CN109120120B - 一种转子磁极盒叠压成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种转子磁极盒叠压成型工艺，属于大型永磁电机制造技术领域，本发明解决的技术问题在于提供一种转子磁极盒叠压成型工艺，本发明所采用的技术方案为；一种转子磁极盒叠压成型工艺，包括如下步骤：步骤1：整形定位，首先确定自粘漆冲片叠放方式，然后制作转子磁极盒叠压定位工装，该转子磁极盒叠压定位工装限定自粘漆冲片的上下、左右和前后六个方向的空间位置，将自粘漆冲片叠放入转子磁极盒叠压定位工装中，自粘漆冲片经过整形、校正、定位固定、达到不齐度≤0.08mm要求后，将磁极铁芯放入油压机进行叠压；步骤2：油压机采用分段式加压；步骤3：油压机采用分段式缓冲式降温、卸压；该设备广泛应用于大型永磁电机制造领域。

Description

一种转子磁极盒叠压成型工艺

技术领域

本发明属于大型永磁电机制造技术领域，具体涉及一种转子磁极盒叠压成型工艺。

背景技术

永磁直驱风力发电机具有结构简单，可以在较宽的运行范围内，保持较高的功率和效率，同时免去了齿轮箱这一较高故障率的部件及滑环装置，具备低噪音、长寿命、方便维护、高效率、低电压穿越能力强、结构简单、运行可靠等优点。例如半直驱紧凑型3MW及以上功率的永磁风力发电机、大功率的机车牵引电机、高速动车组牵引电机、城市轨道交通牵引电机等因其便于实现大功率、制造工艺简单、高可靠性、成本低和较好的电磁性能等优点。因此，开发永磁电机是当代电机设计、制造的一个新的主要方向。

国内永磁电机行业厚度在50mm（≤0.65mm/片、不齐度＜0.25mm、叠压系数≥0.9）以下磁极铁心自粘漆叠压成型技术：将自粘漆冲片叠放装置中，经整型、校正、定位固定、达到不齐度：≤0.25mm要求后，送入油压机加压、加热、保温、保压，待固化成型后取出，此种成型技术应用已普遍成熟。但50mm（≤0.5mm/片、不齐度≤0.08mm、叠压系数≥0.975）以上自粘漆磁极铁心叠压成型技术仍处于探索、研究阶段。

厚度在50mm（≤0.65mm/片）以下磁极铁心自粘漆叠压成型技术，存在大厚度尺寸自粘漆磁极铁心叠压片制作成型中后成品内应力和粘接力均匀一致、产品成型后内应力有效释放问题以及产品成型后叠片间开裂问题；而磁极铁心自粘漆的粘接特性、磁极铁心压应力释放特性、各种温度环境中磁极铁心粘接稳定性、磁极铁心粘接叠压尺寸稳定性以及精确性直接影响转子磁极铁心和永磁体装配，因此自粘漆磁极铁心成型压力、温度、时间控制及叠压片叠放方式是自粘漆永磁磁极铁心成型的关键工艺环节。因此，提供一种转子磁极盒叠压成型工艺是目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述中存在的现有叠压成型中后成品内应力和粘接力均匀一致、产品成型后内应力有效释放问题以及产品成型后叠片间开裂的问题，本发明提供了一种转子磁极盒叠压成型工艺。

本发明所采用的技术方案为：一种转子磁极盒叠压成型工艺，包括如下步骤：

步骤1：整形定位，首先确定自粘漆冲片叠放方式，然后制作转子磁极盒叠压定位工装，该转子磁极盒叠压定位工装限定自粘漆冲片的上下、左右和前后六个方向的空间位置，将自粘漆冲片叠放入转子磁极盒叠压定位工装中，自粘漆冲片经过整形、校正、定位固定、达到不齐度≤0.08mm要求后，自粘漆冲片形成磁极铁芯，然后将磁极铁芯放入油压机进行叠压；

步骤2：油压机采用分段式加压，把已叠放好的待叠压磁极铁芯送入油压机设备后，油压机施加初始压力0~6MPa，待叠压装置整体温升到60~170℃后，油压机施加最终压4~12MPa，保压1~3小时；

步骤3：油压机采用分段式缓冲式降温、卸压，第一阶段降温卸压，叠压装置整体温度固化成型温度降至140℃左右时，油压机保持压力10~5MPa，第二阶段降温卸压，叠压装置整体由140℃降至常温时，油压机保持压力8~3MPa。

转子磁极盒叠压定位工装包括：上模板、上垫板、下垫板、下模板、定位板、顶板和顶块，该工装从上至下依次设置上模板、上垫板、下垫板和下模板，所述上垫板和下垫板之间设置转子磁极冲片，所述定位板为中下部设置有水平凸台的矩形板件，所述水平凸台的下台面与下模板的上板面贴合，所述定位板底端伸入下模板内，且所述水平凸台与下模板通过螺栓固定，两个定位板横向并列设置于下模板的上板面后部，一个定位板纵向设置于下模板的上板面左部；

所述下垫板上设置有与横向定位板的水平凸台相适应的通孔，所述下垫板左端面与纵向设置的定位板顶紧，所述下垫板右端竖直设置顶板，所述顶板下部与下模板固定，所述顶板上部顶紧转子磁极冲片，所述下垫板的前端设置有顶块，所述顶块为矩形块，所述顶块后端面上开有与转子磁极冲片相适应的矩形通槽，所述顶块下部与下模板固定，所述顶块上部顶紧转子磁极冲片。

所述上垫板上设置有与横向设置的定位板相适应的通孔，所述上垫板和下垫板前端均设置有与顶块的矩形通槽相适应的凸起，所述上垫板固定安装于转子磁极冲片上，所述上模板固定安装于上垫板。

所述顶板右端通过竖直设置的定位块固定，所述定位块下部与下模板固定，所述定位块上部固定设置有螺栓，贯穿于定位块内部的螺栓左端卡紧顶板；所述顶块前端通过竖直设置的挡板固定，所述挡板下部与下模板固定，所述挡板上部固定设置有螺栓，贯穿于挡板内部的螺栓后端卡紧顶块。

所述下垫板与转子磁极冲片之间铺设有聚四氟乙烯布，所述上垫板与转子磁极冲片之间铺设有聚四氟乙烯布，所述定位块和挡板上的螺栓均对称设置。

使用该转子磁极盒叠压成型工装固定转子冲片的工艺步骤为：

1）：将下模板放置在工作台上，将三个定位板用6个M8螺栓固定在下模板的槽内，并用检测工具检测垂直度和平行度，将下垫板穿过横向定位板，装配在下模板，左端以纵向定位板作为定位。

2）：在下垫板上铺上聚四氟乙烯布，开始叠放转子磁极冲片，以定位板为基准定位，先放20片转子磁极冲片，再放40片转子磁极冲片，最后再叠放140片转子磁极冲片，校齐整形以保证叠放的冲片不齐度小于0.1mm，同时用直角尺、塞尺检测，以保证叠放后的冲片与模具底模垂直度小于0.02mm，保证基准面整体平整。

3）：将定位块用M12螺栓紧固在下模板上，再将顶板放置在转子磁极冲片右侧，用M20螺栓对顶板进行顶紧，直至拧不动为止。这样叠压的磁极冲片左侧靠纵向定位板进行定位，右侧靠顶板进行定位固定，在加压过程中左右不会产生移动。

4）：将用M12的螺栓将挡板紧固在下模板上，再将顶块卡在冲片的凸起上，用M20螺栓通过挡板对定位块顶紧，直至拧不动为止。这样磁极冲片磁极冲片前、后、左、右四个方面都有紧固定位，保证了冲片的不齐度。

5）：在冲片上部放上聚四氟乙烯布，再将上垫板安装在冲片上，将上模板安装在上垫板上，这样变完成了叠压定位装置的安装，使叠压好的冲片六个面全面处于固定和定位中，防止了冲片在加压过程中产生翘曲、变形、移位等问题。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

一、本发明采用的一种转子磁极盒叠压成型工艺，在油压机叠压前，选择合理的叠压方式，以便辅助消除高度差，既可保证磁极铁芯叠压时压应力均匀性，又保证了成型厚度尺寸的一致性，并且还保证了抵消叠片间变型内应力，从而得到足够粘接强度和保证产成品叠压系数符合要求；同时使用转子磁极盒叠压定位工装对自粘漆冲片进行定位，避免了同一自粘漆叠压冲片基片的涂层厚度存在厚度不均匀性，以及自粘漆叠压冲片冲裁后产生毛边的问题，进而保证了成型产品厚度尺寸一致性和满足产品成型不齐度、垂直度和尺寸精度等要求。

二、本发明采用的一种转子磁极盒叠压成型工艺，在油压机叠压过程中，采用分段式加压，从常温到自粘漆熔融、固化温度间选合理的温度点施加初压力和终压力，既能保证压应力的均匀性，也有利于消除由于每件叠片变形和自粘漆涂层熔融时间不一致所产生的内应力的释放，从而缓解成型后铁心整体变形、开裂等现象的发生；采用分段式缓冲式降温卸压，使得压应力柔和释放；从而避免因磁极铁心体冷却收缩应力、应力快速释放等，造成成型后的磁极铁芯变形、开裂等现象，并保证磁极冲片间的粘接力和牢固性更加持久。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明中转子磁极盒叠压定位工装的主视图。

图2为本发明中转子磁极盒叠压定位工装的俯视图。

图3为本发明中转子磁极盒叠压定位工装的下垫板结构图。

图4为本发明中转子磁极盒叠压定位工装的定位板结构图。

图5为本发明中转子磁极盒叠压定位工装的顶块结构图。

图中1为上模板，2为上垫板，3为下垫板，4为下模板，5为定位板，6为顶板，7为顶块，8为转子磁极冲片，9为定位块，10为挡板，51为水平凸台。

具体实施方式

如图1至5所示，本实施例中的一种转子磁极盒叠压成型工艺，包括如下步骤：

步骤1：整形定位，首先确定自粘漆冲片叠放方式，然后制作转子磁极盒叠压定位工装，该转子磁极盒叠压定位工装限定自粘漆冲片的上下、左右和前后六个方向的空间位置，将自粘漆冲片叠放入转子磁极盒叠压定位工装中，自粘漆冲片经过整形、校正、定位固定、达到不齐度≤0.08mm要求后，自粘漆冲片形成磁极铁芯，然后将磁极铁芯放入油压机进行叠压；

步骤2：油压机采用分段式加压，把已叠放好的待叠压磁极铁芯送入油压机设备后，油压机施加初始压力0~6MPa，待叠压装置整体温升到60~170℃后，油压机施加最终压4~12MPa，保压1~3小时；

步骤3：油压机采用分段式缓冲式降温、卸压，第一阶段降温卸压，叠压装置整体温度固化成型温度降至140℃左右时，油压机保持压力10~5MPa，第二阶段降温卸压，叠压装置整体由140℃降至常温时，油压机保持压力8~3MPa。

转子磁极盒叠压定位工装包括：上模板1、上垫板2、下垫板3、下模板4、定位板5、顶板6和顶块7，该工装从上至下依次设置上模板1、上垫板2、下垫板3和下模板4，所述上垫板2和下垫板3之间设置转子磁极冲片8，所述定位板5为中下部设置有水平凸台51的矩形板件，所述水平凸台51的下台面与下模板4的上板面贴合，所述定位板5底端伸入下模板4内，且所述水平凸台51与下模板4通过螺栓固定，两个定位板5横向并列设置于下模板4的上板面后部，一个定位板5纵向设置于下模板4的上板面左部；

所述下垫板3上设置有与横向定位板5的水平凸台51相适应的通孔，所述下垫板3左端面与纵向设置的定位板5顶紧，所述下垫板3右端竖直设置顶板6，所述顶板6下部与下模板4固定，所述顶板6上部顶紧转子磁极冲片8，所述下垫板3的前端设置有顶块7，所述顶块7为矩形块，所述顶块7后端面上开有与转子磁极冲片8相适应的矩形通槽，所述顶块7下部与下模板4固定，所述顶块7上部顶紧转子磁极冲片8。

所述上垫板2上设置有与横向设置的定位板5相适应的通孔，所述上垫板2和下垫板3前端均设置有与顶块7的矩形通槽相适应的凸起，所述上垫板2固定安装于转子磁极冲片8上，所述上模板1固定安装于上垫板2。

所述顶板6右端通过竖直设置的定位块9固定，所述定位块9下部与下模板4固定，所述定位块9上部固定设置有螺栓，贯穿于定位块9内部的螺栓左端卡紧顶板6；所述顶块7前端通过竖直设置的挡板10固定，所述挡板10下部与下模板4固定，所述挡板10上部固定设置有螺栓，贯穿于挡板10内部的螺栓后端卡紧顶块7。

所述下垫板3与转子磁极冲片8之间铺设有聚四氟乙烯布，所述上垫板2与转子磁极冲片8之间铺设有聚四氟乙烯布，所述定位块9和挡板10上的螺栓均对称设置。

将待叠压磁极铁芯放在油压机上，装上电热管，根据上述工艺进行分段式加压、分段式缓冲式降温、卸压，磁极铁芯叠压完成后，关掉电源，从设备中取出装置，先将上模板、上垫板取开，再卸掉挡板，取掉顶板和顶块，最后取出产品。将刚卸下的产品装夹在平口虎钳台上，与钳口接触面用聚四氟乙烯布隔开，防止成型后的磁极铁芯变形、开裂等现象；并保证片间粘接力持久、牢固性，待自然冷却后，再做修整和去胶瘤子的后续工作。

上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种转子磁极盒叠压成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：整形定位，首先确定自粘漆冲片叠放方式，然后制作转子磁极盒叠压定位工装，该转子磁极盒叠压定位工装限定自粘漆冲片的上下、左右和前后六个方向的空间位置，将自粘漆冲片叠放入转子磁极盒叠压定位工装中，自粘漆冲片经过整形、校正、定位固定、达到不齐度≤0.08mm要求后，自粘漆冲片形成磁极铁芯，然后将磁极铁芯放入油压机进行叠压；

步骤2：油压机采用分段式加压，把已叠放好的待叠压磁极铁芯送入油压机设备后，油压机施加初始压力0~6MPa，待叠压装置整体温升到60~170℃后，油压机施加最终压4~12MPa，保压1~3小时；

步骤3：油压机采用分段式缓冲式降温、卸压，第一阶段降温卸压，叠压装置整体温度固化成型温度降至140℃左右时，油压机保持压力10~5MPa，第二阶段降温卸压，叠压装置整体由140℃降至常温时，油压机保持压力8~3Mpa；

转子磁极盒叠压定位工装包括：上模板（1）、上垫板（2）、下垫板（3）、下模板（4）、定位板（5）、顶板（6）和顶块（7），该工装从上至下依次设置上模板（1）、上垫板（2）、下垫板（3）和下模板（4），所述上垫板（2）和下垫板（3）之间设置转子磁极冲片（8），所述定位板（5）为中下部设置有水平凸台（51）的矩形板件，所述水平凸台（51）的下台面与下模板（4）的上板面贴合，所述定位板（5）底端伸入下模板（4）内，且所述水平凸台（51）与下模板（4）通过螺栓固定，两个定位板（5）横向并列设置于下模板（4）的上板面后部，一个定位板（5）纵向设置于下模板（4）的上板面左部；

所述下垫板（3）上设置有与横向定位板（5）的水平凸台（51）相适应的通孔，所述下垫板（3）左端面与纵向设置的定位板（5）顶紧，所述下垫板（3）右端竖直设置顶板（6），所述顶板（6）下部与下模板（4）固定，所述顶板（6）上部顶紧转子磁极冲片（8），所述下垫板（3）的前端设置有顶块（7），所述顶块（7）为矩形块，所述顶块（7）后端面上开有与转子磁极冲片（8）相适应的矩形通槽，所述顶块（7）下部与下模板（4）固定，所述顶块（7）上部顶紧转子磁极冲片（8）；

所述上垫板（2）上设置有与横向设置的定位板（5）相适应的通孔，所述上垫板（2）和下垫板（3）前端均设置有与顶块（7）的矩形通槽相适应的凸起，所述上垫板（2）固定安装于转子磁极冲片（8）上，所述上模板（1）固定安装于上垫板（2）；

所述顶板（6）右端通过竖直设置的定位块（9）固定，所述定位块（9）下部与下模板（4）固定，所述定位块（9）上部固定设置有螺栓，贯穿于定位块（9）内部的螺栓左端卡紧顶板（6）；所述顶块（7）前端通过竖直设置的挡板（10）固定，所述挡板（10）下部与下模板（4）固定，所述挡板（10）上部固定设置有螺栓，贯穿于挡板（10）内部的螺栓后端卡紧顶块（7）。

2.根据权利要求1所述的一种转子磁极盒叠压成型工艺，其特征在于：所述下垫板（3）与转子磁极冲片（8）之间铺设有聚四氟乙烯布，所述上垫板（2）与转子磁极冲片（8）之间铺设有聚四氟乙烯布，所述定位块（9）和挡板（10）上的螺栓均对称设置。