CN112081800B - 生产紧固装置的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生产紧固装置的加工方法，装置包括：开口环状本体；第一配合部，位于本体一端；第二配合部，位于本体另一端，与第一配合部适配；连接件，连接第一配合部和第二配合部；其中，第一配合部和第二配合部对接，其结合部的厚度、宽度与本体一致；连接件沉入结合部内进行连接。方法包括：剪切：根据紧固装置的尺寸剪切出展开用料；成型：机械滚弯，加工成开口环状结构；焊接：将对接口焊接成整环；切割：整环切割成榫卯对接的第二配合部和第一配合部；电化学处理：在环体表面形成氧化膜。该紧固装置结构简单合理，安装方便，无凸起、装配空间小；生产工艺简单，制作成本低，且进行电化学表面处理，电场强度分布均匀。

Description

生产紧固装置的加工方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及生产紧固装置的加工方法。

背景技术

高压变压器磁芯是一种可应用于等效工作频率在兆赫（MHz）以上，百千伏或兆伏超高压电场下传递能量的脉冲功率磁性器件。其使用的紧固装置，是抑制或防止磁芯在变压器工作中产生寄生电容耦合，隔离静电或电场干扰，避免高压电器组件之间击穿而产生不利因素影响的产品。

现有的高压变压器磁芯紧固装置主要以整圆或开气隙辅助固定为主。其中，如图1所示，整圆为封闭式结构，具有结构简单、外观精细的优点，但是需要整件板材车削加工制作，生产成本较高；使用安装费工、费时，并需要特定的辅助工装；且如安装过紧易形成局部安装应力；如安装过松，紧固装置与磁芯的接触面不充分，容易产生松动。如图2所示，开气隙辅助固定结构自身成型加工较为复杂，安装时容易出现错位和结构变形，且其外表面存在突出部位，容易形成尖角、增大产品的安装空间。此外，现有的紧固装置还容易存在表面电场强度分布不均匀的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的高压变压器磁芯紧固装置制作成本高、安装不便、占据空间大、电场强度分布不均的问题，本发明提供了一种生产紧固装置的加工方法，该紧固装置结构简单合理，安装方便，无凸起、装配空间小；生产工艺简单，制作成本低，且进行电化学表面处理，电场强度分布更加均匀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

紧固装置，包括：

本体，为具有开口的环状结构；

第一配合部，位于所述本体开口的一端上；

第二配合部，位于所述本体的另一端上，与第一配合部相适配；

连接件，连接所述第一配合部和第二配合部；

其中，所述第一配合部和第二配合部榫卯对接形成结合部，所述结合部的厚度、宽度与所述本体一致；所述连接件为沉头螺钉，沉入结合部内将第一配合部和第二配合部连接固定。

在本申请公开的一个实施例中，所述第一配合部为外圈对接舌，第二配合部为内圈对接舌，所述外圈对接舌的内侧与内圈对接舌的外侧贴合对接。

在本申请公开的一个实施例中，所述第一配合部上设有与沉头螺钉头部端适配的第一连接孔，所述第二配合部上设有与沉头螺钉杆部适配的第二连接孔，所述第一连接孔与第二连接孔一一对应，所述沉头螺钉由外向内插入连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述第一配合部上设有防滑凸台，所述第二配合部上设有限位凹槽，所述防滑凸台与限位凹槽对应适配。

生产紧固装置的加工方法，包括如下步骤：

S100、剪切：根据实际需求测算出紧固装置整环的展开尺寸，采用金属板材剪切出紧固装置整环的展开用料；

S200、滚弯成型：将步骤S100中获得的展开用料进行机械滚弯，加工成所需的开口环状结构；

S300、焊接：将步骤S200中获得的开口环状结构的对接口进行焊接，形成整环结构；

S400、榫卯对接切割：根据装配需要，将步骤S300处理后的整环切割成榫卯对接的第二配合部和第一配合部，形成具有开口的环体；

S500、电化学表面处理：将切割后的环体放入电解液中，接通电流进行电化学处理，在环体表面形成一层氧化膜。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S300还包括：

S310、将焊接获得的整环结构的焊接部位、内孔、外圈及左、右端面进行打磨加工，获得整环毛胚尺寸，并预留加工富余量。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S300还包括：

320、将步骤S310打磨加工后的整环进行高温时效处理，消除形变应力，增强整体强度。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S300还包括：

S330、将高温时效处理后的整环进行螺纹铣削加工，获得多个内螺纹孔，螺纹铣削加工的位置与所述榫卯对接切割的位置相对应；

S340、将螺纹铣削加工后的整环进行内孔、外圈及棱边倒圆角的车削加工，获得精确的外形尺寸和光滑的棱边。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S400中采用的是线切割方式，在平行于所述紧固装置中心轴线方向上，将整环切割成内、外榫卯对接的第二配合部和第一配合部；

或者，在垂直于所述紧固装置中心轴线方向上，将整环切割成上、下榫卯对接的第一配合部和第二配合部。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S100中使用的金属板材为铝合金板材；所述步骤S500中形成的氧化膜为氧化铝膜，所述氧化铝膜的厚度为25μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的紧固装置，在本体的开口两端设置相适配的第一配合部和第二配合部，第一配合部和第二配合部对接形成的结合部厚度、宽度等尺寸与本体一致；且连接件为沉头螺钉，沉入结合部内进行连接。结合部的切口平滑，没有形成凸出点、顶尖、顶角等突出部位，可有效节约装配空间，外形美观；只需调节沉头螺钉进行安装，结构简单、紧凑，安装方便；使用该紧固装置的高压变压器磁芯可获得均匀的电场强度分布。

2、设置相配合的防滑凸台和限位凹槽，通过榫卯结构限制周向方向的滑动，保证长时间放置或使用，紧固装置不会发生变形、松动；且榫卯结构还能够保证安装后不会出现由于热胀冷缩造成严重的径向移动，不会出现对卷绕合金带造成挤压或间隙不一致的风险，保证产品的可靠性和一致性良好。

3、本发明的加工方法，依次包括剪切、滚弯成型、焊接、榫卯对接切割、电化学表面处理等加工步骤，加工工艺和加工过程简单，对设备、技术要求不高，制作成本较低；且产品精度高、形变小、结构稳定；表面镀有氧化膜，增强紧固装置的耐压绝缘性，可使表面电场强度分布更加均匀稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为现有技术中的整圆紧固装置的结构示意图。

图2为现有技术中的开气隙辅助固定紧固装置的结构示意图。

图3为本发明实施例一中紧固装置的整体结构示意图。

图4为本发明图3中A部分的放大结构示意图。

图5为本发明实施例一中结合部外侧的结构示意图。

图6为本发明实施例一中第一配合部的外侧结构示意图。

图7为本发明实施例一中第二配合部的外侧结构示意图。

图8为本发明实施例二中紧固装置的整体结构示意图。

图9为本发明实施例二中结合部外侧的结构示意图。

图10为本发明中生产紧固装置的加工方法流程示意图。

附图标记：

1、本体；11（11′）、第一配合部；111、第一连接孔；112、防滑凸台；12（12′）、第二配合部；121、第二连接孔；122、限位凹槽；2、连接件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一

如图3至图7所示，本发明的实施例提供了一种紧固装置，该紧固装置是用在高压变压器磁芯上，抑制或防止磁芯在变压器工作中产生寄生电容耦合，隔离静电或电场干扰，避免高压电器组件之间击穿而产生不利因素影响的产品。

如图3所示，紧固装置包括呈环状结构的本体1，本体1上具有一开口。本实施例中的本体1为圆环状结构，显然本体1也可以是正方形环状结构、六边形环状结构或其他多边形环状结构。

本体1在开口的一端上设有第一配合部11，在开口的另一端上设有第二配合部12；第一配合部11和第二配合部12相适配，经连接件2进行连接固定。

其中，第一配合部11和第二配合部12对接配合，形成结合部，该结合部的厚度、宽度等尺寸与本体1的其他部位尺寸一致。连接件2为沉头螺钉，沉入第一配合部11和第二配合部12对接形成的结合部内，将第一配合部11和第二配合部12进行连接固定，沉头螺钉完全没入结合部外表面下。该紧固装置上的结合部与本体1平滑过渡，没有形成突出部位，可节约装配空间；结构设计简单、紧凑，安装方便。

如图4和图5所示，第一配合部11为外圈对接舌，沿本体1开口端部的外侧延伸；第二配合部12为内圈对结舌，沿本体1开口另一端的内侧延伸；外圈对结舌的内侧与内圈对接舌的外侧贴合拼接，形成结合部。

第一配合部11上设有多个第一连接孔111，第一连接孔111与沉头螺钉的头部端相适配，可容纳沉头螺钉的头部。第二配合部12上设有多个第二连接孔121，第二连接孔121与沉头螺钉的杆部相适配。第一配合部11和第二配合部12对接时，其上的第一连接孔111与第二连接孔121一一对应，沉头螺钉由外侧向内插入第一连接孔111和第二连接孔121，实现将第一配合部11和第二配合部12固定连接，即在径向方向上插入连接。

进一步地，在第一配合部11上设有防滑凸台112，防滑凸台112位于外圈对接舌的内侧上，与本体1延伸方向相垂直；第二配合部12上设有与防滑凸台112相对应配合的限位凹槽122，限位凹槽122位于内圈对接舌的外侧。第一配合部11和第二配合部12对接时，防滑凸台112与限位凹槽122实现榫卯配合限位，可有效防止第一配合部11和第二配合部12在周向方向上的相对滑动，保证紧固装置长时间放置或使用后不会发生形变和松动；同时，榫卯结构连接还能够保证安装后不会出现由于热胀冷缩造成严重的径向移动，不会出现对卷绕合金带造成挤压或间隙不一致的风险，保证产品的可靠性和一致性。

防滑凸台112为条形凸起，其延伸方向与本体1的轴线方向平行，且与本体1的周向方向垂直；防滑凸台112的横切面呈V型结构的凸起。相应的，限位凹槽122为条形凹槽，其延伸方向也与本体1的轴线方向平行、与本体1的周向方向垂直；限位凹槽122的横切面为呈V型结构缺口。便于定位配合，受周向拉力时不易发生损坏。

本体1为圆环状结构，可以是正方形环状结构、六边形环状结构或其他多边形环状结构。本体1上沿周向方向延伸的所有棱边均打磨成倒圆角，使得本体1表面更加光滑美观。

本体1与开口端部设置的第一配合部11和第二配合部12为一体成型结构。本体1及第一配合部11、第二配合部12均由铝合金材料制成，其表面镀有一层质地紧密、均匀的灰黑色氧化铝膜。该氧化铝膜层厚度约为25μm，具备≥380V的交流耐压绝缘性能。

本实施例的紧固装置，结构简单、易于加工制作，尺寸精度易控制；使用时易于安装，不易发生形变；连接部位平滑无凸起，占据空间小，外型美观，使用时可使高压变压器磁芯的结构更加紧凑、电场强度分布更均匀。

实施例二

如图8和图9所示，本发明实施例提供了一种紧固装置，该紧固装置与实施例一所描述的紧固装置结构和原理基本相同。均包括具有一开口的、呈环状结构的本体1，设置于本体1开口一端上的第一配合部11′和设置于本体1开口另一端上的第二配合部12′，及连接第一配合部11′和第二配合部12′的连接件2。

不同之处在于，如图9所示，本实施例中的第一配合部11′和第二配合部12′为左、右对接配合形成结合部。再如图8所示，连接件2的沉头螺钉从本体1的轴向方向上插入结合部内将第一配合部11′和第二配合部12′进行连接固定。

防滑凸台112和限位凹槽122分别设于第一配合部11′和第二配合部12′的贴合面上。防滑凸台112和限位凹槽122延伸方向在本体1的径向方向上，与本体1的轴向方向相垂直。

实施例三

如图10所示，本发明实施例提供了一种生产紧固装置的加工方法，该加工方法用于生产制造高压变压器磁芯的紧固装置；高压变压器磁芯的紧固装置可为实施例一或实施例二中所描述的磁芯紧固装置。

本实施例提供的生产紧固装置的加工方法，包括如下步骤：

步骤S100、剪切：根据实际需求测量计算出紧固装置整环的展开尺寸，采用金属板材剪切出制作紧固装置所需要的展开用料。

紧固装置整环展开尺寸的测算，是根据所要紧固的变压器磁芯的外周尺寸测量计算的，并富余一定厚度用于后续加工损耗。

步骤S200、滚弯成型：将步骤S100中获得的展开用料进行机械滚弯，加工成所需的开口环状结构。

根据所要紧固的变压器磁芯的外周形状确定所述滚弯成型的结构。如所要紧固的变压器磁芯的外周为圆形，则将展开用料机械滚弯成相应圆形；如所要紧固的变压器磁芯的外周为正方形，则将展开用料机械滚弯成相应正方形。

步骤S300、焊接：将步骤S200中滚弯成型后的开口环状结构的对接口进行焊接连接，形成整环结构。

为使紧固装置的制作更加精密、结构更加稳定，在进行焊接加工后还可对其进行打磨、高温时效处理、车削等加工。具体地，步骤S300包括：

步骤S310、将焊接后获得的整环结构的焊接部位进行打磨加工，使焊接部位的表面平整；再对整环结构的内孔、外圈及左、右端面进行粗加工和打磨，获得紧固装置的整环毛胚尺寸。在粗加工、打磨时要为后续进一步加工预留富余量，保证后续加工出的产品符合精度要求。

步骤S320、将步骤S310中粗加工、打磨后的整环结构进行高温时效处理，以充分消除紧固装置在滚弯成型及对口焊接时所产生的形变应力，稳定其内部组织结构，增强紧固装置整体的强度，改善紧固装置的机械加工性能。

高温时效处理的温度、时间等条件，根据紧固装置制作采用的金属材料的具体种类进行相应的调整，此处不做过多赘述。

步骤S330、将步骤S320高温时效处理后的整环结构上的任一特定位置进行螺纹铣削加工，获得多个内螺纹孔。该内螺纹孔应与连接件2的沉头螺钉相适配。

步骤S340、将螺纹铣削加工后的整环结构进行内孔、外圈及棱边倒圆角的精密车削加工，获得精确的外形尺寸和光滑圆润的棱边。

步骤S400、榫卯对接切割：根据装配需要，将经过步骤S300的焊接、打磨、高温时效处理及车削加工后的整环上特定位置进行切割，切割成榫卯对接的第一配合部11/11′和第二配合部12/12′，形成具有榫卯对接开口的环体。

其中，榫卯对接切割的部位与螺纹铣削加工的部位相对应，即内螺纹孔位于切割后的第一配合部11/11′和第二配合部12/12′上。便于连接件2的沉头螺钉通过内螺纹孔将第一配合部11/11′和第二配合部12/12′进行连接固定。

步骤S500、电化学表面处理：将步骤S400中榫卯对接切割后的环体放入电解液中，接通外接电流，进行电化学处理（硬质阳极氧化处理），在环体的表面形成一层氧化膜，使得环体具有更好的耐磨性和绝缘性等。

在本申请公开的一种实施方式中，步骤S400中的切割方式为线切割方式，在平行于紧固装置的环体的中心轴线方向上，将整环的特定位置（与铣削内螺纹孔的位置相对应）切割成实施例一所描述的内、外榫卯对接的第二配合部12和第一配合部11。

或者，采用线切割方式，在垂直于紧固装置的环体的中心轴线方向上，将整环的特定位置（与铣削内螺纹孔的位置相对应）切割成实施例二所描述的上、下榫卯对接的第一配合部11′和第二配合部12′。

其中，步骤S100中使用的金属板材优选为铝合金板材。步骤S500中形成的氧化膜为氧化铝膜，氧化铝膜的厚度约为20~40μm，优选为25μm。即本实施例中的紧固装置的环体采用铝合金材料制成，并在环体成品表面镀有一层质地紧密、均匀的氧化铝膜，且氧化铝膜的厚度约为20~40μm，使得环体具备≥380V的交流耐压绝缘性。

采用本实施例的加工方法生产紧固装置，其加工操作简单，对设备和技术要求不高，易于工程化生产，制作成本可控；且产品的加工尺寸精度高、形变小、结构稳定；表面镀有氧化膜，增强紧固装置的耐磨性和耐压绝缘性，可使表面电场强度分布更加均匀稳定。

在上文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

Claims (9)

1.生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述紧固装置包括：

本体（1），为具有开口的环状结构；

第一配合部（11、11′），位于所述本体（1）开口的一端上；

第二配合部（12、12′），位于所述本体（1）的另一端上，与第一配合部（11、11′）相适配；

连接件（2），连接所述第一配合部（11、11′）和第二配合部（12、12′）；

其中，所述第一配合部（11、11′）和第二配合部（12、12′）榫卯对接形成结合部，所述结合部的厚度、宽度与所述本体（1）一致；所述连接件（2）为沉头螺钉，沉入结合部内将第一配合部（11、11′）和第二配合部（12、12′）连接固定；

生产所述紧固装置的加工方法包括如下步骤：

S100、剪切：根据实际需求测算出紧固装置整环的展开尺寸，采用金属板材剪切出紧固装置整环的展开用料；

S200、滚弯成型：将步骤S100中获得的展开用料进行机械滚弯，加工成所需的开口环状结构；

S300、焊接：将步骤S200中获得的开口环状结构的对接口进行焊接，形成整环结构；

S330、螺纹加工：将所述整环结构进行螺纹铣削加工，获得多个内螺纹孔；

S400、榫卯对接切割：根据装配需要，将步骤S330处理后的整环的螺纹铣削加工部位切割成榫卯对接的第一配合部（11、11′）和第二配合部（12、12′），形成具有开口的环体，所述内螺纹孔用于连接榫卯对接的第一配合部（11、11′）和第二配合部（12、12′）；

S500、电化学表面处理：将切割后的环体放入电解液中，接通电流进行电化学处理，在环体表面形成一层氧化膜。

2.根据权利要求1所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述第一配合部（11）为外圈对接舌，第二配合部（12）为内圈对接舌，所述外圈对接舌的内侧与内圈对接舌的外侧贴合对接。

3.根据权利要求2所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述第一配合部（11）上设有与沉头螺钉头部端适配的第一连接孔（111），所述第二配合部（12）上设有与沉头螺钉杆部适配的第二连接孔（121），所述第一连接孔（111）与第二连接孔（121）一一对应，所述沉头螺钉由外向内插入连接。

4.根据权利要求1或3所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述第一配合部（11、11′）上设有防滑凸台（112），所述第二配合部（12、12′）上设有限位凹槽（122），所述防滑凸台（112）与限位凹槽（122）对应适配。

5.根据权利要求1所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：

S310、将焊接获得的整环结构的焊接部位、内孔、外圈及左、右端面进行打磨加工，获得整环毛胚尺寸，并预留加工富余量。

6.根据权利要求5所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：

320、将步骤S310打磨加工后的整环进行高温时效处理，消除形变应力，增强整体强度。

7.根据权利要求6所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：

S340、将螺纹铣削加工后的整环进行内孔、外圈及棱边倒圆角的车削加工，获得精确的外形尺寸和光滑的棱边。

8.根据权利要求1或7所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述步骤S400中采用的是线切割方式，在平行于所述紧固装置中心轴线方向上，将整环切割成内、外榫卯对接的第二配合部（12）和第一配合部（11）；

或者，在垂直于所述紧固装置中心轴线方向上，将整环切割成上、下榫卯对接的第一配合部（11′）和第二配合部（12′）。

9.根据权利要求1所述的生产紧固装置的加工方法，其特征在于，所述步骤S100中使用的金属板材为铝合金板材；所述步骤S500中形成的氧化膜为氧化铝膜，所述氧化铝膜的厚度为25μm。

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