CN114094787B - 直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法，解决了大截面急换位线圈的一次性绕制成型的难题；像组合式工具一样，将本发明的绕组绕制工装设计成组合装配式，工装主体部分是由长方形底座板、长条桶状下模座、长条立体模芯、上端两侧悬臂式压紧块和前和后侧插接式压紧立柱，通过组合装配，组成工装主体；由摆臂式折弯扳手、带楔形倾斜面的弧形换位块、层间间隙垫板和绕组直线边的顶丝，组成了绕组绕制用的组合配件；以上各部件可根据绕组线圈的规格，进行局部更换，整个工装装拆组合便捷，可适合对各种规格的换向极线圈绕制，使线圈一次性绕制完成。工装模具为组合式，装拆组合便捷，工装成本低廉，现场加工容易。

Description

直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法

技术领域

本发明涉及一种电机绕组的绕制工装，特别涉及一种舰船用直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型工装和直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法。

背景技术

直流电机因其具有较宽的平滑调速范围、较大的转矩和控制容易的特点，被应用于对调速要求较高的场合，如：轧钢机、电车、电气铁路牵引、挖掘机械、纺织机械和舰船推进等场合；直流电机的定子部分包括机座、主磁极、换向极、补偿绕组和电刷装置等，转子部分主要有电枢、换向器、转轴和轴承等部件；舰船上使用的直流推进电机，有的单机容量达5000KW，并且两台电机共轴串联使用，为了改善该种直流电机的换向性能，抑制换向火花，依据电磁理论，通常采用增大换向回路电阻和减小合成电势的方法，具体措施是在直流电机定子中设置换向极，该换向极绕组线圈具有以下特点：（1）换向线圈是由横断面为长方形的紫铜线绕制而成，长方形横断面的长35.5毫米，宽为22.4毫米，弯曲半径为R28毫米，线圈总长为821毫米；该铜线的弯形抗力为12吨，形成长条形环形形状，必须保证线圈层与层之间留有7毫米的间隙，以留出缠绕绝缘带的空间；（2）线圈层间通过扭鼻进行换位，层与层之间呈倾斜螺旋状成型，并且左右不对称，连续三层屉加成形；（3）弯曲半径太小，导致紫铜线折弯时，材料变形量大，弯曲时内层受压外层受拉，极易造成撕裂现象；（4）该线圈结构和尺寸特殊，没有现有技术可以借鉴；现有技术，对类似这样线圈的加工，均是采用将线圈的直线段与圆弧段，分段进行加工成形后，再通过焊接成型的方法，完成线圈的制作；这种常规的制作方法存在线圈的焊接连接处的电阻会显著增大的缺陷，不能达到换向线圈要求电阻均匀的要求，另外，对于横截面较大的铜条来说，焊接连接时，还存在无法焊透的问题，即影响到了成型线圈的焊接强度，也大大降低了线圈的电气指标，使其不能很好发挥出抑制换向火花产生的作用。

现有的不同类型的电机绕组，一般是采用不同类型的绕制成型的工装胎具；同种不同规格的绕组在绕制成型时，也需要更换不同的绕制胎具；对于类似本发明的横截面较大的扁铜线绕组，由于弯曲半径过小，还存在急换位的特点，同时弯形抗力较大，当在胎具上完成一次性绕制后，存在成型线圈与胎具紧密结合在一起，使线圈无法从胎具上顺利脱出的难题，由于在脱出过程中，需要完整保持线圈的形状，并使其免受损伤，更造成了两者脱离困难；另外，对于电机生产厂家来说，如何降低工装的投资成本，使设计的工装胎具具有通用性，能满足同类但不同规格的线圈的绕制，也成为了设计人员需要解决的一个难题。

发明内容

本发明提供了一种直直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法，解决了大截面急换位线圈的一次性绕制成型的难题，并且还解决了如何降低工装的投资成本，使设计的工装胎具具有通用性的难题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思：像组合式工具一样，将本发明的绕组绕制工装设计成组合装配式，工装主体部分是由长方形底座板、长条桶状下模座、长条立体模芯、上端两侧悬臂式压紧块和前和后侧插接式压紧立柱，通过组合装配，组成工装主体；由摆臂式折弯扳手、带楔形倾斜面的弧形换位块、层间间隙垫板和绕组直线边的顶丝，组成了绕组绕制用的组合配件；以上各部件可根据绕组线圈的规格，进行局部更换，整个工装装拆组合便捷，可适合对各种规格的换向极线圈绕制，使线圈一次性绕制完成；将长条立体模芯（绕制线圈的胎具）的中部设置为上大下小的锥形拼接模芯块，使整个长条立体模芯由左端带有圆弧面的左立体模芯块、楔形拼接模芯块和右立体模芯块三块组合而成，当线圈在长条立体模芯外侧立面上绕制完成后，先将楔形拼接模芯块向上取出，然后，再将两立体模芯块与底座及长条桶状下模座的固定连接螺栓卸除后，使两者在长条桶状下模座内相向向内移动，从而巧妙地解决了成型线圈与胎具紧密结合，使线圈无法顺利脱出的难题；本发明还针对大截面、急换位、折弯半径过小，极容易造成折弯处撕裂现象发生的难题，采用以下措施（1）线圈绕制前，通过压机，在绕制线圈用的铜条的换位扭鼻处，将铜条压制成Z字形状；（2）在铜条的折弯处加工铣削出坡口，以抵消铜条绕制弯曲引起的内圆隆起；（3）在线圈绕制中在折弯处，通过乙炔气或氧气焊枪，对线圈进行加热，使其温度加热到400-450度，然后，通过泼冷水后，进行折弯，在高温下即有利于降低铜条的弯形抗力，又可克服折弯处容易出现的金相组织晶粒粗大，以及裂痕和撕裂现象发生。

一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型组合式工装，包括长方形底座板和绕制线圈用铜条，在长方形底座板上设置有长条桶状下模座，在长条桶状下模座的桶内，设置有长条状立体模芯块，长条状立体模芯块是由左侧长条立体模芯块、楔形拼接模芯块和右侧长条立体模芯块拼接组成的，长条桶状下模座的桶壁顶端的长条环形面，为线圈绕制工作台面，左侧长条立体模芯块的左侧弧形立面，为线圈绕制时的同层线圈转弯边的成型靠接面，右侧长条立体模芯块的右侧弧形立面，为线圈绕制时的层间换向扭鼻的成型靠接面；在左侧长条立体模芯块的左端，设置有摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔，在左连接销插接通孔右侧的左侧长条立体模芯块的顶端面上，设置有左上端顶丝螺接用悬臂块，在右侧长条立体模芯块的右端，设置有摆臂式折弯扳手的右连接销插接通孔，在右连接销插接通孔左侧的右侧长条立体模芯块的顶端面上，设置有右上端顶丝螺接用悬臂块，在左侧长条立体模芯块前侧的长方形底座板的顶端面上，设置有左前立柱插接孔，在右侧长条立体模芯块前侧的长方形底座板的顶端面上，设置有右前立柱插接孔，在左侧长条立体模芯块后侧的长方形底座板的顶端面上，设置有左后立柱插接孔，在右侧长条立体模芯块后侧的长方形底座板的顶端面上，设置有右后立柱插接孔；在右侧长条立体模芯块的弧形立面外侧的长条桶状下模座的桶壁顶端的长条环形面上，设置有弧形换位块，弧形换位块的顶端面为弧形倾斜面；在绕制线圈用铜条上，分别设置有直线边、第一个Z字形折弯段和第二个Z字形折弯段，绕制线圈用铜条设置在长条桶状下模座的桶壁顶端长条形环形面上。

左上端顶丝螺接用悬臂块是通过左悬臂块固定螺栓，将其组装固定在左侧长条立体模芯块的顶端面上的，在左上端顶丝螺接用悬臂块的前侧悬臂上和后侧悬臂上，均设置有上端顶丝螺接通孔，在上端顶丝螺接通孔中，螺接有上端顶丝，上端顶丝的下端顶接在绕制线圈用铜条的顶端面上；在左前立柱插接孔中，插接有左前立柱，在右前立柱插接孔中，插接有右前立柱，在左后立柱插接孔中，插接有左后立柱，在右后立柱插接孔中，插接有右后立柱，左前立柱的结构、右前立柱的结构、左后立柱的结构和右后立柱的结构，是完全相同的，在每个立柱上，沿上下方向均间隔设置有侧顶丝孔，在左前立柱上设置有侧顶丝孔，在侧顶丝孔中，螺接有侧顶丝，侧顶丝的内侧端顶接在绕制线圈用铜条的外侧面上。

在左侧长条立体模芯块上，沿上下方向，设置有左侧模芯块固定螺栓穿接通孔，在长条桶状下模座的左侧桶底板上，设置有下模座左侧固定螺栓穿接通孔，在长方形底座板上，设置有左侧固定螺栓螺接螺孔和右侧固定螺栓螺接螺孔，左侧模芯块固定螺栓，从上向下，依次穿过左侧模芯块固定螺栓穿接通孔和下模座左侧固定螺栓穿接通孔后，与左侧固定螺栓螺接螺孔螺接在一起，将左侧长条立体模芯块、长条桶状下模座和长方形底座板固定连接成一个整体；在楔形拼接模芯块的上顶面上，设置有楔形拼接模芯块固定板，楔形拼接模芯块固定板的左端与左侧长条立体模芯块的顶端面，通过螺栓螺接固定在一起，楔形拼接模芯块固定板的右端与右侧长条立体模芯块的顶端面，通过螺栓，螺接固定在一起。

在摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔的上下两端口之间，活动连接有铜条折弯扳手，在铜条折弯扳手的U形框上，分别设置有折弯扳手连接销穿接通孔和折弯辊连接销孔，在一对折弯辊连接销孔之间，设置有折弯辊，在一对折弯扳手连接销穿接通孔与左连接销插接通孔之间，穿接有折弯扳手连接销钉，在折弯辊与左侧长条立体模芯块的左弧形立面之间，设置有绕制线圈用铜条；在U形框上设置有把手。

一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法，其特征在于以下步骤：

第一步、根据换向极线圈的总长度，截取等长的横断面长为35.5毫米，横断面宽为22.4毫米的绕制线圈用铜条，将该绕制线圈用铜条，在300吨油压机上，冲压出第一个Z字形折弯段和第二个Z字形折弯段，并使折弯处的角度为140度；

第二步、在绕制线圈用铜条上的折弯处内侧，铣削出坡口，以抵消铜条绕制弯曲时，所引起的内圆隆起；

第三步、将绕制线圈用铜条始端的直线边，沿着从右向左方向，放置到长条立体模芯块后侧的长条桶状下模座的桶壁顶端长条形环形面上，将左后立柱插接到左后立柱插接孔中，将右后立柱插接到右后立柱插接孔中，在左后立柱插接孔的侧顶丝孔中，螺接侧顶丝，将侧顶丝的内侧端，顶接在直线边的外侧立面上，在右后立柱插接孔的侧顶丝孔中，螺接侧顶丝，将侧顶丝的内侧端顶接在直线边的外侧立面上；

第四步、将铜条折弯扳手套接在摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔上，将铜条折弯扳手的U形框上设置的折弯扳手连接销穿接通孔，与摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔对正后，穿接折弯扳手连接销钉，并将直线边设置在折弯辊与左侧长条立体模芯块的左侧弧形立面之间；

第五步、用乙炔气或氧气焊枪，对绕制线圈用铜条的同层折弯处进行加热，将其温度加热到400-450度，然后，对加热处泼洒冷水；

第六步、手持铜条折弯扳手上的把手，逆时针旋转铜条折弯扳手，折弯辊对绕制线圈用铜条的同层折弯处，进行旋转挤压折弯，形成同层线圈转弯边，同层线圈转弯边紧贴在左侧长条立体模芯块的外侧立面上；

第七步、将第一层同层折弯后的绕制线圈用铜条的直线边，靠接在长条立体模芯块前侧的长条桶状下模座的桶壁顶端长条形环形面上；将左前立柱插接到左前立柱插接孔中，将右前立柱插接到右前立柱插接孔中；取另一个与铜条折弯扳手结构完全相同的铜条折弯扳手，安装到右侧长条立体模芯块的右端设置的摆臂式折弯扳手的右连接销插接通孔上，将绕制线圈用铜条上的第一个Z字形折弯段，设置在折弯辊与右侧长条立体模芯块的右侧弧形立面之间；在左前立柱和右前立柱上，分别螺接侧顶丝，使侧顶丝的内侧端，顶接在第一层同层折弯后的绕制线圈用铜条的直线边的外侧立面上；

第八步、用乙炔气或氧气焊枪，对绕制线圈用铜条上的第一个Z字形折弯段进行加热，将其温度加热到400-450度，然后，对加热处泼洒冷水；

第九步、手持铜条折弯扳手上的把手，逆时针旋转铜条折弯扳手，在折弯辊的挤压下，第一个Z字形折弯段，沿弧形换位块顶端的楔形倾斜面折弯，形成层间换向扭鼻，层间换向扭鼻紧贴在右侧长条立体模芯块的外侧立面上；

第十步、在长条立体模芯块后侧的长条桶状下模座的桶壁顶端长条形环形面上所形成的第一层线圈上，放置厚度为7毫米的垫板，将层间换向扭鼻以后的绕制线圈用铜条，放置到7毫米的垫板上，形成第二层线圈的直线边，在左后立柱上和右后立柱上，分别连接中部的侧顶丝，使中部的侧顶丝顶接在第二层线圈的直线边的外侧立面上；在左上端顶丝螺接用悬臂块的后侧端上的上端顶丝螺接通孔中，螺接上端顶丝，使上端顶丝的下端顶接在第二层线圈的直线边的顶端面上；在右上端顶丝螺接用悬臂块的后侧端上的上端顶丝螺接通孔中，螺接上端顶丝，使上端顶丝的下端顶接在第二层线圈的直线边的顶端面上；

第十二步、以权利要求1中的第八步的方法对第二个Z字形折弯段进行加热和冷却；以权利要求1中的第九步的方法对第二个Z字形折弯段，进行折弯，形成从第二层到第三层的层间换向扭鼻；以权利要求1中的第十步的方法，绕制得到线圈第三层的后侧直线边，以权利要求1中的第五步、第六步和第七步方法，完成线圈的第三层绕制；

第十三步、完成了三层线圈的绕制成型后，先将各侧顶丝和各上端顶丝拆卸掉，再将左侧长条立体模芯块的左侧固定螺栓和右侧长条立体模芯块的右侧固定螺栓拆除，从上端将楔形拼接模芯块拔出，然后，将左侧长条立体模芯块向右移动，使成型线圈与左侧长条立体模芯块的左弧形立面分离，将右侧长条立体模芯块向左移动，使成型线圈与右侧长条立体模芯块的右侧弧形立面分离；最后，将绕制成型的线圈，整体向上脱模取出，进行后续的退火及整形工序。

本发明探索出了针对大截面急换位的电机换向极线圈的一次性绕制成型工装模具和绕制方法，工装模具为组合式，装拆组合便捷，可局部替代更换部件，以适应不同规格的换向器线圈的一次性整体绕制，线圈脱模结构巧妙，工装成本低廉，现场加工容易，可作为电机生产厂家的通用设备，大大降低特种线圈的绕制成本；针对大截面，弯曲半径过小，由于铜条材料变形量大，极易造成金相组织材料晶粒粗大，容易产生裂纹和撕裂现象，本发明经过反复长时间连续试验，探索出了局部加热后迅速冷却后折弯的方法，克服了以上难点，为该类线圈的绕制成功开发了一套通用的组合式工装，并探索了简单和快捷的一次性线圈绕制方法。

附图说明

图1是本发明的工装主体的结构示意图；

图2是本发明的工装在绕制第一层线圈后直线边时的结构示意图；

图3是本发明的工装在绕制成型同层线圈转弯边25时的结构示意图；

图4是本发明的工装在绕制第一层线圈前直线边时的结构示意图；

图5是本发明的工装在绕制成型层间换向扭鼻27时的结构示意图；

图6是本发明的铜条折弯扳手21的结构示意图；

图7是本发明的长方形底座板1的顶端面的结构示意图；

图8是本发明的弧形换位块23的结构示意图；

图9是本发明的线圈绕制前绕制线圈用铜条18的结构示意图；

图10是本发明的线圈绕制完成得到的换向极线圈的结构示意图；

图11是本发明的线圈绕制完成得到的换向极线圈在俯视方向上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型组合式工装，包括长方形底座板1和绕制线圈用铜条18，在长方形底座板1上设置有长条桶状下模座2，在长条桶状下模座2的桶内，设置有长条状立体模芯块，长条状立体模芯块是由左侧长条立体模芯块3、楔形拼接模芯块4和右侧长条立体模芯块5拼接组成的，长条桶状下模座2的桶壁顶端的长条环形面，为线圈绕制工作台面，左侧长条立体模芯块3的左侧弧形立面，为线圈绕制时的同层线圈转弯边25的成型靠接面，右侧长条立体模芯块5的右侧弧形立面，为线圈绕制时的层间换向扭鼻27的成型靠接面；在左侧长条立体模芯块3的左端，设置有摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔17，在左连接销插接通孔17右侧的左侧长条立体模芯块3的顶端面上，设置有左上端顶丝螺接用悬臂块6，在右侧长条立体模芯块5的右端，设置有摆臂式折弯扳手的右连接销插接通孔16，在右连接销插接通孔16左侧的右侧长条立体模芯块5的顶端面上，设置有右上端顶丝螺接用悬臂块7，在左侧长条立体模芯块3前侧的长方形底座板1的顶端面上，设置有左前立柱插接孔8，在右侧长条立体模芯块5前侧的长方形底座板1的顶端面上，设置有右前立柱插接孔10，在左侧长条立体模芯块3后侧的长方形底座板1的顶端面上，设置有左后立柱插接孔12，在右侧长条立体模芯块5后侧的长方形底座板1的顶端面上，设置有右后立柱插接孔14；在右侧长条立体模芯块5的弧形立面外侧的长条桶状下模座2的桶壁顶端的长条环形面上，设置有弧形换位块23，弧形换位块23的顶端面为弧形倾斜面34；在绕制线圈用铜条18上，分别设置有直线边26、第一个Z字形折弯段19和第二个Z字形折弯段20，绕制线圈用铜条18设置在长条桶状下模座2的桶壁顶端长条形环形面上。

左上端顶丝螺接用悬臂块6是通过左悬臂块固定螺栓，将其组装固定在左侧长条立体模芯块3的顶端面上的，在左上端顶丝螺接用悬臂块6的前侧悬臂上和后侧悬臂上，均设置有上端顶丝螺接通孔38，在上端顶丝螺接通孔38中，螺接有上端顶丝24，上端顶丝24的下端顶接在绕制线圈用铜条18的顶端面上；在左前立柱插接孔8中，插接有左前立柱9，在右前立柱插接孔10中，插接有右前立柱11，在左后立柱插接孔12中，插接有左后立柱13，在右后立柱插接孔14中，插接有右后立柱15，左前立柱9的结构、右前立柱11的结构、左后立柱13的结构和右后立柱15的结构，是完全相同的，在每个立柱上，沿上下方向均间隔设置有侧顶丝孔，在左前立柱9上设置有侧顶丝孔33，在侧顶丝孔33中，螺接有侧顶丝35，侧顶丝35的内侧端顶接在绕制线圈用铜条18的外侧面上。

在左侧长条立体模芯块3上，沿上下方向，设置有左侧模芯块固定螺栓穿接通孔，在长条桶状下模座2的左侧桶底板上，设置有下模座左侧固定螺栓穿接通孔，在长方形底座板1上，设置有左侧固定螺栓螺接螺孔37和右侧固定螺栓螺接螺孔36，左侧模芯块固定螺栓，从上向下，依次穿过左侧模芯块固定螺栓穿接通孔和下模座左侧固定螺栓穿接通孔后，与左侧固定螺栓螺接螺孔37螺接在一起，将左侧长条立体模芯块3、长条桶状下模座2和长方形底座板1固定连接成一个整体；在楔形拼接模芯块4的上顶面上，设置有楔形拼接模芯块固定板，楔形拼接模芯块固定板的左端与左侧长条立体模芯块3的顶端面，通过螺栓螺接固定在一起，楔形拼接模芯块固定板的右端与右侧长条立体模芯块5的顶端面，通过螺栓，螺接固定在一起。

在摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔17的上下两端口之间，活动连接有铜条折弯扳手21，在铜条折弯扳手21的U形框29上，分别设置有折弯扳手连接销穿接通孔30和折弯辊连接销孔31，在一对折弯辊连接销孔31之间，设置有折弯辊32，在一对折弯扳手连接销穿接通孔30与左连接销插接通孔17之间，穿接有折弯扳手连接销钉22，在折弯辊32与左侧长条立体模芯块3的左弧形立面之间，设置有绕制线圈用铜条18；在U形框29上设置有把手28。

一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法，其特征在于以下步骤：

第一步、根据换向极线圈的总长度，截取等长的横断面长为35.5毫米，横断面宽为22.4毫米的绕制线圈用铜条18，将该绕制线圈用铜条18，在300吨油压机上，冲压出第一个Z字形折弯段19和第二个Z字形折弯段20，并使折弯处的角度为140度；

第二步、在绕制线圈用铜条18上的折弯处内侧，铣削出坡口，以抵消铜条绕制弯曲时，所引起的内圆隆起；

第三步、将绕制线圈用铜条18始端的直线边26，沿着从右向左方向，放置到长条立体模芯块后侧的长条桶状下模座2的桶壁顶端长条形环形面上，将左后立柱13插接到左后立柱插接孔12中，将右后立柱15插接到右后立柱插接孔14中，在左后立柱插接孔12的侧顶丝孔33中，螺接侧顶丝35，将侧顶丝35的内侧端，顶接在直线边26的外侧立面上，在右后立柱插接孔14的侧顶丝孔33中，螺接侧顶丝35，将侧顶丝35的内侧端顶接在直线边26的外侧立面上；

第四步、将铜条折弯扳手21套接在摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔17上，将铜条折弯扳手21的U形框29上设置的折弯扳手连接销穿接通孔30，与摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔17对正后，穿接折弯扳手连接销钉22，并将直线边26设置在折弯辊32与左侧长条立体模芯块3的左侧弧形立面之间；

第五步、用乙炔气或氧气焊枪，对绕制线圈用铜条18的同层折弯处进行加热，将其温度加热到400-450度，然后，对加热处泼洒冷水；

第六步、手持铜条折弯扳手21上的把手28，逆时针旋转铜条折弯扳手21，折弯辊32对绕制线圈用铜条18的同层折弯处，进行旋转挤压折弯，形成同层线圈转弯边25，同层线圈转弯边25紧贴在左侧长条立体模芯块3的外侧立面上；

第七步、将第一层同层折弯后的绕制线圈用铜条18的直线边26，靠接在长条立体模芯块前侧的长条桶状下模座2的桶壁顶端长条形环形面上；将左前立柱9插接到左前立柱插接孔8中，将右前立柱11插接到右前立柱插接孔10中；取另一个与铜条折弯扳手21结构完全相同的铜条折弯扳手，安装到右侧长条立体模芯块5的右端设置的摆臂式折弯扳手的右连接销插接通孔16上，将绕制线圈用铜条18上的第一个Z字形折弯段19，设置在折弯辊32与右侧长条立体模芯块5的右侧弧形立面之间；在左前立柱9和右前立柱11上，分别螺接侧顶丝35，使侧顶丝35的内侧端，顶接在第一层同层折弯后的绕制线圈用铜条18的直线边26的外侧立面上；

第八步、用乙炔气或氧气焊枪，对绕制线圈用铜条18上的第一个Z字形折弯段19进行加热，将其温度加热到400-450度，然后，对加热处泼洒冷水；

第九步、手持铜条折弯扳手上的把手，逆时针旋转铜条折弯扳手，在折弯辊32的挤压下，第一个Z字形折弯段19，沿弧形换位块23顶端的楔形倾斜面34折弯，形成层间换向扭鼻27，层间换向扭鼻27紧贴在右侧长条立体模芯块5的外侧立面上；

第十步、在长条立体模芯块后侧的长条桶状下模座2的桶壁顶端长条形环形面上所形成的第一层线圈上，放置厚度为7毫米的垫板，将层间换向扭鼻27以后的绕制线圈用铜条18，放置到7毫米的垫板上，形成第二层线圈的直线边26，在左后立柱13上和右后立柱15上，分别连接中部的侧顶丝35，使中部的侧顶丝35顶接在第二层线圈的直线边的外侧立面上；在左上端顶丝螺接用悬臂块6的后侧端上的上端顶丝螺接通孔38中，螺接上端顶丝24，使上端顶丝24的下端顶接在第二层线圈的直线边的顶端面上；在右上端顶丝螺接用悬臂块7的后侧端上的上端顶丝螺接通孔中，螺接上端顶丝24，使上端顶丝24的下端顶接在第二层线圈的直线边的顶端面上；

第十一步、重复第五步、第六步和第七步，完成线圈的第二层绕制。

第十二步、以权利要求1中的第八步的方法对第二个Z字形折弯段20进行加热和冷却；以权利要求1中的第九步的方法对第二个Z字形折弯段20，进行折弯，形成从第二层到第三层的层间换向扭鼻；以权利要求1中的第十步的方法，绕制得到线圈第三层的后侧直线边，以权利要求1中的第五步、第六步和第七步方法，完成线圈的第三层绕制；

第十三步、完成了三层线圈的绕制成型后，先将各侧顶丝35和各上端顶丝24拆卸掉，再将左侧长条立体模芯块3的左侧固定螺栓和右侧长条立体模芯块5的右侧固定螺栓拆除，从上端将楔形拼接模芯块4拔出，然后，将左侧长条立体模芯块3向右移动，使成型线圈与左侧长条立体模芯块3的左弧形立面分离，将右侧长条立体模芯块5向左移动，使成型线圈与右侧长条立体模芯块5的右侧弧形立面分离；最后，将绕制成型的线圈，整体向上脱模取出，进行后续的退火及整形工序。

Claims (2)

1.一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法，包括长方形底座板（1）和绕制线圈用铜条（18），在长方形底座板（1）上，设置有长条桶状下模座（2），在长条桶状下模座（2）的桶内，设置有长条状立体模芯块，长条状立体模芯块是由左侧长条立体模芯块（3）、楔形拼接模芯块（4）和右侧长条立体模芯块（5）拼接组成的，长条桶状下模座（2）的桶壁顶端的长条环形面，为线圈绕制工作台面，左侧长条立体模芯块（3）的左侧弧形立面，为线圈绕制时的同层线圈转弯边（25）的成型靠接面，右侧长条立体模芯块（5）的右侧弧形立面，为线圈绕制时的层间换向扭鼻（27）的成型靠接面；在左侧长条立体模芯块（3）的左端，设置有摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔（17），在左连接销插接通孔（17）右侧的左侧长条立体模芯块（3）的顶端面上，设置有左上端顶丝螺接用悬臂块（6），在右侧长条立体模芯块（5）的右端，设置有摆臂式折弯扳手的右连接销插接通孔（16），在右连接销插接通孔（16）左侧的右侧长条立体模芯块（5）的顶端面上，设置有右上端顶丝螺接用悬臂块（7），在左侧长条立体模芯块（3）前侧的长方形底座板（1）的顶端面上，设置有左前立柱插接孔（8），在右侧长条立体模芯块（5）前侧的长方形底座板（1）的顶端面上，设置有右前立柱插接孔（10），在左侧长条立体模芯块（3）后侧的长方形底座板（1）的顶端面上，设置有左后立柱插接孔（12），在右侧长条立体模芯块（5）后侧的长方形底座板（1）的顶端面上，设置有右后立柱插接孔（14）；在右侧长条立体模芯块（5）的弧形立面外侧的长条桶状下模座（2）的桶壁顶端的长条环形面上，设置有层间换向扭鼻（27）成型用的弧形换位块（23），弧形换位块（23）的顶端面为弧形倾斜面（34）；其特征在于以下步骤：

第一步、根据换向极线圈的总长度，截取等长的横断面长为35.5毫米，横断面宽为22.4毫米的绕制线圈用铜条（18），将该绕制线圈用铜条（18），在300吨油压机上，冲压出第一个Z字形折弯段（19）和第二个Z字形折弯段（20），并使折弯处的角度为140度；

第二步、在绕制线圈用铜条（18）上的折弯处内侧，铣削出坡口，以抵消铜条绕制弯曲时，所引起的内圆隆起；

第三步、将绕制线圈用铜条（18）始端的直线边（26），沿着从右向左方向，放置到长条立体模芯块后侧的长条桶状下模座（2）的桶壁顶端长条形环形面上，将左后立柱（13）插接到左后立柱插接孔（12）中，将右后立柱（15）插接到右后立柱插接孔（14）中，在左后立柱插接孔（12）的侧顶丝孔（33）中，螺接侧顶丝（35），将侧顶丝（35）的内侧端，顶接在直线边（26）的外侧立面上，在右后立柱插接孔（14）的侧顶丝孔（33）中，螺接侧顶丝（35），将侧顶丝（35）的内侧端顶接在直线边（26）的外侧立面上；

第四步、将铜条折弯扳手（21）套接在摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔（17）上，将铜条折弯扳手（21）的U形框（29）上设置的折弯扳手连接销穿接通孔（30），与摆臂式折弯扳手的左连接销插接通孔（17）对正后，穿接折弯扳手连接销钉（22），并将直线边（26）设置在折弯辊（32）与左侧长条立体模芯块（3）的左侧弧形立面之间；

第五步、用乙炔气或氧气焊枪，对绕制线圈用铜条（18）的同层折弯处进行加热，将其温度加热到400-450度，然后，对加热处泼洒冷水；

第六步、手持铜条折弯扳手（21）上的把手（28），逆时针旋转铜条折弯扳手（21），折弯辊（32）对绕制线圈用铜条（18）的同层折弯处，进行旋转挤压折弯，形成同层线圈转弯边（25），同层线圈转弯边（25）紧贴在左侧长条立体模芯块（3）的外侧立面上；

第七步、将第一层同层折弯后的绕制线圈用铜条（18）的直线边（26），靠接在长条立体模芯块前侧的长条桶状下模座（2）的桶壁顶端长条形环形面上；将左前立柱（9）插接到左前立柱插接孔（8）中，将右前立柱（11）插接到右前立柱插接孔（10）中；取另一个与铜条折弯扳手（21）结构完全相同的铜条折弯扳手，安装到右侧长条立体模芯块（5）的右端设置的摆臂式折弯扳手的右连接销插接通孔（16）上，将绕制线圈用铜条（18）上的第一个Z字形折弯段（19），设置在折弯辊（32）与右侧长条立体模芯块（5）的右侧弧形立面之间；在左前立柱（9）和右前立柱（11）上，分别螺接侧顶丝（35），使侧顶丝（35）的内侧端，顶接在第一层同层折弯后的绕制线圈用铜条（18）的直线边（26）的外侧立面上；

第八步、用乙炔气或氧气焊枪，对绕制线圈用铜条（18）上的第一个Z字形折弯段（19）进行加热，将其温度加热到400-450度，然后，对加热处泼洒冷水；

第九步、手持铜条折弯扳手上的把手，逆时针旋转铜条折弯扳手，在折弯辊（32）的挤压下，第一个Z字形折弯段（19），沿弧形换位块（23）顶端的弧形倾斜面（34）折弯，形成层间换向扭鼻（27），层间换向扭鼻（27）紧贴在右侧长条立体模芯块（5）的外侧立面上；

第十步、在长条立体模芯块后侧的长条桶状下模座（2）的桶壁顶端长条形环形面上所形成的第一层线圈上，放置厚度为7毫米的垫板，将层间换向扭鼻（27）以后的绕制线圈用铜条（18），放置到7毫米的垫板上，形成第二层线圈的直线边（26），在左后立柱（13）上和右后立柱（15）上，分别连接中部的侧顶丝（35），使中部的侧顶丝（35）顶接在第二层线圈的直线边的外侧立面上；在左上端顶丝螺接用悬臂块（6）的后侧端上的上端顶丝螺接通孔（38）中，螺接上端顶丝（24），使上端顶丝（24）的下端顶接在第二层线圈的直线边的顶端面上；在右上端顶丝螺接用悬臂块（7）的后侧端上的上端顶丝螺接通孔中，螺接上端顶丝（24），使上端顶丝（24）的下端顶接在第二层线圈的直线边的顶端面上；

第十一步、重复第五步、第六步和第七步，完成线圈的第二层绕制；

第十二步、以第八步的方法对第二个Z字形折弯段（20）进行加热和冷却；以第九步的方法对第二个Z字形折弯段（20），进行折弯，形成从第二层到第三层的层间换向扭鼻；以第十步的方法，绕制得到线圈第三层的后侧直线边，以第五步、第六步和第七步方法，完成线圈的第三层绕制。

2.根据权利要求1所述的一种直流推进电机换向极线圈的一次性绕制成型方法，其特征在于，

第十三步、完成了三层线圈的绕制成型后，先将各侧顶丝（35）和各上端顶丝（24）拆卸掉，再将左侧长条立体模芯块（3）的左侧固定螺栓和右侧长条立体模芯块（5）的右侧固定螺栓拆除，从上端将楔形拼接模芯块（4）拔出，然后，将左侧长条立体模芯块（3）向右移动，使成型线圈与左侧长条立体模芯块（3）的左弧形立面分离，将右侧长条立体模芯块（5）向左移动，使成型线圈与右侧长条立体模芯块（5）的右侧弧形立面分离；最后，将绕制成型的线圈，整体向上脱模取出，进行后续的退火及整形工序。

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