CN107626759B - 电机磁极制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机磁极制作方法，属于电机技术领域。它解决了现有的电机磁极加工成本高和生产效率低的问题。本磁极包括呈圆弧形且呈片状的极靴和位于极靴的凸面中部的极芯；本电机磁极制作方法是依次按下述顺序步骤进行的：第一步，选坯；第二步，预成型，将坯料放入第一冷挤压模具内进行冷挤压，坯料成型为预成型件；第三步，成型，将预成型件放入第二冷挤压模具内进行冷挤压，预成型件成型为成型件；第四步，切边，切除成型件中的废料部得到磁极。本电机磁极采用先冷挤压成型极芯，再冷挤压成型极靴方法，有效地保证极靴成型精度和极靴部分金属组织密度均匀性，进而有效保证电机磁场分布均匀。

Description

电机磁极制作方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，涉及一种电机的磁极，特别是一种电机磁极制作方法。

背景技术

磁极是励磁电机的重要部件之一，关于励磁电机的相关文献较多，如直流电机（公开号CN1805250A）。

如图1-1是一款磁极，现有的磁极制作方法中主要工序为首先采用连铸方法制作棒材，棒材的横截面形状和大小与磁极的横截面形状和大小相吻合；再根据磁极的长度进行切割，如图2所示；最后进行钻孔、倒角和攻丝。现有的磁极存在着以下不足之处：1、不同批次棒材加工的磁极尺寸差异较大，进而影响磁场分布；2、螺纹孔的位置精度不足，尤其是具有两个螺纹孔时，位置精度不足导致磁极安装困难；3、不适合加工如图1-2所示结构的磁极。

为了解决上述技术问题，本领域技术人员能够想到采用数控机床对从棒材上切割下的坯料进行后续加工，但存在着加工成本高和生产效率低的问题。

发明内容

本发明提出了一种电机磁极制作方法，本发明要解决的技术问题是如何提出另一种电机磁极制作方法，该制作方法应既提高磁极的精度，又能保证生产效率和有效控制制造成本。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：

方案一：磁极包括呈圆弧形且呈片状的极靴和位于极靴的凸面中部的极芯；本电机磁极制作方法是依次按下述顺序步骤进行的：

第一步，选坯，坯料为呈圆柱状的金属件，金属件的长度小于磁极的长度，金属件体积略大于磁极的体积；

第二步，预成型，将坯料放入第一冷挤压模具内进行冷挤压，坯料成型为预成型件，预成型件包括呈条状的极靴预成型部和位于极靴预成型部中部且与磁极中极芯相吻合的极芯预成型部；

第三步，成型，将预成型件放入第二冷挤压模具内进行冷挤压，预成型件成型为成型件；成型件包括与磁极中极靴相同的极靴成型部和与磁极中极芯相同的极芯成型部，极靴成型部的两外侧均具有废料部；

第四步，切边，切除成型件中的废料部得到磁极。

方案二：磁极包括呈圆弧形且呈片状的极靴和位于极靴的凸面中部的极芯；极靴的凹面棱角处为平面；

本电机磁极制作方法是依次按下述顺序步骤进行的：

第一步，选坯，坯料为呈圆柱状的金属件，金属件的长度小于磁极的长度，金属件体积略大于磁极的体积；

第二步，预成型，将坯料放入第一冷挤压模具内进行冷挤压，坯料成型为预成型件，预成型件包括呈条状的极靴预成型部和位于极靴预成型部中部且与磁极中极芯相吻合的极芯预成型部；

第三步，成型，将预成型件放入第二冷挤压模具内进行冷挤压，预成型件成型为成型件；成型件包括与磁极中极靴相同的极靴成型部和与磁极中极芯相同的极芯成型部，极靴成型部的两外侧均具有废料部；

第四步，一次切边，切除成型件中的废料部得到半成品件；

第五步，整形，将半成品件放入第三冷挤压模具内进行冷挤压，半成品件成型为极靴成型部的凹面棱角处为平面的整型件，整型件中极靴成型部的两外侧均具有废料部；

第六步，二次切边，切除整型件中的废料部得到磁极。

电机磁极采用冷挤压成型，冷挤压成型技术相对于连铸成型具有产品精度高的优点，进而可对磁极结构进行灵活地优化，换言之冷挤压成型可加工出连铸成型无法加工出的结构，如极芯中与极靴相垂直的四条棱角呈圆弧形，又如极靴的长度略大于极芯的长度，上述结构均可提高极芯与线圈吻合度，进而改善磁场分布。通过保证冷挤压模具的精度便能保证产品精度一致性，因而电机磁极具有尺寸一致性高的优点。

冷挤压成型技术为成熟的加工技术，因而电机磁极具有生产效率高的优点。采用本电机磁极制作方法生产电机磁极的成本与现有的制作方法成本基本相同，甚至略低于现有的制作方法成本。

本电机磁极采用先冷挤压成型极芯，再冷挤压成型极靴方法，有效地保证极靴成型精度和极靴部分金属组织密度均匀性，进而有效保证电机磁场分布均匀。

方案二和方案一基本相同，不一样的地方在于方案二中极靴的凹面棱角处为平面，该结构能细微地改变电机磁场分布，进而降低电机噪声。方案二和方案一中第一步至第四步相同，因而可根据客户不同的需求灵活地制得所需结构的磁极，由此可显著降低不同结构磁极混合制造的成本。

附图说明

图1-1和图1-2是两款不同结构的磁极。

图2是现有磁极制作方法示意图。

图3是金属段的主视结构示意图。

图4是坯料的主视结构示意图。

图5至图8是预成型件不同视角的结构示意图。

图9至图12是成型件不同视角的结构示意图。

图13至图16是实施例一中磁极的结构示意图。

图17至图20是实施例二中半成品件的结构示意图。

图21是实施例二中整型件的剖视结构示意图。

图22是实施例二中磁极的剖视结构示意图。

图23是实施例二中磁极的立体结构示意图。

图24是实施例二中磁极加工有螺纹的立体结构示意图。

图中，1、极靴；1a、平面；2、极芯；3、螺纹孔；4、极靴预成型部；5-1、极芯预成型部；5-2、极芯成型部；6、倒角；7、极靴成型部；8、废料部；9、通孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-2所示，磁极包括呈圆弧形且呈片状的极靴1和位于极靴1的凸面中部的极芯2。极靴1的长度略大于极芯2的长度，极芯2中与极靴1相垂直的四条棱角呈圆弧形。

磁极上具有螺纹孔3，使该磁极适合采用螺栓与外壳固体连接；根据实际磁极与外壳的连接方式，灵活调整磁极结构，如采用焊接使磁极与外壳相连，则磁极上无需加工出螺纹孔3。

本电机磁极制作方法是依次按选坯、预成型、成型、切边顺序步骤进行的。通过加工图1-2所示的磁极为例进一步说明本电机磁极制作方法中各个工序的技术要求、作用和有益效果。

第一步，选坯，坯料为呈圆柱状的金属件，金属件的长度小于磁极的长度，金属件体积略大于磁极的体积。坯料选用金属盘材以及采用冷镦机加工而成；具体来说，金属盘材先切成图3所示的金属段，再冷镦成图4所示的坯料。金属段的长度H1大于坯料的长度H2，金属段的直径φ1小于坯料的直径φ2，该坯料制作工艺有效地消除了金属切断时可能产生的裂纹，避免后续的冷挤压成型过程中零件产生开裂现象；换言之该坯料制作工艺有效地提高了产品合格率。

第二步，预成型，将坯料放入第一冷挤压模具内，采用液压机对第一冷挤压模具施加压力，进而坯料受挤压变形且根据第一冷挤压模具的模具成型，由此坯料成型为预成型件。如图5至图8所示，预成型件包括呈条状的极靴预成型部4和位于极靴预成型部4中部且与磁极中极芯2相吻合的极芯预成型部5-1；所述的吻合为极芯预成型部5-1与磁极中极芯2完全相同或仅存在细微的区别；本实施例给出极芯预成型部5-1与磁极中极芯2的细微区别为极芯预成型部5-1中没有通孔9，仅具有与通孔9相匹配的倒角6。极靴预成型部4的顶面已成型为圆弧面。

第三步，成型，将预成型件放入第二冷挤压模具内；采用液压机对第二冷挤压模具施加压力，进而预成型件受挤压变形且根据第二冷挤压模具的模具成型，由此预成型件成型为成型件。如图9至图12所示，成型件包括与磁极中极靴1相同的极靴成型部7和与磁极中极芯2相同的极芯成型部5-2，极靴成型部7的两外侧均具有废料部8。具体来说，第二冷挤压模具的模腔内具有与极芯成型部5-2相吻合的极芯腔和废料腔，预成型件的极芯成型部5-2放置在极芯腔内，由此预成型件被定位在第二冷挤压模具的模腔内；预成型件受挤压过程中多余的金属流入废料腔内；该结构可显著提高极靴1成型精度以及极靴1部分金属密度均匀性。

第四步，切边，切除成型件中的废料部8得到磁极，成型件中的极芯成型部5-2即为磁极的极芯2，成型件中的极靴成型部7即为磁极的极靴1。该工序可采用液压机和冲切模加工；在冲切模中安装冲孔杆，使得切除废料时同时加工出通孔9，如图13至图16所示。

第五步，对磁极的通孔9进行攻丝加工便得到图1-2所示的磁极。

采用上述制造方法仅需适应性地调整第二冷挤压模具中模腔的形状便能制得与图1-1相匹配的成型件。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：

如图24所示，磁极中极靴1的凹面棱角处为平面1a。

本电机磁极制作方法是依次按选坯、预成型、成型、一次切边、整形和二次切边顺序步骤进行的。 选坯、预成型和成型步骤与实施例一中选坯、预成型和成型步骤相同，在此不再累赘描述。

本实施例中一次切边和实施例一中切边不一样的地方在于，无需在冲切模中安装冲孔杆，即在该步骤中无需加工出通孔9；一次切边得到的零件定义为半成品件，如图17至图20所示。

第五步，整形，将半成品件放入第三冷挤压模具内；采用液压机对第三冷挤压模具施加压力，进而半成品件受挤压变形且根据第三冷挤压模具的模具成型，由此半成品件成型为整型件。如图21所示，整型件中极靴成型部7的凹面棱角处为平面1a，极靴成型部7的两外侧均具有废料部8。该工序使极靴1凹面棱角区域既形成避让区域，又通过提高局部金属密度实现保证强度，进而改变电机磁场分布以及气流流动性，降低电机噪声。

第六步，二次切边，切除整型件中的废料部8得到磁极，整型件中的极芯成型部5-2即为磁极的极芯2，整型件中的极靴成型部7即为磁极的极靴1。该工序可采用液压机和冲切模加工；在冲切模中安装冲孔杆，使得切除废料时同时加工出通孔9，如图22和图23所示。

第七步，对磁极的通孔9进行攻丝加工便得到图24所示的磁极。

Claims (8)

1.一种电机磁极制作方法，磁极包括呈圆弧形且呈片状的极靴（1）和位于极靴（1）的凸面中部的极芯（2）；

电机磁极制作方法是依次按下述顺序步骤进行的：

第一步，选坯，坯料为呈圆柱状的金属件，金属件的长度小于磁极的长度，金属件体积略大于磁极的体积；

第二步，预成型，将坯料放入第一冷挤压模具内进行冷挤压，坯料成型为预成型件，预成型件包括呈条状的极靴预成型部（4）和位于极靴预成型部（4）中部且与磁极中极芯（2）相吻合的极芯预成型部（5-1）；

第三步，成型，将预成型件放入第二冷挤压模具内进行冷挤压，预成型件成型为成型件；成型件包括与磁极中极靴（1）相同的极靴成型部（7）和与磁极中极芯（2）相同的极芯成型部（5-2），极靴成型部（7）的两外侧均具有废料部（8）；

第四步，切边，切除成型件中的废料部（8）得到磁极，成型件中的极芯成型部（5-2）即为磁极的极芯（2），成型件中的极靴成型部（7）即为磁极的极靴（1）。

2.根据权利要求1所述的电机磁极制作方法，其特征在于，所述坯料选用金属盘材以及采用冷镦机加工而成；金属盘材先切成金属段，再冷镦成坯料；金属段的长度H1大于坯料的长度H2，金属段的直径φ1小于坯料的直径φ2。

3.根据权利要求1所述的电机磁极制作方法，其特征在于，所述第二冷挤压模具的模腔内具有废料腔和与极芯成型部（5-2）相吻合的极芯腔，预成型件的极芯预成型部（5-1）放置在极芯腔内；预成型件受挤压过程中多余的金属流入废料腔内。

4.根据权利要求1或2或3所述的电机磁极制作方法，其特征在于，所述磁极上具有螺纹孔（3）；在切边步骤中同时采用冲孔杆加工出通孔（9）；之后进行攻丝加工得到螺纹孔（3）。

5.一种电机磁极制作方法，磁极包括呈圆弧形且呈片状的极靴（1）和位于极靴（1）的凸面中部的极芯（2）；极靴（1）的凹面棱角处为平面（1a）；

电机磁极制作方法是依次按下述顺序步骤进行的：

第一步，选坯，坯料为呈圆柱状的金属件，金属件的长度小于磁极的长度，金属件体积略大于磁极的体积；

第二步，预成型，将坯料放入第一冷挤压模具内进行冷挤压，坯料成型为预成型件，预成型件包括呈条状的极靴预成型部（4）和位于极靴预成型部（4）中部且与磁极中极芯（2）相吻合的极芯预成型部（5-1）；

第三步，成型，将预成型件放入第二冷挤压模具内进行冷挤压，预成型件成型为成型件；成型件包括与磁极中极靴（1）相同的极靴成型部（7）和与磁极中极芯（2）相同的极芯成型部（5-2），极靴成型部（7）的两外侧均具有废料部（8）；

第四步，一次切边，切除成型件中的废料部（8）得到半成品件；

第五步，整形，将半成品件放入第三冷挤压模具内进行冷挤压，半成品件成型为极靴成型部（7）的凹面棱角处为平面（1a）的整型件，整型件中极靴成型部（7）的两外侧均具有废料部（8）；

第六步，二次切边，切除整型件中的废料部（8）得到磁极。

6.根据权利要求5所述的电机磁极制作方法，其特征在于，所述坯料选用金属盘材以及采用冷镦机加工而成；金属盘材先切成金属段，再冷镦成坯料；金属段的长度H1大于坯料的长度H2，金属段的直径φ1小于坯料的直径φ2。

7.根据权利要求5所述的电机磁极制作方法，其特征在于，所述第二冷挤压模具的模腔内具有废料腔和与极芯成型部（5-2）相吻合的极芯腔，预成型件的极芯预成型部（5-1）放置在极芯腔内；预成型件受挤压过程中多余的金属流入废料腔内。

8.根据权利要求5或6或7所述的电机磁极制作方法，其特征在于，所述磁极上具有螺纹孔（3）；在二次切边步骤中同时采用冲孔杆加工出通孔（9）；之后进行攻丝加工得到螺纹孔（3）。