CN113364228A - 全尺寸控制下的拼块定子成形方法、拼块定子、电机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电机拼块式定子制造工艺技术领域,公开了一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法、拼块定子、电机,于在冲片叠压完成后,分别将叠压好的冲片铁芯内圆、外圆和槽形进行定位,再通过工装上螺钉拧紧将冲片压紧压实后,再用V形扣片将铁芯进行扣压成一个整体;再将定子铁芯安装好骨架后进行绕线,绕线完成后,再次采用此工装进行全定位后,采用激光焊接焊接成一个整圆形定子。本发明通过芯棒与定子铁芯内圆、槽口定位棒与定子槽口、齿形定位棒与外圆固定箍四个部件与定子铁芯的相互配合,实现制造过程中对定子铁芯全尺寸的控制。本发明节省工装数量,工装切换简便,使定子铁芯成形可靠且能保持定子铁芯各部分尺寸。
Description
技术领域
本发明属于属于电机拼块式定子制造工艺技术领域,尤其涉及一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法、拼块定子、电机。
背景技术
目前,为提高永磁同步电机的功率密度,缩短电机整体尺寸,电机定子设计为分数槽集中绕组的形式。电机定子冲片将整圆按照槽数N平均划分,每一槽定子冲片单独叠压成形后,安装骨架进行绕线,最后再N块定子冲片拼接成一个整圆,与机壳热套,形成完整定子。
目前每一槽定子冲片叠压多采用冲片自铆的方案,解决了冲片铆接成铁芯,但是形成的铁芯的内外圆圆度、轴向方向的直线度等形位公差比较大,这就导致在绕线工序时安装骨架比较困难,而且在绕线完成后,由于铜线对冲片的压紧力作用,会进一步导致单个定子铁芯的变形。在最终进行定子拼圆时,由于尺寸的误差会导致热套完成后,定子内圆和外圆的圆度、定子轴向与端面的垂直度超差,甚至难以完成热套。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有技术在形成单块铁芯过程中,由于叠片和运输过程,导致到达绕线工序的单块铁芯容易产生变形,而单块铁芯的变形会导致绕线骨架难以套入;再加上绕线过程中,铜线对铁芯的预紧力会进一步导致单块铁芯的尺寸变形。将已经变形的单块铁芯再拼成一个整圆后,直接进行机壳的热套,成形后的定子内圆的圆度、定子轴向与端面的垂直度等公差严重超差。
解决以上问题及缺陷的难度为:
为解决以上问题,目前公开的专利CN201410015885.2《拼块式伺服电机定子的焊接工艺》等专利提供了单块铁芯拼成定子铁芯时通过焊接工艺,减少由于热套工序导致的铁芯尺寸和形位公差的超差。这对铁芯成型尺寸是有一定帮助的,但是没有从根本上解决问题。只有通过将冲片冲压完成后叠压过程进行进一步的控制,保证单块铁芯的尺寸和形位公差,才能保证后续工序完成后的定子铁芯整体的尺寸和形位公差。
解决以上问题及缺陷的意义为:单块铁芯全尺寸的控制生产才能形成尺寸和形位公差合格的单块铁芯,这是绕线和定子热套的基础。定子拼圆过程再次焊接定型,这是解决热套应力释放导致铁芯变形的有效方法。只有两个工序配合使用,才能形成尺寸合格的定子。定子内圆圆度这一重要形位公差,是电机齿槽转矩和电机振动表现的重要影响因素,因此需要严格控制。而定子轴向与端面的垂直度会导致电机定转子铁芯无法对齐,这对电机的输出力矩大小和电机振动影响是十分巨大的。解决以上问题,是实现高效率、高精度、低振动的拼块电机技术基础。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法。
本发明是这样实现的,一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法,所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法包括:
利用一套冲片整形工装用于定子铁芯成形和定子铁芯焊接两个工序;通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合,进行铁芯形位公差的全尺寸控制。
进一步,所述一套冲片整形工装包括:芯棒、槽口定位棒、齿形定位棒、上压板、下压板、螺钉和外圆固定箍。
进一步,所述外圆固定箍由第一部分、第二部分、第三部分组成。
进一步,所述利用一套冲片整形工装用于定子铁芯成形和定子铁芯焊接两个工序包括:
于铁芯整形工序中,仅采用冲片整形工装外圆定位箍中的第一部分、第三部分与工装的其它部分配合,对若干铁芯块的全尺寸定位,v形扣片从定位箍中间的空隙放入到定子铁芯中间对应位置;
于焊接工序中,将外圆固定箍的第一部分、第二部分、第三部分拼接成一个整体,并与工装的其它部分配合,对定子拼块进行定位,利用激光焊接头通过工装中间的空隙焊接两块相邻的定子拼块。
进一步,所述通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合包括:通过V形扣片和工装配合,进行尺寸的定型。
进一步,所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法还包括:
于在冲片叠压完成后,分别将叠压好的冲片铁芯内圆、外圆和槽形进行定位,再通过工装上螺钉拧紧将冲片压紧压实后,再用V形扣片将铁芯进行扣压成一个整体;再将定子铁芯安装好骨架后进行绕线,绕线完成后,再次采用此工装进行全定位后,采用激光焊接焊接成一个整圆形定子。
进一步,所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法包括以下步骤:
步骤一,将冲片整形工装的槽口定位棒压入芯棒中,并将两者与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置;
步骤二,将叠压完成的定子铁芯放入到步骤一中工装对应的位置;将只含上下两部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧;
步骤三,利用上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,同时将V形扣片扣入相应定子铁芯外圆处并将扣片涨紧,得到尺寸贴合、成形紧密的定子铁芯;
步骤四,将工装拆开,取出铁芯;将骨架安装到定子铁芯上后进行绕线;将槽口定位棒压入芯棒中;将槽口定位棒、芯棒与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置;
步骤五,将完成绕线后的定子铁芯放入到步骤四中工装对应的位置;将含上中下三部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧;
步骤六,通过上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,通过激光焊接将定子铁芯焊接成一个整的整圆。
本发明的另一目的在于提供一种拼块定子,所述拼块定子利用所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法制成。
本发明的另一目的在于提供一种永磁同步电机,所述永磁同步电机安装有所述的拼块定子。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明通过芯棒与定子铁芯内圆、槽口定位棒与定子槽口、齿形定位棒与外圆固定箍四个部件与定子铁芯的相互配合,实现制造过程中对定子铁芯全尺寸的控制。
本发明采用一套工装,分别在定子铁芯成形工序和定子铁芯焊接中使用,在定子铁芯成形工序中,外圆固定箍只使用上和下两部分,在定子铁芯焊接工序中,外圆固定箍使用上、中和下三部分,节省工装数量,工装切换简便。
本发明在定子铁芯成形工序中,采用V形扣片与定子铁芯外圆对应的槽口配合,使定子铁芯成形可靠且能保持定子铁芯各部分尺寸。
本发明在同一个外圆固定箍上设计了2N(N为定子槽数)个空档口,分别在定子铁芯成形工序和定子铁芯焊接工序时,用于V形扣片插入的空间和激光焊接头的焊接空间。
附图说明
图1是本发明实施例提供的冲片整形工装结构示意图。
图2是本发明实施例提供的下压板结构示意图。
图3是本发明实施例提供的齿形定位棒结构示意图。
图4是本发明实施例提供的定子铁芯结构示意图。
图5是本发明实施例提供的V形扣片结构示意图。
图6是本发明实施例提供的芯棒结构示意图。
图7是本发明实施例提供的槽口定位棒结构示意图。
图8是本发明实施例提供的上压板结构示意图。
图9是本发明实施例提供的外圆固定箍结构示意图。
图10是本发明实施例提供的全尺寸控制下的拼块定子成形方法流程图。
图中:1、下压板;2、齿形定位棒;3、定子铁芯;4、V形扣片;5、外圆固定箍;5-1、第一部分;5-2、第二部分;5-3、第三部分;6、芯棒;7、槽口定位棒;8、上压板;9、螺钉;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的全尺寸控制下的拼块定子成形方法包括:
利用一套冲片整形工装用于定子铁芯成形和定子铁芯焊接两个工序;通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合,进行铁芯形位公差的全尺寸控制。
本发明实施例提供的冲片整形工装包括:芯棒6、槽口定位棒7、齿形定位棒2、上压板8、下压板1、螺钉9和外圆固定箍5。
本发明实施例提供的外圆固定箍由第一部分5-1、第二部分5-2、第三部分5-3组成。
本发明实施例提供的利用一套冲片整形工装用于定子铁芯成形和定子铁芯焊接两个工序包括:
于铁芯整形工序中,仅采用冲片整形工装外圆定位箍中的第一部分5-1、第三部分5-3与工装的其它部分配合,对若干铁芯块的全尺寸定位,v形扣片4从定位箍中间的空隙放入到定子铁芯中间对应位置;
于焊接工序中,将外圆固定箍的第一部分5-1、第二部分5-2、第三部分5-3拼接成一个整体,并与工装的其它部分配合,对定子拼块进行定位,利用激光焊接头通过工装中间的空隙焊接两块相邻的定子拼块。
本发明实施例提供的通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合包括:通过V形扣片和工装配合,进行尺寸的定型。
本发明实施例提供的全尺寸控制下的拼块定子成形方法还包括:
于在冲片叠压完成后,分别将叠压好的冲片铁芯内圆、外圆和槽形进行定位,再通过工装上螺钉拧紧将冲片压紧压实后,再用V形扣片将铁芯进行扣压成一个整体;再将定子铁芯安装好骨架后进行绕线,绕线完成后,再次采用此工装进行全定位后,采用激光焊接焊接成一个整圆形定子。
如图10所示,本发明实施例提供的全尺寸控制下的拼块定子成形方法包括以下步骤:
S101,将冲片整形工装的将槽口定位棒压入芯棒中,并将两者与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置;
S102,将叠压完成的定子铁芯放入到步骤S101中工装对应的位置;将只含上下两部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧;
S103,利用上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,同时将V形扣片扣入相应定子铁芯外圆处并将扣片涨紧,得到尺寸贴合、成形紧密的定子铁芯;
S104,将工装拆开,取出铁芯;将骨架安装到定子铁芯上后进行绕线;将槽口定位棒压入芯棒中;将槽口定位棒、芯棒与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置;
S105,将完成绕线后的定子铁芯放入到步骤S104中工装对应的位置;将含上中下三部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧;
S106,通过上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,通过激光焊接将定子铁芯焊接成一个整的整圆。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1:
一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其中包括一套定子铁芯成形和焊接两个工序使用的同一套工装及其使用方法,具体如下:
工装包括芯棒、槽口定位棒、齿形定位棒、上压板、下压板、螺钉和外圆固定箍,其外圆固定箍由上中下三部分组成,在定子铁芯成形工序中,外圆固定箍只使用上和下两部分,在定子铁芯焊接工序中,外圆固定箍使用上、中和下三部分。
将槽口定位棒压入芯棒中,然后将两者与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置。
将叠压完成的定子铁芯放入到步骤2中工装对应的位置。
将只含上下两部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧,通过上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,最后将V形扣片扣入相应定子铁芯外圆处并将扣片涨紧,这样就形成一个尺寸贴合,成形紧密的定子铁芯。然后将工装拆开,取出铁芯。
将骨架安装到定子铁芯上后进行绕线。
将槽口定位棒压入芯棒中,然后将两者与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置。
将完成绕线后的定子铁芯放入到步骤6中工装对应的位置。
将含上中下三部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧,通过上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,然后通过激光焊接将定子铁芯焊接成一个整的整圆。
实施例2:
一种铁芯整形的方法,通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合,实现铁芯形位公差的全尺寸控制。
定子铁芯叠压定型的方法,通过V形扣片和工装配合,进行尺寸的定型,方便骨架的安装,而且能保证在定子绕线完成后,铁芯尺寸误差符合预期要求。
一套工装用于两个工序,其中工装5外圆定位箍采用三段分块结构,在铁芯整形工序时,仅采用工装5外圆定位箍中的5-1和5-3两段与工装的其它部分配合,即可对若干铁芯块的全尺寸定位,v形扣片从定位箍中间的空隙放入到定子铁芯中间对应位置;在绕线完成后,工装5则三部分拼接成一个整体使用,与工装的其它部分配合,对定子拼块做定位,激光焊接头通过工装5中间的空隙焊接两块相邻的定子拼块。
下面结合具体实验数据对本发明的积极效果作进一步描述。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法包括:
利用冲片整形工装进行定子铁芯成形和定子铁芯焊接;
通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合,进行铁芯形位公差的全尺寸控制。
2.如权利要求1所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述冲片整形工装包括:芯棒、槽口定位棒、齿形定位棒、上压板、下压板、螺钉和外圆固定箍。
3.如权利要求2所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述外圆固定箍由第一部分、第二部分、第三部分组成。
4.如权利要求1所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述利用一套冲片整形工装用于定子铁芯成形和定子铁芯焊接包括:
于铁芯整形工序中,仅采用冲片整形工装外圆定位箍中的第一部分、第三与工装的其它部分配合,对若干铁芯块的全尺寸定位,v形扣片从定位箍中间的空隙放入到定子铁芯中间对应位置;
于焊接工序中,将外圆固定箍的第一部分、第二部分、第三部分拼接成一个整体,并与工装的其它部分配合,对定子拼块进行定位,利用激光焊接头通过工装中间的空隙焊接两块相邻的定子拼块。
5.如权利要求1所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述通过叠压完成后的定子铁芯与工装各部件的配合包括:通过V形扣片和工装配合,进行尺寸的定型。
6.如权利要求1所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法还包括:
于在冲片叠压完成后,分别将叠压好的冲片铁芯内圆、外圆和槽形进行定位,再通过工装上螺钉拧紧将冲片压紧压实后,再用V形扣片将铁芯进行扣压成一个整体;再将定子铁芯安装好骨架后进行绕线,绕线完成后,再次采用此工装进行全定位后,采用激光焊接焊接成一个整圆形定子。
7.如权利要求1所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法,其特征在于,所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法包括以下步骤:
步骤一,将冲片整形工装的将槽口定位棒压入芯棒中,并将两者与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置;
步骤二,将叠压完成的定子铁芯放入到步骤一中工装对应的位置;将只含上下两部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧;
步骤三,利用上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,同时将V形扣片扣入相应定子铁芯外圆处并将扣片涨紧,得到尺寸贴合、成形紧密的定子铁芯;
步骤四,将工装拆开,取出铁芯;将骨架安装到定子铁芯上后进行绕线;将槽口定位棒压入芯棒中;将槽口定位棒、芯棒与下压板的内圆部分相配合;再将齿形定位棒插入到下压板相应位置;
步骤五,将完成绕线后的定子铁芯放入到步骤四中工装对应的位置;将含上中下三部分的外圆固定箍和上压板安装到工装上,并把螺钉上紧;
步骤六,通过上下压板作用,将定子铁芯整形并固定紧,通过激光焊接将定子铁芯焊接成一个整的整圆。
8.一种拼块定子,其特征在于,所述拼块定子利用权利要求1~7任意一项所述全尺寸控制下的拼块定子成形方法制成。
9.一种永磁同步电机,其特征在于,所述永磁同步电机安装有权利要求8所述的拼块定子。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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