CN112531437B

CN112531437B - 一种冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法

Info

Publication number: CN112531437B
Application number: CN202011511071.XA
Authority: CN
Inventors: 王攀利; 陈志强; 车耀辉; 严阿维
Original assignee: Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: CN112531437A

Abstract

本申请属于直流电机换向器设计领域，特别涉及一种冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法。包括步骤S1、获取成型梯形铜排的大头尺寸、角度尺寸以及高度尺寸；步骤S2、确定精加工前的高度尺寸，并计算梯形铜排的小头尺寸；步骤S3、确定压角度之前的大头尺寸、小头尺寸及高度尺寸；步骤S4、确定碾方前的高度尺寸；步骤S5、确定压扁前的宽度尺寸；步骤S6、确定原料截面积；步骤S7、根据冷拉工艺的圆方变换系数，确定原料直径。本申请消除了原冲压加工的弊端，零件尺寸稳定，表面质量一致性好，达到了提升电机性能及寿命的目的，同时提高了零件加工效率，缩短了此类零件的加工周期。

Description

一种冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法

技术领域

本申请属于直流电机换向器设计领域，特别涉及一种冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法。

背景技术

换向片是直流电机内换向器的主要组成部分，该类零件单台换向器就需102片之多，另一方面，换向器每年的生产计划又较多，故此零件每年的加工数量极大，这类零件如图1所示有一个共性：截面为梯形形状，梯形两斜边角度为α的斜面，该类梯形铜排主要包括大头尺寸b，小头尺寸c，高度h，角度尺寸α四个参数。

多年来，换向片的制造靠冷挤压的加工方法，单台换向器由数片换向片及绝缘叠装而成，换向片加工质量直接影响电机的性能及寿命。故对换向片的加工精度及表面质量要求极高。而采用此方法加工的零件，表面存在一定挤压痕迹，严重影响电机的性能。

发明内容

本发明的目的在于通过对冷拉梯形铜排的工艺计算，采用冷拉的工艺方法完成截面为梯形形状的换向片加工。改善零件加工精度及表面质量，达到提升电机性能及寿命的目的。同时提高零件加工效率。缩短此类零件的加工周期，节约人力资源及制造经费。

本申请冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法，主要包括：

步骤S1、获取成型梯形铜排的大头尺寸、角度尺寸以及高度尺寸，其中大头尺寸对应于梯形铜排的较长的底边，角度尺寸对应于梯形铜排两个斜边形成的夹角，所述高度尺寸对应于梯形铜排的高度；

步骤S2、根据冷拉工艺的车削精加工的高度加工余量，确定精加工前的高度尺寸，并计算梯形铜排的小头尺寸；

步骤S3、根据冷拉工艺的压角度步骤所对应的压缩比，确定压角度之前的大头尺寸、小头尺寸及高度尺寸；

步骤S4、根据冷拉工艺的高度碾方步骤所对应的碾方尺寸系数，确定碾方前的高度尺寸；

步骤S5、根据冷拉工艺的底边压扁步骤所对应的一次压扁尺寸系数及二次压扁尺寸系数，确定压扁前的宽度尺寸；

步骤S6、根据步骤S4的高度尺寸及步骤S5的宽度尺寸确定原料截面积；

步骤S7、根据冷拉工艺的圆方变换系数，确定原料直径。

优选的是，步骤S3包括：根据步骤S2中计算的小头尺寸及预置的压缩比表，确定大头压缩比、小头压缩比及高度增量，所述压缩比表给出了大头压缩比、小头压缩比及高度增量与小头尺寸的对应关系。

优选的是，步骤S4中，碾方尺寸系数位于1.1～1.2之间。

优选的是，步骤S5中，一次压扁尺寸系数位于1.2～1.5之间，二次压扁尺寸系数为1.1。

优选的是，步骤S7中，圆方变换系数为2.2。

本申请利用冷拉梯形铜排工艺计算方法加工的效果是：消除了原冲压加工的弊端，零件尺寸稳定，表面质量一致性好，达到了提升电机性能及寿命的目的。同时提高了零件加工效率。缩短了此类零件的加工周期，节约了人力资源及制造经费。为该类零件制造指出了一条行之有效的工艺加工方法。平均单件加工时间约0.1小时。较原先加工方法，单件生产周期缩短0.15小时(0.25-0.1＝0.15)，生产效率提升40％。

附图说明

图1是梯形铜排截面图。

图2是本申请冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法的流程图。

图3是本申请一实施例中的要拉制的梯形铜排截面图。

图4是本申请一实施例中的精拉尺寸确定后的尺寸示意图。

图5是本申请一实施例中的压角度尺寸确定后的尺寸示意图。

图6是本申请一实施例中的碾方尺寸确定后的尺寸示意图。

图7是本申请一实施例中的压扁尺寸确定后的尺寸示意图。

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

本发明提出了一种冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法，主要包括：

步骤S7、根据冷拉工艺的圆方变换系数，确定原料直径。

步骤S1及步骤S2中，精拉尺寸由设计图纸规定的换向片尺寸结合换向器生产车间加工余量确定。通常设计给定大头尺寸b及角度尺寸α，工艺结合高度尺寸余量给定h,小头尺寸c不直接给出，由其余三个尺寸间接推出，仅用于工序尺寸计算。

步骤S3之前，进一步包括进行粗加工前的尺寸确定步骤，由于粗拉尺寸同压角度尺寸或略小于压角度尺寸，因此这里可以直接用步骤S2的计算结果作为步骤S3压角度步骤的输入，也可以在步骤S2的基础上，对尺寸稍作增加。

在一些可选实施方式中，步骤S3包括：根据步骤S2中计算的小头尺寸及预置的压缩比表，确定大头压缩比、小头压缩比及高度增量，所述压缩比表给出了大头压缩比、小头压缩比及高度增量与小头尺寸的对应关系。

压角度尺寸计算如下：

b压＝εb*b、c压＝εc*c、h压＝h+δh；

其中，角度α压由大、小头尺寸相应计算，公式中，b、c、h--精拉前尺寸(步骤S2结果)，b压、c压、h压--压角度尺寸(步骤S3计算结果)，εb、εc为大小头截面压缩比，按表1选择，当换向片材料为锆铜时，εb、εc≥1.4。δh为截面高度增量。

表1压缩比和梯形截面高度的选择

c(mm)	大头压缩比	小头压缩比	δh(mm)
				＜0.5	1.1～1.15	1.1～1.15	0.2
0.5～0.7	1.2～1.3	1.15～1.25	0.3～0.4
				0.7～1.0	1.25～1.35	1.25～1.3	0.3～0.4
＞1.0	1.3～1.4	1.3～1.35	0.5

在一些可选实施方式中，步骤S4中，碾方尺寸系数位于1.1～1.2之间。

即：h2＝h压/(1.1～1.2)；h2--碾方前尺寸；h压--压角度前尺寸。

在一些可选实施方式中，步骤S5中，一次压扁尺寸系数位于1.2～1.5之间，二次压扁尺寸系数为1.1。

即：b2＝1.1b压；b1＝(1.2～1.5)b2；其中，b1、b2--一次、二次压扁尺寸。

在一些可选实施方式中，步骤S7中，圆方变换系数为2.2。

原料直径尺寸计算：V_粗拉×2.2＝πD²/4；V_粗拉—粗拉工序换向片的截面积；D--原料的直径。

本申请计算涉及原材料直径、压扁尺寸、碾方尺寸、压角度尺寸、粗拉尺寸、精拉尺寸的计算，其计算步骤如下：换向片尺寸，精拉尺寸，粗拉尺寸，压角度尺寸，碾方尺寸，压扁尺寸，棒料的直径尺寸。将材料为：QZr0.2锆青铜棒冷拉为实例图3所示截面尺寸梯形铜排，其各工序尺寸计算如下：。

1、精拉尺寸的确定(实例图4)

①大头尺寸及角度尺寸与要加工零件尺寸一致；

②高度尺寸的确定原则为：要加工零件高度尺寸与后工序的车削余量之和(20+1.5＝21.5),其中1.5为后工序的车削余量；

③小端尺寸2.52由其它三个尺寸间接推出所得。

2、粗拉尺寸的确定

粗拉尺寸同压角度尺寸或略小于压角度尺寸，此零件选择与压角度尺寸相同。

3、压角度尺寸的确定(实例图5)

因为QZr0.2锆青铜材料的特殊性，即拉制后硬度难以达到使用要求，影响电机的寿命，故取较大的压缩比，此零件压缩比按1.4来计算。

①大头尺寸为：1.4×6.63＝9.28；

②小头尺寸为：1.4×2.52＝3.53；

③高度尺寸为：21.5+0.5＝22(该值0.5由表1确定)；

④角度尺寸由其它三个尺寸间接推出所得。

4、碾方尺寸的确定(实例图6)

碾方尺寸系数在1.1～1.2之间选择，此零件系数选为1.15；

碾方尺寸为：22÷1.15＝19。

5、压扁尺寸的确定(实例图7)

第二次压扁尺寸：1.1×9.28＝10.2；

第一次压扁尺寸：10.2×1.5＝14.5(14.3取整为14.5)。

6、原料直径的计算：

首先计算出粗拉工序梯形铜排的截面积V粗拉＝140.91mm,代入公式计算如下：

V粗拉×2.2＝πD²/4。

140.91×2.2＝πD²/4。

D＝20mm(19.9取整为20)。

按本专利计算方法及工艺加工要求拉制零件，加工过程顺畅，操作可靠性高，零件尺寸稳定，零件加工效率比原有方法有很大提高，且提高了零件表面质量。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法，其特征在于，包括：

步骤S3、根据冷拉工艺的压角度步骤所对应的压缩比，确定压角度之前的大头尺寸、小头尺寸及高度尺寸，其中，根据步骤S2中计算的小头尺寸及预置的压缩比表，确定大头压缩比εb、小头压缩比εc及高度增量δh，所述压缩比表给出了大头压缩比、小头压缩比及高度增量与小头尺寸的对应关系，则压角度之前的大头尺寸b压＝εb*b，小头尺寸c压＝εc*c，高度尺寸h压＝h+δh，其中b、c、h分别为精拉前的大头尺寸、小头尺寸及高度尺寸；

步骤S4、根据冷拉工艺的高度碾方步骤所对应的碾方尺寸系数，确定碾方前的高度尺寸，采用以下公式确定碾方前的高度尺寸h2：

h2＝h压/(1.1～1.2)，其中，h压为压角度前的高度尺寸，其中，(1.1～1.2)是指碾方尺寸系数，其位于1.1～1.2之间；

步骤S5、根据冷拉工艺的底边压扁步骤所对应的一次压扁尺寸系数及二次压扁尺寸系数，确定压扁前的宽度尺寸，具体的，一次压扁尺寸系数位于1.2～1.5之间，二次压扁尺寸系数为1.1，即压扁前的宽度尺寸b1＝(1.2～1.5)b2，其中，b2＝1.1b压；

步骤S7、根据冷拉工艺的圆方变换系数，确定原料直径。

2.根据权利要求1所述的冷拉梯形铜排工艺尺寸确定方法，其特征在于：

步骤S7中，圆方变换系数为2.2。