CN111036772B - 一种定子及其冲压模具和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种定子，包括环状的定子轭部，以及围绕定子轭部轴线均匀的嵌设在定子轭部内壁的若干定子齿部，各定子齿部的内部通过连接环连接；其中，定子齿部包括堆叠设置的若干层，且外部设置绕组结构。在本发明中，通过将原本一体化的定子齿部与定子轭部分体设置，使得定子齿部的每一层结构均获得单元化，各单元在堆叠的过程中通过面积的减小可使得缝隙率可得到更好的控制，有效的保证了最终定子齿部的结构稳定性，从而使得电机获得更好的使用性能。同时本发明中还请求保护一种定子的冲压模具和加工方法，具有同样的技术效果。

Description

一种定子及其冲压模具和加工方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种定子及其冲压模具和加工方法。

背景技术

电机定子铁心的矽钢片一层层叠装起来的，目的是为了减少定子铁心的磁滞损耗和涡流损耗，如果是一整块的定子铁心，则会在磁场中产生很强的电涡流损耗，会导致电机定子铁心温度明显升高，严重时就会烧坏电机。目前，绝大部分电机定子齿部与轭部一体成型，在生产过程中通过冲压的形式获得完整的单层连接形式，最终通过多层的堆叠来获得所需的定子结构。

上述一体成型的结构在使用的过程中存在以下的问题：在多层金属堆叠的过程中，由于各层金属通过分别的冲压获得，且面积较大，难以保证堆叠过程中各层之间的缝隙率是一致的。

鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种定子及其冲压模具和加工方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供了一种定子，有效的解决了背景技术中的问题。同时本发明中还请求保护一种定子的冲压模具和加工方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：包括：

一种定子，包括环状的定子轭部，以及围绕所述定子轭部轴线均匀的嵌设在所述定子轭部内壁的若干定子齿部，各所述定子齿部的内部通过连接环连接；

其中，所述定子齿部包括堆叠设置的若干层，且外部设置绕组结构。

进一步地，所述连接环的外壁上设置有与所述定子齿部数量相等的固定单元，每个所述固定单元用于对一个所述定子齿部进行固定；

其中，所述固定单元包括两条分别与所述定子齿部的两侧贴合的挤压条。

进一步地，所述定子齿部与所述定子轭部连接的一端对称设置有两凸沿，所述定子轭部上设置有包覆所述凸沿的卡槽。

一种冲压模具，其特征在于，包括固定板，以及固定安装于所述固定板上的冲压模具，所述冲压模具包括固定模和封闭模，二者共同围设成与定子齿部轮廓相等的成型腔，冲压端子向所述成型腔内冲压；

当所述封闭模相对于所述固定模解除后，所述定子齿部相对于所述连接环的连接部分解除包覆而裸露。

进一步地，还包括所述固定模的第一冷却系统；

所述第一冷却系统包括位于所述固定板底部的冷风供给系统，以及与所述冷风供给系统联通的且均匀分布于所述固定模内的流通通道，其中各所述流通通道平行设置，其出口端位于所述冲压模具的顶端。

进一步地，还包括所述封闭模的第二冷却系统；

其中，所述封闭模包括两部分，在所述两部分之间设置有蛇形凹槽，所述蛇形凹槽的入口与所述冷风供给系统联通。

进一步地，所述固定板上设置有至少一个挤压气缸，所述挤压气缸对所述封闭模进行挤压。

进一步地，所述挤压气缸的活塞杆端部设置有橡胶垫，所述橡胶垫与所述封闭模贴合。

一种定子的加工方法，包括以下步骤：

S1：通过冲压模具的拼接获得完整的成型腔；

S2：将待冲压结构贴合于所述成型腔顶部；

S3：控制冲压端子沿所述成型腔的深度方向进行冲压，并将冲压完成的结构挤压进所述成型腔内获得定子齿部；

S4：在定子所需的各层结构冲压完成后，控制所述冲压端子以小于冲压力的挤压力将各层结构朝向所述成型腔底部进行挤压；

S5：将所述冲压模具的一部分移除，使得所述定子的各层与连接环的连接部分裸露出来；

S6：控制所述连接环沿径向方向朝向所述冲压模具运动，实现其上的挤压结构与定子齿部的连接；

S7：控制所述连接环朝上运动将所述定子齿部自成型腔移除，并旋转所述连接环和控制其归位，通过循环往复的动作实现与各所述定子齿部的连接；

S8：将与所述定子齿部连接完成的所述连接环向固定完成的定子轭部移动，使得各所述定子齿部嵌设在所述定子轭部内。

进一步地，在步骤S3中，对所述冲压模具实施冷却，且冷却持续至所述定子齿部自所述成型腔移除之前，当执行所述定子齿部自所述成型腔移除动作时，对所述冲压模具对所述定子齿部进行固定的一部分进行加热，加热过程中将所述定子齿部移除。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

在本发明中，通过将原本一体化的定子齿部与定子轭部分体设置，使得定子齿部的每一层结构均获得单元化，各单元在堆叠的过程中通过面积的减小可使得缝隙率可得到更好的控制，有效的保证了最终定子齿部的结构稳定性，从而使得电机获得更好的使用性能。同时本发明中还请求保护一种定子的冲压模具和加工方法，冲压模具的设置使得上述分体后的定子齿部能够更好的实现与定子轭部的连接，通过加工方法的实施使得通过上述冲压模具对定子的加工更具实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为定子的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为定子齿部与连接环的连接示意图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为冲压模具在封闭模移除时对定子齿部的固定示意图；

图6为冲压模具工作时的结构示意图；

图7为封闭模的分体示意图；

图8为定子加工方法的框架图；

附图标记：定子齿部1、定子轭部2、凸沿21、连接环3、挤压条31、固定板4、冲压模具5、固定模51、封闭模52、蛇形凹槽52a、成型腔53、冷风供给系统61、流通通道62。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～4所示，一种定子，包括环状的定子轭部2，以及围绕定子轭部2轴线均匀的嵌设在定子轭部2内壁的若干定子齿部1，各定子齿部1的内部通过连接环3连接；其中，定子齿部1包括堆叠设置的若干层，且外部设置绕组结构。

在本发明中的上述实施例中，通过将原本一体化的定子齿部1与定子轭部2分体设置，使得定子齿部1的每一层结构均获得单元化，各单元在堆叠的过程中通过面积的减小可使得缝隙率可得到更好的控制，有效的保证了最终定子齿部1的结构稳定性，从而使得电机获得更好的使用性能。

其中，连接环3的外壁上设置有与定子齿部1数量相等的固定单元，每个固定单元用于对一个定子齿部1进行固定；固定单元包括两条分别与定子齿部1的两侧贴合的挤压条31。在上述结构进行设置的过程中，充分考虑了定子齿部1进入两挤压条31的方式，两挤压条31相对敞开，可使得定子齿部可沿连接环3的径向方向进入，从而通过两挤压条31的挤压而获得固定，其中，相连两固定单元之间相邻的挤压条31之间存在间隙，此间隙用于允许两挤压条31通过适当的形变而对定子齿部1进行更好的固定。

作为上述实施例的优选，定子齿部1与定子轭部2连接的一端对称设置有两凸沿21，定子轭部2上设置有包覆所述凸沿21的卡槽，通过凸沿11与卡槽的配合可使得定子齿部1和定子轭部2获得径向上的定位。

如图5和6所示，一种定子的冲压模具，包括固定板4，以及固定安装于固定板4上的冲压模具5，冲压模具5包括固定模51和封闭模52，二者共同围设成与定子齿部1轮廓相等的成型腔53，冲压端子向成型腔53内冲压；当封闭模52相对于固定模51解除后，定子齿部1相对于连接环3的连接部分解除包覆而裸露。在本发明的上述冲压模具中，当固定模51和封闭模52固定连接时，形成成型腔53，可将待冲压结构放置于其上，在冲压端子箱待冲压结构施力的过程中，将冲压后获得的制定形状的结构遗留在成型腔53内，多次冲压后可在成型腔53内获得多层结构而形成所需的定子齿部1，而当冲压完成后，将封闭模52接触，使得定子齿部1与连接环3连接的部分裸露出来，可通过连接环3的主动移动而使其与定子齿部连接，在此过程中，冲压模具还可起到对定子齿部1进行固定的作用，当定子齿部1与连接环3连接完成后，只需将定子齿部1与连接环3同于移动而自成型腔53内移出即可。

在冲压的过程中会产生大量的热量，因此需设置冷却装置来保证最终的冲压效果，因此定子的冲压模具还包括所述固定模51的第一冷却系统；第一冷却系统包括位于固定板4底部的冷风供给系统61，以及与冷风供给系统61联通的且均匀分布于固定模51内的流通通道62，其中各流通通道62平行设置，其出口端位于冲压模具5的顶端。通过上述流通通道62的设置，一方面可使得冷风在流经固定模51的过程中可实现其冷却，同时当温度尚低的冷风自出口端流出时，也可降低位于其上的待冲压结构和冲压端子的温度，从而在冲压位置处实现较为集中的冷却。其中冷风供给系统61可采用空调技术获得。

作为上述实施例的优选，定子的冲压模具还包括所述封闭模52的第二冷却系统；其中，封闭模52包括两部分，在两部分之间设置有蛇形凹槽52a，蛇形凹槽52a的入口与冷风供给系统61联通。在本优选方案中，如图7所示，为了同样的实现封闭模52的冷却，在其内部设置蛇形凹槽52a，其中，整个蛇形凹槽52a可仅设置在其中一部分封闭模52上，也可对称设置在两部分上，只要二者在贴合后可以形成供冷风流通的通道即可，其中，为了避免泄露，可在两部分之间设置密封圈。

在具体实施的过程中，入口与冷风供给系统61的联通是必要的，但是出口处还需根据出口温度进行选择，当出口温度大于室温时，可直接排放，而当出口温度低于是温室，也可排出气体同样接入冷风供给系统61中实现循环的利用。

作为上述实施例的优选，固定板4上设置有至少一个挤压气缸7，挤压气缸7对封闭模52进行挤压，从而使其与固定模51获得更好的连接，保证二者相对位置的固定性，获得稳定的模具形式。其中，因为在冲压模具使用的过程中频繁的受到冲击力，为了避免其造成损坏，可在其活塞杆端部设置橡胶挤压结构，从而在受到冲击的过程中获得缓冲。另外，在挤压气缸使用的过程中，可优选通过对称设置的方式来保证更加稳定的受力。

一种定子的加工方法，如图8所示，包括以下步骤：

S1：通过冲压模具5的拼接获得完整的成型腔53；

S2：将待冲压结构贴合于成型腔53顶部；

S3：控制冲压端子沿成型腔53的深度方向进行冲压，并将冲压完成的结构挤压进成型腔53内获得定子齿部1；

S4：在定子所需的各层结构冲压完成后，控制冲压端子以小于冲压力的挤压力将各层结构朝向成型腔53底部进行挤压；

S5：将冲压模具5的一部分移除，使得定子的各层与连接环3的连接部分裸露出来；

S6：控制连接环3沿径向方向朝向冲压模具5运动，实现其上的挤压结构与定子齿部1的连接；

S7：控制连接环3朝上运动将定子齿部1自成型腔53移除，并旋转连接环3和控制其归位，通过循环往复的动作实现与各定子齿部1的连接；

S8：将与定子齿部1连接完成的连接环3向固定完成的定子轭部2移动，使得各定子齿部1嵌设在定子轭部2内。

在上述步骤S7中，连接环3的旋转和归位可根据需要进行顺序调整，其中，需要保证的是在连接环3与定子齿部1连接的过程中不能够脱离对其进行固定的结构，且对其固定的结构优选对其内腔进行有效的支撑，从而保证与各个连接环3连接后获得较好的同轴度。

为了实现定子齿部1与成型腔53更好的分离，可在其底部设置挤压结构，对定子齿部1施加远离成型腔53的力，也可采用以下的温度控制方式来实现其自成型腔53更好的移除：在步骤S3中，对冲压模具5实施冷却，且冷却持续至定子齿部1自成型腔53移除之前，当执行定子齿部1自成型腔53移除动作时，对冲压模具5对定子齿部1进行固定的一部分进行加热，加热过程中将定子齿部1移除。其中，加热和冷却可采用相同的通道进行，只需提供不同温度的冷风和热风即可。在加热的过程中，由于定子齿部1之前受到冷却而收缩，而冲压模具5受到加热而膨胀会使得二者快速的分离，其中，加热的时间需控制，尽量实现冲压模具5的快速加热，但在热量尚未传递至定子齿部1时进行。同样的，尽可能的保持定子齿部1的低温状态，也有利于其与定子轭部2的连接。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种定子，其特征在于，包括环状的定子轭部(2)，以及围绕所述定子轭部(2)轴线均匀的嵌设在所述定子轭部(2)内壁的若干定子齿部(1)，各所述定子齿部(1)的内部通过连接环(3)连接；其中，所述定子齿部(1)包括堆叠设置的若干层，且外部设置绕组结构；采用以下冲压模具机构，包括固定板(4)，以及固定安装于所述固定板(4)上的冲压模具(5)，所述冲压模具(5)包括固定模(51)和封闭模(52)，二者共同围设成与定子齿部(1)轮廓相等的成型腔(53)，冲压端子向所述成型腔(53)内冲压；当所述封闭模(52)相对于所述固定模(51)解除后，所述定子齿部(1)相对于所述连接环(3)的连接部分解除包覆而裸露；采用以下加工方法，包括以下步骤：S1：通过冲压模具(5)的拼接获得完整的成型腔(53)；S2：将待冲压结构贴合于所述成型腔(53)顶部；S3：控制冲压端子沿所述成型腔(53)的深度方向进行冲压，并将冲压完成的结构挤压进所述成型腔(53)内获得定子齿部(1)；S4：在定子所需的各层结构冲压完成后，控制所述冲压端子以小于冲压力的挤压力将各层结构朝向所述成型腔(53)底部进行挤压；S5：将所述冲压模具(5)的一部分移除，使得所述定子齿部(1)与连接环(3)的连接部分裸露出来；S6：控制所述连接环(3)沿径向方向朝向所述冲压模具(5)运动，实现其上的挤压结构与定子齿部(1)的连接；S7：控制所述连接环(3)朝上运动将所述定子齿部(1)自成型腔(53)移除，并旋转所述连接环(3)和控制其归位，通过循环往复的动作实现所述连接环(3)与各所述定子齿部(1)的连接；S8：将与所述定子齿部(1)连接完成的所述连接环(3)向固定完成的定子轭部(2)移动，使得各所述定子齿部(1)嵌设在所述定子轭部(2)内。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述连接环(3)的外壁上设置有与所述定子齿部(1)数量相等的固定单元，每个所述固定单元用于对一个所述定子齿部(1)进行固定；其中，所述固定单元包括两条分别与所述定子齿部(1)的两侧贴合的挤压条(31)。

3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述定子齿部(1)与所述定子轭部(2)连接的一端对称设置有两凸沿(21)，所述定子轭部(2)上设置有包覆所述凸沿(21)的卡槽。

4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，还包括所述固定模(51)的第一冷却系统；所述第一冷却系统包括位于所述固定板(4)底部的冷风供给系统(61)，以及与所述冷风供给系统(61)联通的且均匀分布于所述固定模(51)内的流通通道(62)，其中各所述流通通道(62)平行设置，其出口端位于所述冲压模具(5)的顶端。

5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，还包括所述封闭模(52)的第二冷却系统；其中，所述封闭模(52)包括两部分，在所述两部分之间设置有蛇形凹槽(52a)，所述蛇形凹槽(52a)的入口与所述冷风供给系统(61)联通。

6.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述固定板(4)上设置有至少一个挤压气缸(7)，所述挤压气缸(7)对所述封闭模(52)进行挤压。

7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，所述挤压气缸(7)的活塞杆端部设置有橡胶垫，所述橡胶垫与所述封闭模(52)贴合。

8.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，在步骤S3中，对所述冲压模具(5)实施冷却，且冷却持续至所述定子齿部(1)自所述成型腔(53)移除之前，当执行所述定子齿部(1)自所述成型腔(53)移除动作时，对所述冲压模具(5)对所述定子齿部(1)进行固定的一部分进行加热，加热过程中将所述定子齿部(1)移除。

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