CN108311656B - 转子短路环铸造模具及其使用该模具的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子短路环铸造模具及其使用该模具的铸造方法，该转子短路环铸造模具，用以套设于一鼠笼转子的铁芯一端，以包围凸出铁芯端面的多个导电铜片，以利铸造工艺的进行，其包含:一上模盖、一下模盖、一外环座、一内环座、多孔环片及一束环组。通过束环组束固于铁芯外周缘，支撑依序套叠于铁芯端面的该多孔环片、该内环座、该外环座、该下模盖及该上模盖，以于各导电铜片自由端界定出一塑形室，提供铜质铸造液浇注，而于各导电铜片自由端铸造出一体成形的短路环。

Description

转子短路环铸造模具及其使用该模具的铸造方法

技术领域

本发明有关于一种铸造工艺相关的技术领域，尤其是用以转子短路环生产的模具及其使用方法的一种转子短路环铸造模具及其使用该模具的铸造方法。

背景技术

马达的设计上，除了利用交流电相位的变化以产生变动的磁场外，更可以利用变动的周围磁场，以感应中间转子以产生磁场，如此转子可以不必再缠绕线圈，亦不需有碳刷等构造，而可简化转子的构造，请参阅图11、图12所示，如感应电动机（单相和三相）的鼠笼转子，在积叠的硅钢片铁心91中穿插导电铜片92 (或棒)，两端利用短路环93变成鼠笼型，经周围变动磁场感应，产生涡流及磁力而旋转。

现有短路环93的作法和结构，是将多个短路环铜片931套叠于铁芯91端面凸出的导电铜片92末端，通过短路环铜片931上的插孔，使各短路环铜片931能相互堆栈焊接至一定厚度。

上述短路环93制造方式有很大的缺点，因为短路环铜片931堆栈中间不一定会密实的贴合，一定会有空隙，且每一片短路环铜片931贴合都要焊接一次，工序上相当缓慢，不利产业的生产制造，且质量无法稳定、良率、效率都欠佳。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题与缺失，本发明的主要目的，乃在于提供一种转子短路环铸造模具及其使用该模具的铸造方法，借由铸造模具结构的创新以及铸造方法，克服现有短路环制造的麻烦与不便。

本发明提供一种转子短路环铸造模具，用以套设于一鼠笼转子的铁芯一端，以包围凸出铁芯端面的多个导电铜片，以利铸造工艺的进行，其包含:

一上模盖，具有一体形成的一上模槽、多个上分流道及至少一注液孔；

该上模槽朝下开放凹陷形成于该上模盖朝下端面；

各该上分流道朝下开放凹陷形成该上模槽底面，且各该上分流道于延伸方向其中一末端呈封闭；

该注液孔顶底贯穿该上模盖形成，且与各该上分流道相对于封闭端的另一端连通；

一下模盖，其外周轮廓匹配该上模槽形成，使该下模盖以顶端面插置于该上模槽中，该下模盖具有一体形成的一下模槽、多个下分流道及多个流道孔；

该下模槽朝下开放凹陷形成于该下模盖的朝下端面；

各该下分流道分别凹陷形成于该下模盖顶端面，且朝上开放的匹配各该上分流道，又各该下分流道延伸方向的一端与该注液孔连通，而相异的另一端则呈封闭；

各该流道孔顶底贯穿该下模盖形成于各该下分流道的封闭端；

一外环座，为一中空的环状体，其外周缘匹配该下模槽，使该外环座以顶端面插置于该下模槽；

一内环座，为一中空的环状体，该内环座顶端面顶抵于该下模槽，而该内环座的底端面抵接于该铁芯的轴向端面；

一多孔环片，为一中空的环状片体，其内径与该内环座外周缘匹配，提供该内环座穿伸，而外周缘则与该外环座的内径面抵接，该多孔环片具有多个铜片穿孔；各该铜片穿孔顶、底贯穿该多孔环片形成，提供各该导电铜片对应穿伸；

一束环组，束固于该铁芯外周缘，支撑该外环座底端，包含两半圆环、两紧迫螺栓及至少一调整螺栓；

各该半圆环分别具有一体形成的两锁块、及两锁孔；该各锁块自该半圆环自由端，径向朝外延伸形成，且各该锁块贯穿形成有一锁孔，提供各该紧迫螺栓穿伸螺锁，以锁接各该半圆环于该铁芯外周缘。

其中，该多孔环片、该内环座的外径面、该外环座的内径面共同界定出一塑形室，绕围穿伸该多孔环片的各该导电铜片自由端，以利铜材铸造液的注入与塑形。

该上模盖进一步具有多个定位凸点，各该定位凸点形成于该上模槽底面；该下模盖匹配各该定位凸点，进一步具有多个定位凹槽，各该定位凹槽系凹陷形成于该下模盖顶端面。

各该半圆环进一步具有至少一调整锁孔，该调整锁孔系贯穿各该半圆环形成，提供一调整螺栓螺合穿伸。

各该半圆环进一步于顶端面形成一阶级端面。

本发明还提供一种使用上述转子短路环铸造模具的离心铸造方法，其特征在于，包含以下步骤；

（a）将一锁柱穿伸该铁芯锁固；

（b）将该束环组束固于该铁芯径向外周缘；

（c）将该多孔环片套衔于各该导电铜片外周缘；

（d）将该内、外环座同心套衔于该多孔环片内、外径侧；

（e）将该下模盖叠置于该内、外环座顶端面；

（f）将该上模盖叠设于该下模盖上；

（g）离心铸造出一短路环。

本发明还提供一种转子短路环结构，该转子包含一由多个硅钢片积叠形成的铁心、以及多个穿插各该硅钢片并使各该硅钢片两端突伸于该铁心轴向两端外侧的导电铜片，两短路环，各该短路环分别以一铸造工法与各该导电铜片的自由端形成一体。

优选地，该铸造工法选自离心式铸造工法。

本发明能够达到如下效果：

本发明便于短路环结构与各导电铜片可一体形成，避免需逐一焊接的导电铜片的麻烦，以及衍生的空焊与结构强度不佳等缺失。

附图说明

图1是本发明转子短路环铸造模具局部构件分解示意图(一)。

图2是本发明转子短路环铸造模具局部构件分解示意图(二)。

图3是本发明转子短路环铸造模具的离心铸造方法示意图。

图4是本发明转子铁芯分解示意图。

图5是本发明转子短路环铸造模具组合示意图(一)。

图6是本发明转子短路环铸造模具组合示意图(二)。

图7是图6所示实施例7-7剖线剖面示意图。

图8是图6所示实施例8-8剖线剖面作动示意图。

图9是本发明一体成形短路环的转子结构示意图。

图10是图9所示实施例局部剖面示意图。

图11 是现有具短路环的转子结构示意图。

图12是图11所示实施例局部示意图。

附图标记说明：

1上模盖；

12上模槽；

14上分流道；

16定位凸点；

18注液孔；

2下模盖；

22下模槽；

24下分流道；

26定位凹槽；

242流道孔；

3外环座；

4内环座；

5多孔环片；

52铜片穿孔；

6束环组；

62半圆环；

64紧迫螺栓；

66调整螺栓；

621锁块；

622锁孔；

623调整锁孔；

624阶级端面；

71锁柱；

72轴座；

73螺固组件；

91铁芯；

911轴孔；

92导电铜片；

93短路环；

931短路环铜片；

101~107步骤；

922透孔；

S塑形室；

C短路环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参阅图1、图2及图11所示，本发明的转子短路环铸造模具，用以套设于一鼠笼转子的铁芯91一端，以包围凸出铁芯91端面的各导电铜片92，以利铸造工艺的进行，其包含:一上模盖1、一下模盖2、一外环座3、一内环座4、一多孔环片5及一束环组6。

上述上模盖1，具有一体形成的一上模槽12、多个上分流道14、多个定位凸点16及至少一注液孔18。所述上模槽12朝下呈开放凹陷形成上模盖1朝下端面。所述各上分流道14朝下开放凹陷形成上模槽12底面，且各上分流道14于延伸方向其中一末端呈封闭。所述各定位凸点16形成于上模槽12底面。所述注液孔18系顶底贯穿上模盖1形成，且与各上分流道14相对于封闭端的另一端连通。实施时，注液孔18轮廓呈一锥形，且各定位凸点16可选择性的省略。

上述下模盖2，其外周轮廓匹配上模槽12形成，使下模盖2以顶端面插置于上模盖1的上模槽12中。该下模盖2具有一体形成的一下模槽22、多个下分流道24、多个定位凹槽26及多个流道孔242。所述下模槽22朝下开放凹陷形成于下模盖2朝下端面。所述各下分流道24分别凹陷形成于下模盖2顶端面，且朝上开放的匹配各上分流道14，并且各下分流道24延伸方向的一端彼此连通，更与注液孔18位置对应，而相异的另一端则呈封闭。所述各定位凹槽26对应各定位凸点16，凹陷形成于下模盖2顶端面。所述各流道孔242顶底贯穿下模盖2形成于各下分流道24的封闭端。

上述外环座3，为一中空的环状体，其外周缘匹配下模盖2的下模槽22，使外环座3以顶端面插置于下模盖2的下模槽22。实施时，外环座3内径与多孔环片5外径匹配。

上述内环座4，为一中空的环状体，该内环座4顶端面顶抵于下模盖2的下模槽22，而该内环座4的底端面抵接于铁芯91的轴向端面。

上述多孔环片5，为一中空的环状片体，其内径大小与内环座4外周缘匹配，提供内环座4穿伸。该多孔环片5具有多个铜片穿孔52，各铜片穿孔52是顶、底贯穿多孔环片5形成，提供铁芯91一端的各导电铜片92对应穿伸。实施时，各铜片穿孔52大小可选择性的提供单片或或多片的导电铜片92穿伸。

上述束环组6，包含两半圆环62、两紧迫螺栓64及至少一调整螺栓66。所述各半圆环62是匹配铁芯91外周缘形成的相同构件，采镜射方式选择性束固于铁芯91外周缘。该各半圆环62分别具有一体形成的两锁块621、两锁孔622、至少一调整锁孔623与一阶级端面624。该各锁块621自半圆环自由端，径向朝外延伸形成，且各锁块621贯穿形成有一锁孔622，提供紧迫螺栓64穿伸螺锁，以锁接两半圆环62于铁芯91外周缘。该调整锁孔623贯穿半圆环62形成，提供调整螺栓66螺合穿伸，以调整半圆环62能与铁芯91外周侧妥适抵接。该阶级端面624形成于半圆环62顶端面。

是以，上述即为本发明所提供一较佳实施例转子短路环铸造模具，各部构件及组装方式的介绍，兹再将本发明转子短路环铸造模具的离心铸造方法，请参阅图3，兹介绍如下，其包含:

步骤101:将一锁柱穿伸铁芯锁固；请参阅图4、5所示，将锁柱71穿伸铁芯91的轴孔911后，配合套衔与锁固于锁柱71两端的轴座72及螺固组件73，以约束铁芯91避免以热而造成无预期的变形。

步骤102:将束环组束固于铁芯径向外周缘；请参阅图5所示，将半圆环62对应套衔于铁芯91外周缘默认位置，再配合紧迫螺栓64穿伸锁孔622锁固。

步骤103:将多孔环片套衔于导电铜片外周缘；请参阅图7所示，通过多孔环片5上的铜片穿孔52，分别对应套衔凸伸于铁芯91端面的各导电铜片92。

步骤104:将内、外环座同心套衔于多孔环片内、外径侧； 请参阅图6、7所示，将内环座4叠置于铁芯91端面，并与多孔环片5内径面抵接，而外环座3则叠置于束环组6上，并与多孔环片5外径面抵接。

步骤105:将下模盖叠置于内、外环座顶端面； 请参阅图7所示，通过下模盖2的下模槽21，将下模盖2盖抵于内环座4、外环座3顶端。

步骤106:将上模盖叠设于下模盖； 请参阅图7所示，将上模盖1以上模槽12盖叠于下模盖2顶端，配合上模盖1的定位凸点16与下模盖2的定位凹点26，方便上模盖1、下模盖2的上分流道14、下分流道24对位。

步骤107:离心铸造出一短路环； 请参阅图8至10所示，将铜材铸造液以上模盖1的注液孔18注入，配合上分流道14、下分流道24的分流，让铜材铸造液平均自各流道孔242流入由多孔环片5、内环座4(外径面)、外环座3(内径面)所共同界定的塑形室S，让铜材铸造液可包覆穿伸多孔环片5的各导电铜片92，进一步通过旋转，使塑形室S内铜材铸造液中的优质铜材能布满导电铜片92外围，而气泡、杂质则可朝内环座4(外径面)集中，配合拆模后的切削或打磨可进一步的去除该些杂质。

另外，请参阅图9、10所示，铜材铸造液与各导电铜片92作用区，具有一卡勾装置，该卡勾装置可为穿伸各导电铜片92的透孔922或凹陷结构，使铜材铸造液冷却后形成的短路环C，可确实勾住各导电铜片92，让各导电铜片92无法轻易的脱离。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种转子短路环铸造模具，用以套设于一鼠笼转子的铁芯一端，以包围凸出铁芯端面的多个导电铜片，以利铸造工艺的进行，其特征在于，包含：

一上模盖，具有一体形成的一上模槽、多个上分流道及至少一注液孔；

该上模槽朝下开放凹陷形成于该上模盖朝下端面；

各该上分流道朝下开放凹陷形成该上模槽底面，且各该上分流道于延伸方向其中一末端呈封闭；

该注液孔顶底贯穿该上模盖形成，且与各该上分流道相对于封闭端的另一端连通；

一下模盖，其外周轮廓匹配该上模槽形成，使该下模盖以顶端面插置于该上模槽中，该下模盖具有一体形成的一下模槽、多个下分流道及多个流道孔；

该下模槽朝下开放凹陷形成于该下模盖的朝下端面；

各该下分流道分别凹陷形成于该下模盖顶端面，且朝上开放的匹配各该上分流道，又各该下分流道延伸方向的一端与该注液孔连通，而相异的另一端则呈封闭；

各该流道孔顶底贯穿该下模盖形成于各该下分流道的封闭端；

一外环座，为一中空的环状体，其外周缘匹配该下模槽，使该外环座以顶端面插置于该下模槽；

一内环座，为一中空的环状体，该内环座顶端面顶抵于该下模槽，而该内环座的底端面抵接于该铁芯的轴向端面；

一多孔环片，为一中空的环状片体，其内径与该内环座外周缘匹配，提供该内环座穿伸，而外周缘则与该外环座的内径面抵接，该多孔环片具有多个铜片穿孔；各该铜片穿孔顶、底贯穿该多孔环片形成，提供各该导电铜片对应穿伸；

一束环组，束固于该铁芯外周缘，支撑该外环座底端，包含两半圆环、两紧迫螺栓及至少一调整螺栓；

各该半圆环分别具有一体形成的两锁块及两锁孔；该各锁块自该半圆环自由端，径向朝外延伸形成，且各该锁块贯穿形成有一锁孔，提供各该紧迫螺栓穿伸螺锁，以锁接各该半圆环于该铁芯外周缘；

其中，该多孔环片、该内环座的外径面、该外环座的内径面共同界定出一塑形室，绕围穿伸该多孔环片的各该导电铜片自由端，以利铜材铸造液的注入与塑形。

2.如权利要求1所述的转子短路环铸造模具，其特征在于，该上模盖进一步具有多个定位凸点，各该定位凸点形成于该上模槽底面；该下模盖匹配各该定位凸点，进一步具有多个定位凹槽，各该定位凹槽系凹陷形成于该下模盖顶端面。

3.如权利要求1所述的转子短路环铸造模具，其特征在于，各该半圆环进一步具有至少一调整锁孔，该调整锁孔系贯穿各该半圆环形成，提供一调整螺栓螺合穿伸。

4.如权利要求1所述的转子短路环铸造模具，其特征在于，各该半圆环进一步于顶端面形成一阶级端面。

5.一种使用权利要求1所述的转子短路环铸造模具的离心铸造方法，其特征在于，包含以下步骤；

(a)将一锁柱穿伸该铁芯锁固；

(b)将该束环组束固于该铁芯径向外周缘；

(c)将该多孔环片套衔于各该导电铜片外周缘；

(d)将该内、外环座同心套衔于该多孔环片内、外径侧；

(e)将该下模盖叠置于该内、外环座顶端面；

(f)将该上模盖叠设于该下模盖上；

(g)离心铸造出一短路环。