CN107749702A - 电机铜条转子坯结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机铜条转子坯结构及其加工方法，解决现有技术中焊条采用焊接、整体浇筑等方式形成所存在的问题，采用的技术方案：所述转子铁芯圆周方向设置复数个轴向的铜条容置插孔，所述铜条容置插孔贯穿所述转子铁芯，所述铜条容置插孔中插置铜条，所述铜条在所述转子铁芯的两端具有外延端，所述转子铁芯的两端分别压铸铜端环冲片，所述铜端环冲片在压铸过程中与所述铜条形成牢固连接。技术效果：铜条预埋在铁芯中，不需压铸，只需压铸出铜端环即可，压铸工艺性得到改善，铸造难度降低，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机铜条转子坯结构及其加工方法。
背景技术
电机小型化、轻量化以及高效率是电机发展的趋势。电机的转子坯铁芯是电机重量的一个大头，铁芯大小决定了电机的大小。铁芯直径小，则电机直径小，当电机直径一定时，电机功率越大，则电机越长，电机长度也就越长。
在铁芯直径一定的情况下，为了在电机功率不变的情况下可以缩短铁芯长度，通常在铁芯上设置轴向的铜条和铁芯端部的铜端环，从而使电机的外形尺寸和重量都得到减小。将铜条嵌在铁芯中的常规的加工方法有两种：一种为焊接方式；一种为压铸方式。
如图1和2所示，采用焊接方法的步骤为：铁芯和端环在靠近外圆周处分别设置一圈插孔，几个铜端环分别叠加在铁芯的两端，使铁芯和端环上的插孔分别一一对应，然后在每个插孔中穿入铜条，最后在两端将铜条与铜端环焊在一起。
这种焊接方法存在以下缺陷，影响了铁芯质量、使用寿命，影响电机性能：
1）结构复杂，铁芯、铜端环、铜条为独立的零件，零件数量较多，任何一个有缺陷都影响铁芯的组装、焊接。
2）结构上有隐患，当平整平两端的铜端环端面时，会切除部分焊缝，控制不好有可能切除过多，使端环与铜条结合处导电不良，影响电机性能。
3）焊接质量风险较大，焊点多，焊接缺陷（漏焊、虚焊等）出现的概率相对较大。
4）首先需要使铁芯冲片、铜端环冲片形成紧密贴合后才能施焊，操作繁琐，效率低。
5）加工控制点多，对人员素质要求高。
如图3和图4所示，采用压铸方法的步骤为：压铸时，熔化的铜水注入铁芯两端的模具型腔，形成端环；在形成端环的过程中，注入铜流体流入靠近外圆周的一圈插孔中，形成铜条。采用这种方式形成的铁芯中铜条与端环理论上说为一个均质整体。
这种压铸方法存在以下缺陷，影响了铁芯质量、使用寿命，影响电机性能：
1）形成铜条时，由于铜条断面尺寸小、长度长、铜液流动、排气不畅、降温快，容易出现气泡、冷隔等缺陷，影响铜条质量稳定性。
2）为了提高铜液的流动性以减少铜条上的气泡、冷隔等铸造缺陷，就要提高铜的熔炼温度，能耗大。
3）受铜液流动性限制，能做的转子坯长度受限，适用的电机功率范围也就受到限制。
4）铜压铸难度大，成本高。
5）压铸铜条被封闭在铁芯内，缺陷检验需要专门仪器，成本高，还有一定误判机率。
6）铜条出现缺陷，则转子坯就要报废，成品率受到影响，质量成本高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种电机铜条转子坯结构及其加工方法
本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：电机铜条转子坯结构，包括转子铁芯，所述转子铁芯由铁芯冲片叠压而成，其特征在于所述转子铁芯圆周方向设置复数个轴向的铜条容置插孔，所述铜条容置插孔贯穿所述转子铁芯，所述铜条容置插孔中插置铜条，所述铜条在所述转子铁芯的两端具有外延端，所述转子铁芯的两端分别压铸铜端环冲片，所述铜端环冲片在压铸过程中与所述铜条形成牢固连接。
上述技术方案存在的效果：
1. 铜条是型材，质地紧密，不存在压铸（气泡、冷隔等）缺陷；
2. 铜条预埋在铁芯中，不需压铸，只需压铸出铜端环即可，压铸工艺性得到改善，铸造难度降低，成本低。
3. 铜条在埋入铁芯前可以直观观察检验，不需要专门的仪器，检验成本低。
4.铜条质量靠铜条原材料质量保证，与操作者技术无关，对人员素质要求不高。
5. 预埋铜条长度可以任意截取，不受压铸工艺限制，便于压铸大功率转子。
6. 端环尺寸大，铜液容易流动。压铸对铜液流动性要求降低，熔炼温度可以降低，能耗减少。
7. 加工操作比焊接简单，效率高。
8. 不存在焊接缺陷，质量稳定。
9. 不会因为后续切削加工（焊机方法需要后续切削加工）端环而破坏端环与铜条联接的可靠性。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施： 所述铜条容置插孔均布设置。
所述外延端的长度小于所述铜端环冲片的厚度。
所述铜端环冲片轴向截面为梯环形结构，外圆周壁的外端直径较内端直径小，内圆周壁的外端直径较内端直径大。
电机铜条转子坯结构的加工方法，其特征在于其步骤包括：
在铁芯冲片圆周方向靠近外缘处设置轴向的铜条容置插孔；
叠压铁芯冲片；
在铜条容置插孔中插入铜条，并在叠压铁芯冲片的两端形成外延段；
在叠压铁芯冲片的两端设置铜端环模具型腔；
向铜端环模具型腔注入熔化的铜水；
铜水冷却凝固成铜端环冲片；
在凝固过程中，铜端环冲片与铜条的外延端形成牢固连接。
本发明具有的有益效果：
1. 铜条是型材，质地紧密，不存在压铸（气泡、冷隔等）缺陷；
2. 铜条预埋在铁芯中，不需压铸，只需压铸出铜端环即可，压铸工艺性得到改善，铸造难度降低，成本低。
3. 铜条在埋入铁芯前可以直观观察检验，不需要专门的仪器，检验成本低。
4. 铜条质量靠铜条原材料质量保证，与操作者技术无关，对人员素质要求不高。
5. 预埋铜条长度可以任意截取，不受压铸工艺限制，便于压铸大功率转子。
6. 铜端环尺寸大，铜液容易流动。压铸对铜液流动性要求降低，熔炼温度可以降低，能耗减少。
7. 加工操作比焊接简单，效率高。
8. 不存在焊接缺陷，质量稳定。
9. 不会因为后续切削加工（焊机方法需要后续切削加工）端环而破坏端环与铜条联接的可靠性。
附图说明
图1是本发明涉及的现有技术的一种结构示意图。
图2是图1的A-A向剖视结构示意图。
图3是本发明涉及的现有技术的另一种结构示意图。
图4是本发明涉及的现有技术的再一种结构示意图。
图5是本发明涉及的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：如图5所示，电机铜条转子坯结构，包括转子铁芯1，所述转子铁芯由铁芯冲片叠压而成，所述转子铁芯圆周方向设置复数个轴向的铜条容置插孔11，所述铜条容置插孔11贯穿所述转子铁芯，所述铜条容置插孔中插置铜条2，所述铜条2在所述转子铁芯的两端具有外延端21，所述转子铁芯的两端分别压铸铜端环冲片3，所述铜端环冲片3在压铸过程中与所述铜条2形成牢固连接。首先，铜条为预制的型材，铜条质量可在埋入铁芯前进行检测，检测简单且检测可靠，铜条的质量可控，铜条埋入铁芯的长度可控。其次，铜端环尺寸大，铜液容易流动，不仅有利于减少能耗，而且制作质量可靠，同时能够与铜条形成牢固连接，铜条的外延段能够被铜端环牢固固定。
进一步来说：为了提高转子坯的性能， 所述铜条容置插孔均布设置。铜条容置插孔至少设置十个以上，具体还需要根据转子坯直径而定。
所述外延端的长度小于所述铜端环冲片的厚度。通常来说为了提高连接可靠性，外延端的长度至少需要达到铜端环冲片的厚度的1/4~1/3。
为了方便脱模具，所述铜端环冲片轴向截面为梯环形结构，外圆周壁的外端直径较内端直径小，内圆周壁的外端直径较内端直径大。
上述的电机铜条转子坯结构的加工方法，其步骤包括：
在铁芯冲片圆周方向靠近外缘处设置轴向的铜条容置插孔；
叠压铁芯冲片；
在铜条容置插孔中插入铜条，并在叠压铁芯冲片的两端形成外延段；
在叠压铁芯冲片的两端设置铜端环模具型腔；
向铜端环模具型腔注入熔化的铜水；
铜水冷却凝固成铜端环冲片；
在凝固过程中，铜端环冲片与铜条的外延端形成牢固连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.电机铜条转子坯结构，包括转子铁芯，所述转子铁芯由铁芯冲片叠压而成，其特征在于所述转子铁芯圆周方向设置复数个轴向的铜条容置插孔，所述铜条容置插孔贯穿所述转子铁芯，所述铜条容置插孔中插置铜条，所述铜条在所述转子铁芯的两端具有外延端，所述转子铁芯的两端分别压铸铜端环冲片，所述铜端环冲片在压铸过程中与所述铜条形成牢固连接。
2.根据权利要求1所述的电机铜条转子坯结构，其特征在于所述铜条容置插孔均布设置。
3.根据权利要求1或2所述的电机铜条转子坯结构，其特征在于所述外延端的长度小于所述铜端环冲片的厚度。
4.根据权利要求1或2所述的电机铜条转子坯结构，其特征在于所述铜端环冲片轴向截面为梯环形结构，外圆周壁的外端直径较内端直径小，内圆周壁的外端直径较内端直径大。
5.根据权利要求1所述的电机铜条转子坯结构的加工方法，其特征在于其步骤包括：
在铁芯冲片圆周方向靠近外缘处设置轴向的铜条容置插孔；
叠压铁芯冲片；
在铜条容置插孔中插入铜条，并在叠压铁芯冲片的两端形成外延段；
在叠压铁芯冲片的两端设置铜端环模具型腔；
向铜端环模具型腔注入熔化的铜水；
铜水冷却凝固成铜端环冲片；
在凝固过程中，铜端环冲片与铜条的外延端形成牢固连接。
6.根据权利要求5所述的电机铜条转子坯结构的加工方法，其特征在于所述铜条容置插孔均布设置。
7.根据权利要求5或6所述的电机铜条转子坯结构的加工方法，其特征在于所述外延端的长度小于所述铜端环冲片的厚度。
8.根据权利要求5或6所述的电机铜条转子坯结构的加工方法，其特征在于所述铜端环冲片轴向截面为梯环形结构，外圆周壁的外端直径较内端直径小，内圆周壁的外端直径较内端直径大。
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