CN107452498B - 一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置及其缠线方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置，包括卧式车床、绕线模具、硅胶柱和漆包线，绕线模具装夹在卧式车床上，硅胶柱的中心沿轴向开设有用于漆包线穿过的预紧孔，硅胶柱沿前后水平方向固定装夹在卧式车床的刀架上，漆包线的一端穿过预紧孔和绕线模具并与卧式车床的三爪卡盘固定连接。绕线模具包括同轴向从左至右依次设置的套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母。本发明同时公开了一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置的缠线方法。本发明通过卧式车床和绕线模具的结合使用，在卧式车床上按照车螺纹的方法在绕线模具上缠绕线圈，实现电磁感应线圈绕制的自动化，相比于人工缠线，具有节约时间和加工成本，同时能够满足小线圈的各项加工要求的优点。

Description

一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置及其缠线方法

技术领域

本发明属于超声加工及电磁感应领域，涉及一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置及其缠线方法。

背景技术

随着科技的发展，需要用到电磁感应线圈的地方越来越多，比如：超声无线传输技术、通过高频感应线圈加热的储能电热水器、直线位移传感器、电动牙刷、感应加热器和无线充电技术等等。这些领域中对线圈的缠绕质量要求较高，线圈需要缠绕的整齐规律排列紧密，并且对线圈的尺寸以及匝数也具有严格的要求，特别是在对线圈的尺寸和所用漆包线的线径越来越小的场合，利用人工去绕制线圈越来越难以达到要求，虽然人工缠绕线圈可以节约加工成本，但是人工缠绕而成的线圈排列的齐整度、紧密度无法得到保证，也比较浪费时间；专用机械缠绕的小线圈可以达到各项要求，但是却提高了加工成本，对做实验的研究人员或者小成本生产的加工商而言，使用专用机械缠绕线圈因成本较高而不现实。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置及其缠线方法，其通过卧式车床和绕线模具的结合使用，实现电磁感应线圈绕制的自动化，既能节约时间和加工成本，同时能够满足小线圈的各项加工要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置，包括卧式车床、绕线模具、硅胶柱和漆包线，绕线模具固定装夹在卧式车床上，硅胶柱的中心沿轴向开设有用于漆包线穿过的预紧孔，预紧孔的直径与漆包线的直径相同，硅胶柱沿前后水平方向固定装夹在卧式车床的刀架上，漆包线的一端依次穿过硅胶柱的预紧孔和绕线模具并与卧式车床的三爪卡盘的其中一个卡爪通过缠绕固定连接。

所述绕线模具包括同轴向从左至右依次设置的套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母，一根漆包线的直径记为d，套筒的外壁上从左至右依次设有同心的夹持部、第一定位部和压盘安装部，夹持部的外径和压盘安装部的外径均小于第一定位部的外径，压盘安装部的右侧外壁上设有外螺纹，压盘安装部上沿母线方向开设有与压盘安装部等长的套筒切口，套筒切口的宽度大于d，夹持部固定装夹在卧式车床的三爪卡盘上；

左压盘和右压盘均为左右敞口的筒体结构，左压盘的中心孔与套筒压盘安装部的外壁过盈配合，左压盘的外壁上从左至右依次设有第二定位部和缠绕部，缠绕部的外径小于第二定位部的外径，缠绕部的长度大于所需线圈的高度并小于压盘安装部的长度，左压盘上沿母线方向开设有与左压盘等长的左压盘切口，左压盘切口的宽度等于套筒切口的宽度，左压盘切口和套筒切口相对并同时作为漆包线的进线口与套筒的中心孔连通，右压盘与左压盘的缠绕部间隙配合，右压盘的中心孔与缠绕部外壁之间的最大间隙小于d，左压盘第二定位部的右侧壁与右压盘的左侧壁围成线槽；

夹紧螺母的内螺纹与压盘安装部的外螺纹相配合并螺接，夹紧螺母的外径大于右压盘的内径。

卧式车床的刀架正前方的地面上放置有漆包线支架，漆包线支架上通过横轴转动连接有漆包线筒，漆包线缠绕在漆包线筒上。

所述绕线模具由聚四氟乙烯材料制成。

漆包线缠绕的层数记为n，第二定位部的外壁与缠绕部的外壁之间的距离大于nd。

使用一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置的缠线方法，包括以下步骤：

（1）先将套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母同轴向从左至右依次装配于一体；

（2）将套筒的夹持部固定装夹在卧式车床的三爪卡盘上，硅胶柱沿前后水平方向固定装夹在卧式车床的刀架上，把缠绕有漆包线的漆包线筒放置在漆包线支架上；

（3）将漆包线的一端依次穿过硅胶柱的预紧孔和绕线模具的进线口后固定在卧式车床的三爪卡盘的其中一个卡爪上，漆包线在硅胶柱的预紧孔内被拉紧；

（4）然后启动卧式机床并对刀架和绕线模具进行对刀，按照车螺纹的方法缠绕线圈，调整卧式车床参数，使卧式车床的主轴旋转一周，刀架纵向进给一根漆包线的直径d；

（5）在漆包线铺满绕线模具的线槽一层后停止刀架的向右进给，在缠好的该层漆包线表面滴502胶水，同时转动刀架左右移动的换向手柄，刀架变为向左进给；

（6）继续按照车螺纹的方法将漆包线铺满绕线模具的线槽形成第二层漆包线，在缠好的该层漆包线表面滴502胶水，同时转动刀架左右移动的换向手柄，刀架变为向右进给；

（7）循环重复步骤（5）和（6），直到绕线模具的线槽内缠到需要的圈数后关闭卧式车床；

（8）拆卸线圈：自然放置1个小时晾干胶水后，取下夹紧螺母与右压盘，将缠绕在三爪卡盘上的漆包线一端松开即可取下线圈；

（9）用丙酮清理绕线模具，避免异物粘附到第二定位部右侧面、缠绕部外圆周面和右压盘左侧面上影响线圈的缠绕；

（10）安装上右压盘和夹紧螺母，重复步骤（3）-（9），进行下一个线圈的缠绕作业。

步骤（1）中将套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母同轴向从左至右依次装配于一体的具体装配过程为：将左压盘上的左压盘切口撑开后套在套筒的压盘安装部上并使第二定位部的左侧面贴紧第一定位部的右侧面；将右压盘套在左压盘的缠绕部上，然后在压盘安装部的外螺纹处拧上夹紧螺母，并按照所需要的线圈高度旋转夹紧螺母，使夹紧螺母和右压盘向左或向右移动，以调节线槽的宽度。

采用上述技术方案，本发明具有以下优点：

本发明通过卧式车床和绕线模具的结合使用，在卧式车床上按照车螺纹的方法在绕线模具上缠绕线圈，实现电磁感应线圈绕制的自动化，相比于人工缠绕线圈，具有节约时间和加工成本，同时能够满足小线圈的各项加工要求的优点，并且，对做实验的研究人员或者小成本生产的加工商而言，无需耗费大量资金购置缠绕线圈的专用机械，在实现加工要求的同时降低了加工成本。

本发明使用硅胶柱对漆包线进行预紧，同时因为硅胶柱的自身特性，漆包线在被拉紧的同时其表面的绝缘漆不会被破坏，避免由于漆包线的绝缘漆被破坏而出现的短路等状况。

本发明可按照实际加工中所需要的线圈高度来调节线槽宽度（线槽的宽度即为最终线圈的高度），通过旋转夹紧螺母即可方便地调节线槽的宽度。

本发明中绕线模具的材料采用聚四氟乙烯，可防止向线圈滴502胶水时，线圈与绕线模具粘结以致线圈无法取下的情况，502胶水可以避免出现线圈取下来后散开的状况，且胶水几乎不占用体积，既能够固定线圈也不会增大线圈的尺寸。

附图说明

图1是本发明的工作状态示意图；

图2是本发明中绕线模具的装夹示意图；

图3是本发明中绕线模具的结构示意图；

图4是图3的剖视结构示意图；

图5是本发明中绕线模具的套筒结构示意图；

图6是本发明中绕线模具的左压盘结构示意图；

图7是本发明中硅胶柱的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图7所示，以图1的左侧为本发明的左向，本发明的一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置，包括卧式车床1、绕线模具、硅胶柱2和漆包线3，绕线模具固定装夹在卧式车床1上，硅胶柱2的中心沿轴向开设有用于漆包线3穿过的预紧孔4，预紧孔4的直径与漆包线3的直径相同，硅胶柱2沿前后水平方向固定装夹在卧式车床1的刀架5上，漆包线3的一端依次穿过硅胶柱2的预紧孔4和绕线模具并与卧式车床1的三爪卡盘6的其中一个卡爪通过缠绕固定连接。

所述绕线模具包括同轴向从左至右依次设置的套筒、左压盘、右压盘17和夹紧螺母19，一根漆包线3的直径记为d，套筒的外壁上从左至右依次设有同心的夹持部7、第一定位部8和压盘安装部9，夹持部7的外径和压盘安装部9的外径均小于第一定位部8的外径，压盘安装部9的右侧外壁上设有外螺纹10，压盘安装部9上沿母线方向开设有与压盘安装部9等长的套筒切口11，套筒切口11的宽度大于d，夹持部7固定装夹在卧式车床1的三爪卡盘6上；

左压盘和右压盘17均为左右敞口的筒体结构，左压盘的中心孔与套筒压盘安装部9的外壁过盈配合，左压盘的外壁上从左至右依次设有第二定位部13和缠绕部14，缠绕部14的外径小于第二定位部13的外径，缠绕部14的长度大于所需线圈的高度并小于压盘安装部9的长度，左压盘上沿母线方向开设有与左压盘等长的左压盘切口15，左压盘切口15的宽度等于套筒切口11的宽度，左压盘切口15和套筒切口11相对并同时作为漆包线3的进线口16与套筒的中心孔12连通，左压盘与压盘安装部9为过盈配合，又由于左压盘切口15的存在，能够将左压盘通过撑开左压盘切口15后套在套筒的压盘安装部9上并固定，右压盘17与左压盘的缠绕部14间隙配合，右压盘17的中心孔与缠绕部14外壁之间的最大间隙小于d，左压盘第二定位部13的右侧壁与右压盘17的左侧壁围成线槽18；

夹紧螺母19的内螺纹与压盘安装部9的外螺纹10相配合并螺接，夹紧螺母19的外径大于右压盘17的内径。

卧式车床1的刀架5正前方的地面上放置有漆包线支架20，漆包线支架20上通过横轴23转动连接有漆包线筒21，漆包线3缠绕在漆包线筒21上。

所述绕线模具由聚四氟乙烯材料制成。由于502胶水无法粘接聚四氟乙烯等硬塑料，绕线模具的材料采用聚四氟乙烯，可防止向线圈滴502胶水时，线圈与绕线模具粘结以致线圈无法取下的情况。

漆包线3缠绕的层数记为n，第二定位部13的外壁与缠绕部14的外壁之间的距离大于nd。

一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置的缠线方法，包括以下步骤：

（1）先将套筒、左压盘、右压盘17和夹紧螺母19同轴向从左至右依次装配于一体；

（2）将套筒的夹持部7固定装夹在卧式车床1的三爪卡盘6上，硅胶柱2沿前后水平方向固定装夹在卧式车床1的刀架5上，把缠绕有漆包线3的漆包线筒21放置在漆包线支架20上；

（3）将漆包线3的一端依次穿过硅胶柱2的预紧孔4和绕线模具的进线口16后固定在卧式车床1的三爪卡盘6的其中一个卡爪上，漆包线3在硅胶柱2的预紧孔4内被拉紧；

（4）然后启动卧式机床1并对刀架5和绕线模具进行对刀，按照车螺纹的方法缠绕线圈，调整卧式车床1参数，使卧式车床1的主轴旋转一周（即绕线模具旋转一周），刀架5纵向进给（图1中刀架5的纵向进给指刀架5沿左右水平方向移动，此时指刀架5向右进给）一根漆包线3的直径d；

（5）在漆包线3铺满绕线模具的线槽18一层后停止刀架5的向右进给，在缠好的该层漆包线3表面滴502胶水，同时转动刀架左右移动的换向手柄22，刀架5变为向左进给；

（6）继续按照车螺纹的方法将漆包线3铺满绕线模具的线槽18形成第二层漆包线3，在缠好的该层漆包线3表面滴502胶水，同时转动刀架左右移动的换向手柄22，刀架5变为向右进给；

（7）循环重复步骤（5）和（6），直到绕线模具的线槽18内缠到需要的圈数后关闭卧式车床1；

（8）拆卸线圈：自然放置1个小时晾干胶水后，取下夹紧螺母19与右压盘17，将缠绕在三爪卡盘6上的漆包线3一端松开即可取下线圈；

（9）用丙酮清理绕线模具，避免异物粘附到第二定位部13右侧面、缠绕部14外圆周面和右压盘17左侧面上影响线圈的缠绕；

（10）安装上右压盘17和夹紧螺母19，重复步骤（3）-（9），进行下一个线圈的缠绕作业。

每铺满一层漆包线3后，在缠好的该层漆包线3表面滴502胶水（此操作可在主轴转动过程中进行），涂在漆包线3表面的502胶水随着转动填满在相邻漆包线3的周圈之间，缠绕结束自然放置1个小时晾干胶水，502胶水可以避免出现线圈取下来后散开的状况，且胶水几乎不占用体积，既能够固定线圈也不会增大线圈的尺寸。

步骤（1）中将套筒、左压盘、右压盘17和夹紧螺母19同轴向从左至右依次装配于一体的具体装配过程为：将左压盘上的左压盘切口15撑开后套在套筒的压盘安装部9上并使第二定位部13的左侧面贴紧第一定位部8的右侧面（左压盘与压盘安装部9为过盈配合）；将右压盘17套在左压盘的缠绕部14上，然后在压盘安装部9的外螺纹10处拧上夹紧螺母19，并按照所需要的线圈高度旋转夹紧螺母19，使夹紧螺母19和右压盘17向左或向右移动，以调节线槽18的宽度。

所述卧式车床1、漆包线支架20和漆包线筒21均为现有常规装置，具体结构不再详述。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置，其特征在于：包括卧式车床、绕线模具、硅胶柱和漆包线，绕线模具固定装夹在卧式车床上，硅胶柱的中心沿轴向开设有用于漆包线穿过的预紧孔，预紧孔的直径与漆包线的直径相同，硅胶柱沿前后水平方向固定装夹在卧式车床的刀架上，漆包线的一端依次穿过硅胶柱的预紧孔和绕线模具并与卧式车床的三爪卡盘的其中一个卡爪通过缠绕固定连接；

所述绕线模具包括同轴向从左至右依次设置的套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母，一根漆包线的直径记为d，套筒的外壁上从左至右依次设有同心的夹持部、第一定位部和压盘安装部，夹持部的外径和压盘安装部的外径均小于第一定位部的外径，压盘安装部的右侧外壁上设有外螺纹，压盘安装部上沿母线方向开设有与压盘安装部等长的套筒切口，套筒切口的宽度大于d，夹持部固定装夹在卧式车床的三爪卡盘上；

左压盘和右压盘均为左右敞口的筒体结构，左压盘的中心孔与套筒压盘安装部的外壁过盈配合，左压盘的外壁上从左至右依次设有第二定位部和缠绕部，缠绕部的外径小于第二定位部的外径，缠绕部的长度大于所需线圈的高度并小于压盘安装部的长度，左压盘上沿母线方向开设有与左压盘等长的左压盘切口，左压盘切口的宽度等于套筒切口的宽度，左压盘切口和套筒切口相对并同时作为漆包线的进线口与套筒的中心孔连通，右压盘与左压盘的缠绕部间隙配合，右压盘的中心孔与缠绕部外壁之间的最大间隙小于d，左压盘第二定位部的右侧壁与右压盘的左侧壁围成线槽；

夹紧螺母的内螺纹与压盘安装部的外螺纹相配合并螺接，夹紧螺母的外径大于右压盘的内径；

卧式车床的刀架正前方的地面上放置有漆包线支架，漆包线支架上通过横轴转动连接有漆包线筒，漆包线缠绕在漆包线筒上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置，其特征在于：所述绕线模具由聚四氟乙烯材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置，其特征在于：漆包线缠绕的层数记为n，第二定位部的外壁与缠绕部的外壁之间的距离大于nd。

4.根据权利要求3所述的一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置的缠线方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）先将套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母同轴向从左至右依次装配于一体；

（2）将套筒的夹持部固定装夹在卧式车床的三爪卡盘上，硅胶柱沿前后水平方向固定装夹在卧式车床的刀架上，把缠绕有漆包线的漆包线筒放置在漆包线支架上；

（3）将漆包线的一端依次穿过硅胶柱的预紧孔和绕线模具的进线口后固定在卧式车床的三爪卡盘的其中一个卡爪上，漆包线在硅胶柱的预紧孔内被拉紧；

（4）然后启动卧式机床并对刀架和绕线模具进行对刀，按照车螺纹的方法缠绕线圈，调整卧式车床参数，使卧式车床的主轴旋转一周，刀架纵向进给一根漆包线的直径d；

（5）在漆包线铺满绕线模具的线槽一层后停止刀架的向右进给，在缠好的该层漆包线表面滴502胶水，同时转动刀架左右移动的换向手柄，刀架变为向左进给；

（6）继续按照车螺纹的方法将漆包线铺满绕线模具的线槽形成第二层漆包线，在缠好的该层漆包线表面滴502胶水，同时转动刀架左右移动的换向手柄，刀架变为向右进给；

（7）循环重复步骤（5）和（6），直到绕线模具的线槽内缠到需要的圈数后关闭卧式车床；

（8）拆卸线圈：自然放置1个小时晾干胶水后，取下夹紧螺母与右压盘，将缠绕在三爪卡盘上的漆包线一端松开即可取下线圈；

（9）用丙酮清理绕线模具，避免异物粘附到第二定位部右侧面、缠绕部外圆周面和右压盘左侧面上影响线圈的缠绕；

（10）安装上右压盘和夹紧螺母，重复步骤（3）-（9），进行下一个线圈的缠绕作业。

5.根据权利要求4所述的一种适用于电磁感应线圈的自动缠线装置的缠线方法，其特征在于：步骤（1）中将套筒、左压盘、右压盘和夹紧螺母同轴向从左至右依次装配于一体的具体装配过程为：将左压盘上的左压盘切口撑开后套在套筒的压盘安装部上并使第二定位部的左侧面贴紧第一定位部的右侧面；将右压盘套在左压盘的缠绕部上，然后在压盘安装部的外螺纹处拧上夹紧螺母，并按照所需要的线圈高度旋转夹紧螺母，使夹紧螺母和右压盘向左或向右移动，以调节线槽的宽度。

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