CN106961190B - 盘式电机铁心组件的制造装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式电机铁心组件的制造装置，包括分离冲模、第一卷绕机构、第二卷绕机构；分离冲模将铁心带冲制分离成第一齿形铁心带和第二齿形铁心带两部分；第一卷绕机构设置于铁心带的一侧；第一卷绕机构包括第一卷绕轮，第一卷绕轮将第一齿形铁心带沿第一卷绕轮的径向卷绕，形成第一铁心组件；第二卷绕机构设置于铁心带的同侧或另一侧；第二卷绕机构包括第二卷绕轮，第二卷绕轮将第二齿形铁心带沿第二卷绕轮的径向卷绕，形成第二铁心组件。本发明在整个冲槽卷绕制作结束后，能完成两个铁心组件的产品制造，制作效率有很大提升。本发明还公开了一种盘式电机铁心组件的制造方法。

Description

盘式电机铁心组件的制造装置及制造方法

技术领域

本发明涉及一种盘式电机铁心组件的制造装置。本发明还涉及一种盘式电机铁心组件的制造方法。

背景技术

盘式电机具有轴向尺寸短、结构紧凑等优点，应用于电梯曳引机中，容易实现电梯曳引机的薄形化，从而节约电梯曳引机的安装空间，方便电梯用户的土建布置。由于盘式电机的结构特点，使得盘式电机铁心组件的制造成为盘式电机生产中的重点和难点。

如图1所示为中国发明专利文献CN101549365B所公开的一种数控分度冲槽卷绕机床。如图2所示为中国发明专利文献CN102744286A所公开的一种伺服冲槽卷绕机床，图3表明了该文献中零件成形的方法。上述两篇文件所公开的冲槽卷绕机床，均是采用冲槽卷绕法进行盘式电机铁心组件的制造。

这种制造方法如图4所示，设有冲槽模1012，按零件尺寸要求，在铁心带1003上冲制出一排列的槽部1011c，并在铁心带上形成了一排列的齿部1011b及轭部1011a，冲槽方向为铁心带1003厚度方向1003a；设有卷绕机构1010，卷绕机构包括卷绕轮1010b，卷绕轮以卷绕中心1010a为轴心旋转，将具有一排列槽部1011c、齿部1011b及轭部1011a的齿形铁心带1011沿卷绕轮1010b的径向卷绕，形成单个铁心组件1000，卷绕方向1010c为如图4所示的顺时针方向，制作完成后的铁心组件1000具有铁心轭1000a、铁心齿1000b及铁心槽1000c。这种制造方法，能够实现一边冲槽一边卷绕，有利于生产自动化，提高制作效率。但是，这种制造方法，还存在以下不足：

第一，冲槽卷绕制作结束后，只完成了单个铁心组件的产品制造，制作效率还需进一步提升。

第二，冲槽模每次冲制后，会产生与单个槽部面积基本相同的铁心片，为冲制出一排列的槽部，就需要产生一排列的铁心片，通常完成一个铁心组件会产生大量的铁心片，一般情况下，这些铁心片只能作为废料处理，存在一定的原材料浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种盘式电机铁心组件的制造装置，它可以解决上述现有铁心组件制造方法的不足。

为解决上述技术问题，本发明盘式电机铁心组件的制造装置的技术解决方案为：

包括分离冲模12、第一卷绕机构10、第二卷绕机构20；分离冲模12用于对沿自身长度方向3b直线运动的铁心带3进行冲制，将铁心带3沿宽度方向3d冲制分离成第一齿形铁心带11和第二齿形铁心带22两部分；第一卷绕机构10设置于铁心带3的一侧；第一卷绕机构10包括第一卷绕轮10b，第一卷绕轮10b具有第一卷绕中心10a，第一卷绕轮10b以第一卷绕中心10a为轴心旋转，将第一齿形铁心带11沿第一卷绕轮10b的径向卷绕，形成第一铁心组件1；第二卷绕机构20设置于铁心带3的同侧或另一侧；第二卷绕机构20包括第二卷绕轮20b，第二卷绕轮20b具有第二卷绕中心20a，第二卷绕轮20b以第二卷绕中心20a为轴心旋转，将第二齿形铁心带22沿第二卷绕轮20b的径向卷绕，形成第二铁心组件2。

所述第一卷绕轮10b具有符合阿基米德螺旋线规律的第一轮周面10e。

所述第二卷绕轮20b具有符合阿基米德螺旋线规律的第二轮周面20e。

所述分离冲模12具有一横向切割部12a、两个纵向切割部12b，横向切割部12a与纵向切割部12b组成一U型冲裁刀，U型冲裁刀的两端具有向外延伸的横向翼部12c。

所述第二卷绕机构20的前侧设置有槽形冲模13；所述槽形冲模13的宽度13a大于第二齿形铁心带22的第二槽部222d的宽度222e，用于在第二齿部222b、第二槽部222d的基础上形成第二优化齿部222c、第二优化槽部222f。

本发明还提供一种盘式电机铁心组件的制造方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

第一步，分离冲模12对沿自身长度方向3b直线运动的铁心带3进行冲制，将铁心带3沿宽度方向3d冲制分离成第一齿形铁心带11和第二齿形铁心带22两部分；

第二步，使第一卷绕轮10b以第一卷绕中心10a为轴心旋转，将第一齿形铁心带11沿第一卷绕轮10b的径向卷绕，形成第一铁心组件1；

与此同时，使第二卷绕轮20b以第二卷绕中心20a为轴心旋转，将第二齿形铁心带22沿第二卷绕轮20b的径向卷绕，形成第二铁心组件2。

所述第二步中，在第一卷绕轮10b绕第一卷绕中心10a旋转的同时，驱动第一卷绕轮10b作直线运动，使第一卷绕轮10b的第一卷绕中心10a具有第一运动轨迹10d，且第一卷绕轮10b的第一运动轨迹10d与铁心带3的直线运动轨迹3c之间的夹角为α₁；α₁满足以下数学关系式：

K1＝Z1·ctg(α₁)

其中，K1为常数；

Z1为第一卷绕轮10b卷绕一周所卷绕的第一铁心单元111的个数。

所述第二步中，在第二卷绕轮20b绕第二卷绕中心20a旋转的同时，驱动第二卷绕轮20b作直线运动，使第二卷绕轮20b的第二卷绕中心20a具有第二运动轨迹20d，且第二卷绕轮20b的第二运动轨迹20d与铁心带3的直线运动轨迹3c之间的夹角为α₂；α₂满足以下数学关系式：

K2＝Z2·ctg(α₂)

其中，K2为常数；

Z2为第二卷绕轮20b卷绕一周所卷绕的第二铁心单元222的个数。

所述第二步中，在第二卷绕轮20b将第二齿形铁心带22卷绕之前，使槽形冲模13对第二齿形铁心带22进行冲制，从而在第二齿部222b、第二槽部222d的基础上形成第二优化齿部222c、第二优化槽部222f。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明充分利用冲槽卷绕的特点，通过分离冲模将铁心带冲制分离成两个齿形铁心带，并通过两个卷绕机构的共同卷绕，在整个冲槽卷绕制作结束后，能完成两个铁心组件的产品制造，制作效率有很大提升。

本发明的分离冲模，其主要作用是将铁心带分离成两个齿形铁心带，通过对分离冲模的合理设计，可以将其冲制产生的铁心片废料减小至最少，原材料能够有很大节约。

本发明的两个卷绕机构具有符合特定曲线规律的轮周面，按照优化的数学关系式进行共同卷绕，结合分离冲模与槽形冲模的双模冲制，通过合理设计，能够制成更优设计的铁心组件。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有技术中国发明专利文献CN101549365B所公开的数控分度冲槽卷绕机床的示意图；

图2是现有技术中国发明专利文献CN102744286A所公开的伺服冲槽卷绕机床的示意图；

图3是中国发明专利文献CN102744286A所公开的零件成形方法的示意图；

图4是现有技术中国发明专利文献CN102744286A和CN102744286A所公开的制造方法的示意图；

图5是本发明盘式电机铁心组件的制造装置的实施例1的示意图；

图6是图5中X向视图，铁心带经过分离冲模的冲压后形成第一齿形铁心带和第二齿形铁心带；

图7是第一齿形铁心带和第二齿形铁心带的示意图；

图8是分离冲模的示意图；

图9是本发明的实施例2的示意图；

图10是实施例2制作完成的两个铁心组件的立体图；

图11是本发明的实施例3的示意图；

图12是图11中X向视图，铁心带经过分离冲模的冲压后形成第一齿形铁心带和第二齿形铁心带，第二齿形铁心带再经过槽形冲模的冲压；

图13是实施例3制作完成的两个铁心组件的立体图；

图14是本发明的实施例4的示意图。

现有技术附图标记说明如下：

1000为铁心组件， 1012为冲槽模，

1003为铁心带， 1010为卷绕机构，

1003a为铁心带的厚度方向， 1010a为卷绕中心，

1011为齿形铁心带， 1010b为卷绕轮，

1011a为轭部， 1010c为卷绕方向，

1011b为齿部， 1000b为铁心齿，

1011c为槽部， 1000c为铁心槽，

1000a为铁心轭。

本发明附图标记说明如下：

1为第一铁心组件， 2为第二铁心组件，

11为第一齿形铁心带， 22为第二齿形铁心带，

111为第一铁心单元， 222为第二铁心单元，

111a为第一轭部， 222a为第二轭部，

111b为第一齿部， 222b为第二齿部，

111c为第一槽部， 222d为第二槽部，

111d为第一槽部的宽度， 222e为第二槽部的宽度，

222c为第二优化齿部，

222f为第二优化槽部，

10为第一卷绕机构， 20为第二卷绕机构，

10a为第一卷绕中心， 20a为第二卷绕中心，

10b为第一卷绕轮， 20b为第二卷绕轮，

10c为第一卷绕机构的卷绕方向， 20c为第二卷绕机构的卷绕方向，

10d为第一运动轨迹， 20d为第二运动轨迹，

10e为第一轮周面， 20e为第二轮周面，

12为分离冲模， 3为铁心带，

12a为横向切割部， 3a为铁心带的厚度方向，

12b为纵向切割部， 3b为铁心带的长度方向，

12c为横向翼部， 3c为铁心带的运动轨迹，

12d为U型冲裁刀的外侧宽度， 3d为铁心带的宽度方向，

13为槽形冲模，

13a为槽形冲模的宽度，

1a为第一铁心轭， 2a为第二铁心轭，

1b为第一铁心齿， 2b为第二铁心齿，

1c为第一铁心槽， 2c为第二铁心槽，

Z1为第一卷绕轮卷绕一周所卷绕的第一铁心单元的个数，

Z2为第二卷绕轮卷绕一周所卷绕的第二铁心单元的个数，

α1为第一运动轨迹与铁心带运动轨迹之间的夹角，

α2为第二运动轨迹与铁心带运动轨迹之间的夹角。

具体实施方式

实施例1

如图5、图6所示，本发明盘式电机铁心组件的制造装置，包括分离冲模12、第一卷绕机构10、第二卷绕机构20；

分离冲模12对沿自身长度方向3b直线运动的铁心带3进行冲制，将铁心带3沿宽度方向3d冲制分离成第一齿形铁心带11和第二齿形铁心带22两部分；分离冲模12的冲制方向为铁心带3的厚度方向3a(即上下方向)；

如图7所示，所形成的第一齿形铁心带11具有多个呈直线状排列的第一铁心单元111，第一铁心单元111具有第一轭部111a、第一齿部111b、第一槽部111c，第一齿部111b从第一轭部111a突出；相邻两个第一齿部111b之间形成第一槽部111c；

所形成的第二齿形铁心带22具有多个呈直线状排列的第二铁心单元222，第二铁心单元222具有第二轭部222a、第二齿部222b、第二槽部222d，第二齿部222b从第二轭部222a突出；相邻两个第二齿部222b之间形成第二槽部222d；

多个第一铁心单元111、多个第二铁心单元222呈直线状排列的方向为铁心带3的长度方向3b，如图5、图6及图7所示的左右方向。

第一卷绕机构10设置于铁心带3的下侧；第一卷绕机构10包括第一卷绕轮10b，第一卷绕轮10b具有第一卷绕中心10a，第一卷绕轮10b以第一卷绕中心10a为轴心，将第一齿形铁心带11沿第一卷绕轮10b的径向卷绕，形成第一铁心组件1；第一卷绕机构10的卷绕方向10c为如图5所示的顺时针方向；

第二卷绕机构20设置于铁心带3的上侧；第二卷绕机构20包括第二卷绕轮20b，第二卷绕轮20b具有第二卷绕中心20a，第二卷绕轮20b以第二卷绕中心20a为轴心，将第二齿形铁心带22沿第二卷绕轮20b的径向卷绕，形成第二铁心组件2；第二卷绕机构20的卷绕方向20c为如图5所示的逆时针方向。

本发明通过第一卷绕机构10、第二卷绕机构20进行同时卷绕，整个制作结束后，能获得两个铁心组件，制作效率有很大提升。

如图8所示，分离冲模12具有一横向切割部12a、两个纵向切割部12b，横向切割部12a与纵向切割部12b组成一U型冲裁刀，U型冲裁刀的两端具有向外延伸的横向翼部12c。

分离冲模12对铁心带3冲制后，将铁心带3沿宽度方向3d分为上下两部分，U型冲裁刀的外侧对应形成第一铁心单元111的第一槽部111c，U型冲裁刀的内侧对应形成第二铁心单元222的第二齿部222b；分离冲模12冲制出与其面积基本相同的铁心片。

本发明通过对分离冲模12的合理设计，可以将其冲制产生的铁心片废料减小至最少，原材料能够有很大节约。

分离冲模12的U型冲裁刀的外侧宽度12d，决定了第一铁心单元111的第一槽部111c的宽度111d。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：

如图9所示，第一卷绕轮10b具有符合阿基米德螺旋线规律的第一轮周面10e；第一卷绕轮10b卷绕一周，卷绕的第一铁心单元111的个数为Z1，如图10所示；

使第一卷绕轮10b绕第一卷绕中心10a旋转，第一卷绕轮10b对第一齿形铁心带11进行卷绕，在第一卷绕轮10b上形成由多圈齿形铁心环组成的第一铁心组件1；

第一卷绕轮10b在卷绕过程中(即第一卷绕轮10b绕第一卷绕中心10a旋转的同时)，驱动第一卷绕轮10b斜向下直线运动，使第一卷绕轮10b的第一卷绕中心10a具有第一运动轨迹10d，且第一卷绕轮10b的第一运动轨迹10d与铁心带3的直线运动轨迹3c之间的夹角为α₁；

α₁满足以下数学关系式：

K1＝Z1·ctg(α₁)

其中，K1为近似常数。

第二卷绕轮20b具有符合阿基米德螺旋线规律的第二轮周面20e；第二卷绕轮20b卷绕一周，卷绕的第二铁心单元222的个数为Z2，如图10所示；

使第二卷绕轮20b绕第二卷绕中心20a旋转，第二卷绕轮20b对第二齿形铁心带22进行卷绕，在第二卷绕轮20b上形成由多圈齿形铁心环组成的第二铁心组件2；

第二卷绕轮20b在卷绕过程中(即第二卷绕轮20b绕第二卷绕中心20a旋转的同时)，驱动第二卷绕轮20b斜向上直线运动，使第二卷绕轮20b的第二卷绕中心20a具有第二运动轨迹20d，且第二卷绕轮20b的第二运动轨迹20d与铁心带3的直线运动轨迹3c之间的夹角为α₂；

α₂满足以下数学关系式：

K2＝Z2·ctg(α₂)

其中，K2为近似常数。

第一卷绕轮10b和第二卷绕轮20b同时卷绕，由于卷绕轮的运动轨迹与铁心带的运动轨迹符合上述规律，能够使卷绕于卷绕轮上的多圈齿形铁心环的齿部一一对应，得到更优设计的第一铁心组件1和第二铁心组件2。第一铁心组件1具有第一铁心轭1a、第一铁心齿1b及第一铁心槽1c，第二铁心组件2具有第二铁心轭2a、第二铁心齿2b及第二铁心槽2c，如图10所示。

本发明的两个卷绕轮具有符合阿基米德螺旋线规律的轮周面，在两个卷绕轮同时卷绕的过程中，使卷绕轮的运动轨迹与铁心带的运动轨迹符合上述规律，能够获得更优设计的两个铁心组件。

实施例3

实施例3与实施例2的区别在于：

如图11、图12所示，第二卷绕机构20的前侧设置有槽形冲模13；槽形冲模的宽度13a大于第二槽部222d的宽度222e；槽形冲模13的冲制方向为铁心带3的厚度方向3a，即如图11所示的上下方向；

槽形冲模13在第二齿形铁心带22卷绕前，对第二齿形铁心带22进行冲制，在第二齿部222b、第二槽部222d的基础上形成第二优化齿部222c、第二优化槽部222f，从而获得与第一铁心组件1基本相同的第二铁心组件2，如图13所示。

实施例4

实施例4与实施例3的区别在于：

如图14所示，第二卷绕机构20与第一卷绕机构10均设置在铁心带3的下侧；第二卷绕机构20的第二卷绕方向20c为如图14所示的顺时针方向。

这样的制造方法，能够为铁心组件制作场地的布置及加工机床的设计提供更多选择。

本发明以上述四种实施方式为例进行了详细的说明，当然也可适用于其它的铁心带与两个卷绕机构布置方式：比如第一卷绕机构布置在铁心带的上侧，第二卷绕机构布置在铁心带的下侧；或者两个卷绕结构都布置在铁心带的上侧；或者铁心带与两个卷绕机构整体旋转90度，铁心带长度方向为上下方向等等。

Claims (5)

1.一种盘式电机铁心组件的制造装置，其特征在于：包括分离冲模(12)、第一卷绕机构(10)、第二卷绕机构(20)；分离冲模(12)用于对沿自身长度方向(3b)直线运动的铁心带(3)进行冲制，将铁心带(3)沿宽度方向(3d)冲制分离成第一齿形铁心带(11)和第二齿形铁心带(22)两部分；

第一卷绕机构(10)设置于铁心带(3)的一侧；第一卷绕机构(10)包括第一卷绕轮(10b)，第一卷绕轮(10b)具有第一卷绕中心(10a)，第一卷绕轮(10b)以第一卷绕中心(10a)为轴心旋转，将第一齿形铁心带(11)沿第一卷绕轮(10b)的径向卷绕，形成第一铁心组件(1)；

第二卷绕机构(20)设置于铁心带(3)的同侧或另一侧；第二卷绕机构(20)包括第二卷绕轮(20b)，第二卷绕轮(20b)具有第二卷绕中心(20a)，第二卷绕轮(20b)以第二卷绕中心(20a)为轴心旋转，将第二齿形铁心带(22)沿第二卷绕轮(20b)的径向卷绕，形成第二铁心组件(2)；

第一卷绕轮(10b)的轴心及第二卷绕轮(20b)的轴心均垂直于直线运动的铁心带(3)的运动方向。

2.根据权利要求1所述的盘式电机铁心组件的制造装置，其特征在于：所述第一卷绕轮(10b)具有符合阿基米德螺旋线规律的第一轮周面(10e)。

3.根据权利要求1或2所述的盘式电机铁心组件的制造装置，其特征在于：所述第二卷绕轮(20b)具有符合阿基米德螺旋线规律的第二轮周面(20e)。

4.根据权利要求1所述的盘式电机铁心组件的制造装置，其特征在于：所述分离冲模(12)具有一横向切割部(12a)、两个纵向切割部(12b)，横向切割部(12a)与纵向切割部(12b)组成一U型冲裁刀，U型冲裁刀的两端具有向外延伸的横向翼部(12c)。

5.根据权利要求1所述的盘式电机铁心组件的制造装置，其特征在于：所述第二卷绕机构(20)的前侧设置有槽形冲模(13)；所述槽形冲模(13)的宽度(13a)大于第二齿形铁心带(22)的第二槽部(222d)的宽度(222e)，用于在第二齿部(222b)、第二槽部(222d)的基础上形成第二优化齿部(222c)、第二优化槽部(222f)。