CN109088521A - 一种励磁机定子铁芯的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种励磁机定子铁芯的制作工艺，包括定子冲片冲裁步骤、V形扣槽冲制步骤、铁芯叠压步骤和铁芯焊接步骤。进行V形扣槽冲制步骤时，采用单独的V形扣槽冲制模具，通过冲头刃口的压制，使定子冲片的上表面留下V形扣槽，定子冲片的下表面对应地留下V形凸缘。进行铁芯叠压步骤时，采用安装在油压机上的叠压和脱模工装，将多片定子冲片依次以上一片定子冲片下表面上的V形凸缘对应地嵌在下部定子冲片上的V形扣槽内的方式叠套在叠压模芯轴上，直到叠置到设计厚度后，再通过叠压模压头下压而将定子铁芯压紧，然后通过油压机下顶杆将叠压模卸料板往上顶，将压紧的定子铁芯顶出叠压模芯轴。本发明解决了叠压时铁芯变形和叠压后脱模的问题。

Description

一种励磁机定子铁芯的制作工艺

技术领域

本发明涉及一种励磁机定子铁芯的制作工艺。

背景技术

国内外现有的中小型三相交流发电机有二种结构形式：一种有刷三相交流发电机、一种无刷三相交流发电机。当今国内外流行的是无刷三相交流发电机(功率在8.6Kw～3000Kw，频率为50Hz，转速为1500转/分)，也是当今世界发展的趋势。然而，无刷三相交流发电机有一个励磁机励磁供主转子电流和电压。励磁机定子包括通过焊缝6连接并坚固的定子铁芯4和安装在定子铁芯4上的定子线圈5，励磁机转子包括通过焊缝铆钉1连接的转子铁芯2和安装在转子铁芯2上的转子线圈3，其中定子铁芯4与转子铁芯2之间的气隙相当小(见图1a和图1b)，单面气隙仅为0.25mm～1.2mm。在发电机运转过程中，由于震动使得励磁机定子铁芯4与转子铁芯2容易擦碰，从而导致励磁机定、转子烧坏，导致发电机不能发电，经济损失严重。主要原因是由于励磁机在制造过程中的励磁机定子铁芯4和转子铁芯2变形，转子铁芯2变形很小，而定子铁芯4变形很大(励磁机定子的制造过程：冲裁定子冲片→铁芯叠压→焊接→嵌线→接头→浸漆→烘焙)，定子铁芯4的变形量为0.1mm～0.5mm，导致定、转子气隙变小(相对于设计值)，使得励磁机定子铁芯4与转子铁芯2更容易擦碰。当然，励磁机定子在嵌线过程中，由于定子铁芯不牢固也会有少量变形。

综上所述，主要是励磁机定子铁芯变形，目前国内外制造励磁机定子铁芯的方法有四种：①是将一般模具装在冲压设备中冲裁定子冲片→叠压→焊接；②是将一般模具装在冲压设备中冲裁定子冲片→叠压→铆接；③是将一般模具装在冲压设备中冲裁定子冲片→叠压→扣片；④是将级进模具装在冲压设备中冲制定子冲片+冲V形扣槽+加压→焊接。前面三种方法都存在定子铁芯变形量大的问题，而且质量不够稳定，从而影响了发电机的质量。最后一种方法质量最好，但是冲压设备很昂贵，大概需要2000万元，同时级进模具也很贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种励磁机定子铁芯的制作工艺，它在不增加昂贵设备的前提下，并在原有的普通设备的基础上，既保证铁芯叠压时冲片与冲片之间的紧密度，又保证了铁芯叠压的同心度，解决了定子变形问题，同时也解决了铁芯叠压后脱模困难的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种励磁机定子铁芯的制作工艺，所述定子铁芯由多片定子冲片叠压至设计厚度后通过焊接形成；每片定子冲片的中心具有圆孔，外缘为正方形，沿圆孔的一周均布八个磁极；每片定子冲片的四个角被倒成圆弧角，并在每个圆弧角的两端各自设有一个焊槽；每片定子冲片还在靠近四个角的表面上各自开设一个定位孔，并在定位孔的两侧对称地开设一个通风孔；每片定子冲片上还均布地设置多个V形扣槽；所述制作工艺包括依次进行的定子冲片冲裁步骤、V形扣槽冲制步骤、铁芯叠压步骤和铁芯焊接步骤；

进行所述定子冲片冲裁步骤时，将冲片模具装在冲压设备中进行；

进行所述V形扣槽冲制步骤时，采用单独的V形扣槽冲制模具，该V形扣槽冲制模具安装在冲压设备上并包括冲制上模和冲制下模；所述冲制上模包括上模柄、上模座、上垫板、凸模和卸料板；其中，所述上摸柄的上部与冲床的滑块连接，上摸柄的下部与上模座连接；所述上垫板连接在上模座的下部；所述凸模包括多个与定子冲片上的V形扣槽一一对应并安装在所述上垫板上的冲头，每个冲头的下端为V形刃口；所述卸料板上对应所述凸模的位置开设冲头穿孔；所述冲制下模包括下模座、下垫板、凹模和定位钉；所述凹模、下垫板和下模座依次自上而下依次连接，所述凹模的上表面上设有多个与多个冲头的刃口一一对应并适配的V形槽；所述定位钉固定在所述凹模的中心，该定位钉的直径与所述定子冲片上的圆孔直径适配；

冲制V形扣槽时，将定子冲片置于所述凹模上并套在定位钉上，冲制上模在冲床力的作用下使凸模垂直向下运动，通过冲头刃口的压制，使定子冲片的上表面留下V形扣槽，定子冲片的下表面对应地留下V形凸缘；

进行所述铁芯叠压步骤时，采用安装在油压机上的叠压和脱模工装，该叠压和脱模工装包括叠压模顶杆、叠压模下模板、芯轴固定板、叠压模芯轴、叠压模卸料板和叠压模压头；其中，所述叠压模顶杆通过叠压模顶板和顶杆固定板安装在油压机下顶杆的上端；所述叠压模下模板设在油压机下机身的顶面上；所述芯轴固定板位于叠压模下模板的顶面上并与叠压模下模板一起通过叠压模导套可滑动地套在所述叠压模顶杆上；所述叠压模芯轴固定在所述芯轴固定板的中心，该叠压模芯轴的直径比所述定子冲片的圆孔直径大0.01mm～0.02mm；所述叠压模卸料板位于芯轴固定板的顶面上并套在所述叠压模芯轴上；所述叠压模压头通过叠压模上模板连接在油压机动模板的底面上，该油压机动模板连接在油压机上顶杆的下端；

铁芯叠压时，将多片定子冲片依次以上一片定子冲片下表面上的V形凸缘一一对应地嵌在下部定子冲片上的V形扣槽内的方式叠套在所述叠压模芯轴上，直到叠置到设计厚度后，再通过油压机上顶杆带动叠压模压头下压而将定子铁芯压紧，在油压机上顶杆带动叠压模压头上移复位后，通过油压机下顶杆将所述叠压模卸料板往上顶，将压紧的定子铁芯顶出叠压模芯轴，实现脱模；

进行所述铁芯焊接步骤时，采用一次完成多道焊缝的焊接设备在定子铁芯的外缘的焊槽处进行焊接，使定子铁芯具有一定的强度。

上述的励磁机定子铁芯的制作工艺，其中，所述定子冲片上的V形扣槽设置在每个磁极的中部和每个通风孔的内侧。

上述的励磁机定子铁芯的制作工艺，其中，所述V形扣槽冲制模具的冲制上模还包括设在所述上垫板与卸料板之间的缓冲垫。

本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺的技术方案具有以下特点：

1、在定子冲片冲裁步骤后，增加一道V形扣槽冲制步骤，即在冲压设备上增加一副V形扣槽冲制模具，实现在定子冲片上冲制出十六个V形扣槽，使得铁芯叠压时冲片与冲片之间能通过V形扣槽紧密扣住，铁芯叠压好以后又能保证运输和定子嵌线时不会变形，解决了定子铁芯变形问题；

2、在进行铁芯叠压步骤时，采用在油压机上安装叠压和脱模工装来完成，并将工装中的叠压模芯轴的直径与定子冲片的圆孔直径的差值由0.06mm～0.08mm缩小到0.01mm～0.02mm，极大地提高了定子铁芯叠压的同心度；

3、由于叠压模芯轴的直径与定子冲片的圆孔直径差值很小，因此铁芯叠压后手工脱模较困难，本发明利用油压机自身的升降原里，由油压机来完成脱模，解决了铁芯叠压后手工无法脱模的问题。

附图说明

图1a是励磁机定子与转子的装配关系分解图；

图1b是励磁机定子铁芯与转子铁芯的位置关系示意图；

图2a是本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺完成V形扣槽冲制步骤后定子冲片的平面图；

图2b是图2a中的A-A向视图；

图2c是图2b中的I部位的放大图；

图3是本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺进行V形扣槽冲制步骤时采用的V形扣槽冲制模具的结构示意图；

图4是本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺进行铁芯叠压步骤时采用的叠压和脱模工装的结构示意图；

图5a是本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺中完成铁芯叠压步骤后定子铁芯的平面图；

图5b是图5a中的B-B向视图；

图5c是图5b中的P部位的放大图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺，依次进行的定子冲片冲裁步骤、V形扣槽冲制步骤、铁芯叠压步骤和铁芯焊接步骤。

进行定子冲片冲裁后，每片定子冲片40的中心具有圆孔41，外缘为正方形，沿圆孔41的一周均布八个磁极42；每片定子冲片40的四个角被倒成圆弧角，并在每个圆弧角的两端各自设有一个焊槽43；每片定子冲片40还在靠近四个角的表面上各自开设一个定位孔44，并在定位孔44的两侧对称地开设一个通风孔45。

进行V形扣槽冲制步骤后，使每片定子冲片40上还均布地设置多个V形扣槽46；V形扣槽46设置在每个磁极42的中部和每个通风孔45的内侧，共十六个V形扣槽46(见图2a至图2c)。

进行定子冲片冲裁步骤时，将冲片模具装在冲压设备中进行。

进行V形扣槽冲制步骤时，采用单独的V形扣槽冲制模具(见图3)进行，该V形扣槽冲制模具安装在冲压设备上并包括冲制上模10和冲制下模20；冲制上模10包括上模柄11、上模座12、上垫板13、凸模14、缓冲垫15和卸料板16；其中，上摸柄11的上部与冲床的滑块连接，上摸柄11的下部与上模座12连接；上垫板13连接在上模座12的下部；凸模14包括多个与定子冲片上的V形扣槽一一对应并安装在上垫板13上的冲头，每个冲头的下端为V形刃口；卸料板16上对应凸模14的位置开设冲头穿孔；缓冲垫15设在上垫板13与卸料板16之间。冲制下模20包括下模座21、下垫板22、凹模23和定位钉24；凹模23、下垫板22和下模座21依次自上而下依次连接，凹模23的上表面上设有多个与多个冲头的刃口一一对应并适配的V形槽；定位钉24固定在凹模23的中心，该定位钉24的直径与定子冲片上的圆孔直径适配。

冲制V形扣槽时，将定子冲片置于凹模23上并套在定位钉24上，冲制上模在冲压设备力的作用下使凸模15垂直向下运动，通过冲头刃口的压制和凹模23上的V形槽，使定子冲片的上表面留下V形扣槽46，定子冲片的下表面对应地留下V形凸缘。

进行铁芯叠压步骤时，采用安装在油压机上的叠压和脱模工装(见图4)进行。

油压机包括上机身21、油压机上顶杆22、油压机动模板23、油压机下机身24、油压机下顶杆25；其中，油压机动模板23连接在油压机上顶杆22的下端并通过油压机导套27沿固定在油压机上机身21和油压机下机身24之间的油压机导柱26上下运动。

叠压和脱模工装包括叠压模顶杆36、叠压模下模板37、芯轴固定板35、叠压模芯轴33、叠压模卸料板34和叠压模压头32；其中，叠压模顶杆36通过叠压模顶板39和顶杆固定板38安装在油压机下顶杆25的上端；叠压模下模板37设在油压机下机身24的顶面上；芯轴固定板35位于叠压模下模板37的顶面上并与叠压模下模板37一起通过叠压模导套36a可滑动地套在叠压模顶杆36上；叠压模芯轴33固定在芯轴固定板35的中心，该叠压模芯轴33的直径比定子冲片的圆孔直径大0.01mm～0.02mm；叠压模卸料板34位于芯轴固定板35的顶面上并套在叠压模芯轴33上；叠压模压头32通过叠压模上模板31连接在油压机动模板23的底面上。

铁芯叠压时，将多片定子冲片40依次以上一片定子冲片下表面上的V形凸缘一一对应地嵌在下部定子冲片40上的V形扣槽46内的方式叠套在叠压模芯轴33上，直到叠置到设计厚度后，再通过油压机上顶杆22带动叠压模压头33下压而将定子铁芯4压紧，在油压机上顶杆22带动叠压模压头33上移复位后，通过油压机下顶杆25将叠压模卸料板34往上顶，将压紧的定子铁芯4顶出叠压模芯轴33，实现脱模。脱模后的定子铁芯4的结构见图5a至图5c。

进行铁芯焊接步骤时，采用一次完成多道焊缝的焊接设备在定子铁芯4的外缘的焊槽43处进行焊接，使定子铁芯4具有一定的强度。

本发明的励磁机定子铁芯的制作工艺，在不增加昂贵设备的前提下，并在原有的普通设备的基础上，既保证铁芯叠压时冲片与冲片之间的紧密度，又保证了铁芯叠压的同心度，解决了定子变形问题，同时也解决了铁芯叠压后脱模困难的问题。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种励磁机定子铁芯的制作工艺，所述定子铁芯由多片定子冲片叠压至设计厚度后通过焊接形成；每片定子冲片的中心具有圆孔，外缘为正方形，沿圆孔的一周均布八个磁极；每片定子冲片的四个角被倒成圆弧角，并在每个圆弧角的两端各自设有一个焊槽；每片定子冲片还在靠近四个角的表面上各自开设一个定位孔，并在定位孔的两侧对称地开设一个通风孔；每片定子冲片上还均布地设置多个V形扣槽；所述制作工艺包括依次进行的定子冲片冲裁步骤、V形扣槽冲制步骤、铁芯叠压步骤和铁芯焊接步骤，其特征在于，

进行所述定子冲片冲裁步骤时，将冲片模具装在冲压设备中进行；

进行所述V形扣槽冲制步骤时，采用单独的V形扣槽冲制模具，该V形扣槽冲制模具安装在冲压设备上并包括冲制上模和冲制下模；所述冲制上模包括上模柄、上模座、上垫板、凸模和卸料板；其中，所述上摸柄的上部与冲床的滑块连接，上摸柄的下部与上模座连接；所述上垫板连接在上模座的下部；所述凸模包括多个与定子冲片上的V形扣槽一一对应并安装在所述上垫板上的冲头，每个冲头的下端为V形刃口；所述卸料板上对应所述凸模的位置开设冲头穿孔；所述冲制下模包括下模座、下垫板、凹模和定位钉；所述凹模、下垫板和下模座依次自上而下依次连接，所述凹模的上表面上设有多个与多个冲头的刃口一一对应并适配的V形槽；所述定位钉固定在所述凹模的中心，该定位钉的直径与所述定子冲片上的圆孔直径适配；

冲制V形扣槽时，将定子冲片置于所述凹模上并套在定位钉上，冲制上模在冲床力的作用下使凸模垂直向下运动，通过冲头刃口的压制，使定子冲片的上表面留下V形扣槽，定子冲片的下表面对应地留下V形凸缘；

进行所述铁芯叠压步骤时，采用安装在油压机上的叠压和脱模工装，该叠压和脱模工装包括叠压模顶杆、叠压模下模板、芯轴固定板、叠压模芯轴、叠压模卸料板和叠压模压头；其中，所述叠压模顶杆通过叠压模顶板和顶杆固定板安装在油压机下顶杆的上端；所述叠压模下模板设在油压机下机身的顶面上；所述芯轴固定板位于叠压模下模板的顶面上并与叠压模下模板一起通过叠压模导套可滑动地套在所述叠压模顶杆上；所述叠压模芯轴固定在所述芯轴固定板的中心，该叠压模芯轴的直径比所述定子冲片的圆孔直径大0.01mm～0.02mm；所述叠压模卸料板位于芯轴固定板的顶面上并套在所述叠压模芯轴上；所述叠压模压头通过叠压模上模板连接在油压机动模板的底面上，该油压机动模板连接在油压机上顶杆的下端；

铁芯叠压时，将多片定子冲片依次以上一片定子冲片下表面上的V形凸缘一一对应地嵌在下部定子冲片上的V形扣槽内的方式叠套在所述叠压模芯轴上，直到叠置到设计厚度后，再通过油压机上顶杆带动叠压模压头下压而将定子铁芯压紧，在油压机上顶杆带动叠压模压头上移复位后，通过油压机下顶杆将所述叠压模卸料板往上顶，将压紧的定子铁芯顶出叠压模芯轴，实现脱模；

进行所述铁芯焊接步骤时，采用一次完成多道焊缝的焊接设备在定子铁芯的外缘的焊槽处进行焊接，使定子铁芯具有一定的强度。

2.根据权利要求1所述的励磁机定子铁芯的制作工艺，其特征在于，所述定子冲片上的V形扣槽设置在每个磁极的中部和每个通风孔的内侧。

3.根据权利要求1所述的励磁机定子铁芯的制作工艺，其特征在于，所述V形扣槽冲制模具的冲制上模还包括设在所述上垫板与卸料板之间的缓冲垫。