形结构定子放入到所述焊接成型专用工装装置中，所述定位柱组件插设在定子冲片的定位圆孔中，完成每片定子冲片位置度的定位；

所述涨芯插设在圆形结构定子的中心，所述涨芯与圆形结构定子紧密配合，完成圆形结构定子的各组定子叠片之间内孔同轴度的定位；

(5)所述自动升降焊枪从圆形结构定子内侧将各个定子叠片连接缝焊接成型。

2.根据权利要求1所述的永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体还包括以下内容：每组所述定子叠片的燕尾导向连接结构包括设置在一侧的燕尾状凹槽，及设置在另一侧的燕尾状凸台，相邻的两组定子叠片通过各自的燕尾状凹槽或者燕尾状凸台相互配合连接，6组定子叠片首尾相接后，形成一完整的圆形结构定子。

3.根据权利要求1所述的永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下内容：所述焊接成型专用工装装置还设有焊接上模、焊接下模，所述涨芯及定位柱组件设置在焊接下模上，所述焊接上模向下将圆形结构定子压紧在焊接上模上。

4.根据权利要求3所述的永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括以下内容：

所述定位柱组件包括在焊接下模上均匀固定设置的多条竖直的定位柱，多条定位柱位于同一个圆周上，每相邻的两条定位柱之间的距离相同；

所述涨芯的中轴线与多条定位柱位于的圆的圆心重合。

5.根据权利要求4所述的永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法，其特征在于，所述步骤(4)具体还包括以下内容：一组定子叠片插设在定位柱组件的其中两条定位柱中，完成同一组定子叠片的每片定子冲片的位置度定位。两条定位柱使得定子叠片不会产生转动，两条定位柱使该定子叠片固定在唯一的指定位置上。

6.一种实施权利要求1至5之一所述永磁伺服电机定子铁芯冲压拼接成型方法的焊接成型专用工装装置，其特征在于，其固定设有涨芯及定位柱组件，在涨芯中部设置自动升降焊枪，所述定位柱组件包括在焊接下模上均匀设置的多条竖直的定位柱，所述涨芯的中轴线与定位柱组件位于的圆的圆心重合；

将通过设有燕尾导向连接结构的定子叠片首尾连接后形成的圆形结构定子放入到涨芯中完成定子叠片的内孔同轴度定位，定位柱组件插设在定子叠片的定位圆孔中完成定子叠片的位置度定位；

所述自动升降焊枪从圆形结构定子内侧将各个定子叠片连接缝焊接成型。

7.根据权利要求6所述的焊接成型专用工装装置，其特征在于，其还包括焊接上模、焊接下模，所述涨芯及定位柱组件设置在焊接下模上，所述焊接上模向下将圆形结构定子压紧在焊接上模上。

8.根据权利要求6所述的焊接成型专用工装装置，其特征在于，所述涨芯为中空结构，并在同一圆周上均匀设有6个涨芯柱，6个涨芯柱构成6片花瓣状结构，每个涨芯柱上表面外圆周设有倒角结构，每两个相邻的涨芯柱之间设有间隙。

9.根据权利要求8所述的焊接成型专用工装装置，其特征在于，所述自动升降焊枪在同一水平面上设有6个焊枪头，构成6角星形结构，焊枪头在每两个相邻的涨芯柱之间的间隙中上下移动。

10.根据权利要求6所述的焊接成型专用工装装置，其特征在于，所述焊接上模设有压紧盖板，该压紧盖板设有与所述定位柱组件适配的通孔。