CN114552913A - 电枢绕组的绕制成型模具及方法 - Google Patents

电枢绕组的绕制成型模具及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电枢绕组的绕制成型模具及方法。电枢绕组的绕制成型模具包括设有隔板槽的环状内模、隔板、外模模组和压板模组。隔板槽均匀分布在内模上，隔板通过插入隔板槽，装设在内模上，外模模组设置于模具的径向两端，压板模组设置于模具的轴向两端，并部分或完全覆盖内模和外模模组，内模、隔板和外模模组之间形成空腔。本发明实施例通过一套模具即可完成电枢绕组的绕制成型，线圈组一体成型，无需对单个线圈进行焊接，也无需预留焊接余量，克服了现有电机电枢绕组采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案制作模具繁多，工序步骤冗杂，增加绕制导线用量等弊端，精简了电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省了绕制导线用量。

Description

电枢绕组的绕制成型模具及方法
技术领域
本发明涉及模具技术领域，尤其涉及一种电枢绕组的绕制成型模具及方法。
背景技术
目前，电机已广泛应用于仪器仪表、自动化生产、国防军工和航空航天等领域。在电机中，作为实现电机能量转换或传递的关键组件，电枢绕组是设计人员的重点关注对象。
针对现有技术，电机电枢绕组大多采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案。该技术方案往往需要制备单独的绕制模、成型模和拼接模，线圈与线圈之间也需要执行焊接工序，这就使得现有电枢绕组的制作模具繁多，并且工序步骤冗杂。同时，每个线圈的两端还需预留焊接余量，无形中增加了绕制导线的用量。
发明内容
本发明提供了一种电枢绕组的绕制成型模具及方法，以精简电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省绕制导线用量。
根据本发明的一方面，提供了一种电枢绕组的绕制成型模具，包括设有隔板槽的环状内模、隔板、外模模组和压板模组；
所述隔板槽均匀分布在所述内模上；
所述隔板通过插入所述隔板槽，装设在所述内模上；
所述外模模组设置于所述模具的径向两端；
所述压板模组设置于所述模具的轴向两端，并部分或完全覆盖所述内模和所述外模模组；
所述内模、所述隔板和所述外模模组之间形成空腔。
可选地，所述压板模组包括均为环状的第一压板和第二压板；
所述第一压板的形状参数与所述第二压板的形状参数相同。
可选地，所述外模模组包括第一外模和第二外模；
所述第一外模的形状参数与所述第二外模的形状参数相同；
所述第一外模包括拱形主体和两个连接端，所述拱形主体和所述连接端一体成型。
可选地，所述第一压板和所述第二压板均包括至少两个固定孔；
所述第一压板和所述第二压板通过所述固定孔固定在所述内模上。
可选地，所述第一外模和所述第二外模均包括至少两个连接孔；
所述至少两个连接孔，分别设置于所述两个连接端上；
所述第一外模和所述第二外模通过所述连接孔连于一体。
可选地，所述固定孔的内径小于所述连接孔的内径；所述拱形主体的内径大于所述内模的外径。
可选地，还包括固定件和连接件；
所述固定件，通过所述固定孔，将所述第一压板和所述第二压板固定在所述内模上；
所述连接件，通过所述连接孔，连接所述第一外模和所述第二外模。
根据本发明的另一方面，提供了一种电枢绕组的绕制成型方法，采用本发明的一方面所提供的电枢绕组的绕制成型模具执行所述方法，包括：
将所述隔板插入所述隔板槽；
根据所述电枢绕组的设计需求，将导线绕制在所述隔板上，以制成线圈组；
通过外模模组将所述线圈组沿所述模具的径向方向压紧；
通过压板模组将所述线圈组沿所述模具的轴向方向压紧，以使所述线圈组的形状与所述电枢绕组的拟成型形状保持一致；
将所述模具及所述线圈组放入烤箱烘烤；
烘烤完成后，拆开所述模具取出所述线圈组，即为所述电枢绕组。
可选地，在通过外模模组将所述线圈组沿所述模具的径向方向压紧之前，还包括：
利用连接件通过连接孔连接所述外模模组。
可选地，在通过压板模组将所述线圈组沿所述模具的轴向方向压紧，以使所述线圈组的形状与所述电枢绕组的拟成型形状保持一致之前，还包括：
利用固定件通过固定孔将所述压板模组固定在所述内模上。
本发明实施例的技术方案，通过均匀分布在环状内模上的隔板槽将隔板装设在内模上，以便根据电枢绕组的设计需求，把导线绕制在隔板上制得线圈组；通过设置于模具径向两端的外模模组，将线圈组沿模具径向方向压紧；通过设置于模具轴向两端，并部分或完全覆盖内模和外模模组的压板模组，将线圈组沿模具轴向方向压紧，此时，内模、隔板和外模模组之间会形成空腔，该空腔能使线圈组形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致，经烘烤和模具拆除步骤取出线圈组即为电枢绕组。由此可见，本发明实施例通过一套模具即可完成电枢绕组的绕制成型，线圈组一体成型，无需对单个线圈进行焊接，也无需预留焊接余量，克服了现有电机电枢绕组采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案制作模具繁多，工序步骤冗杂，绕制导线用量偏大等弊端，精简了电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省了绕制导线用量。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的整体示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的俯视图；
图3是图2沿A-A方向的剖视图；
图4是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的正视图；
图5是图4沿B-B方向的剖视图；
图6是图4沿B-B方向的反向剖视图；
图7是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的侧视图；
图8是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型方法的流程图；
图9是本发明实施例提供的另一种电枢绕组的绕制成型方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元
图1是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的整体示意图。参见图1，电枢绕组的绕制成型模具包括设有隔板槽的环状内模(图中未示出)、隔板110、外模模组120和压板模组130。隔板槽均匀分布在内模上，隔板110通过插入隔板槽，装设在内模上，外模模组120设置于模具的径向两端，压板模组130设置于模具的轴向两端，并部分或完全覆盖内模和外模模组120，内模、隔板110和外模模组120之间形成空腔。
其中，电枢绕组的绕制成型模具的选材可以是钢材等。
可知地，隔板110用于承载电枢绕组绕制用导线，导线可以但不限于采用自粘漆包导线。
可以理解的是，在隔板110上的导线均绕制完成后，由于导线本身具备一定的硬度，因而由导线一体绕制而成的线圈组的形状往往与电枢绕组的拟成型形状存在较大差异。基于此，外模模组120和压板模组130用于与内模相互配合，以使线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致。具体来说，设置于模具径向两端的外模模组120用于沿模具的径向方向将线圈组压紧，设置于模具轴向两端的压板模组130用于沿模具的轴向方向将线圈组压紧，此时，内模、隔板110和外模模组120之间会形成的一空腔，该空腔能使线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致。
由此可见，本实施例所提供的电枢绕组的绕制成型模具的工作过程具体如下：
通过均匀分布在环状内模上的隔板槽将隔板110装设在内模上，以便根据电枢绕组的设计需求，把导线绕制在隔板110上制得线圈组；通过设置于模具径向两端的外模模组120，将线圈组沿模具径向方向压紧；通过设置于模具轴向两端，并部分或完全覆盖内模和外模模组120的压板模组130，将线圈组沿模具轴向方向压紧，此时，内模、隔板110和外模模组120之间会形成空腔，该空腔能使线圈组形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致；经烘烤和模具拆除步骤取出线圈组即为电枢绕组。
综上所述，本发明实施例通过一套模具即可完成电枢绕组的绕制成型，线圈组一体成型，无需对单个线圈进行焊接，也无需预留焊接余量，克服了现有电机电枢绕组采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案制作模具繁多，工序步骤冗杂，绕制导线用量偏大等弊端，精简了电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省了绕制导线用量。
在上述实施例的基础上，以下对内模、外模模组和压板模组等的具体结构进行说明，但不作为对本发明的限定。
图2是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的俯视图，图3是图2沿A-A方向的剖视图，图4是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的正视图，图5是图4沿B-B方向的剖视图，图6是图4沿B-B方向的反向剖视图。参见图1、图2、图5和图6，可选地，压板模组130包括均为环状的第一压板131和第二压板132，第一压板131的形状参数与第二压板132的形状参数相同。
其中，图1示例性示出了第一压板131和第二压板132均为圆环状，但不作为对本发明的限定。可以理解的是，无论第一压板131和第二压板132的形状、厚度等参数如何变化，只要第一压板131和第二压板132能与内模及隔板构成空腔，即可沿模具的轴向方向将线圈组压紧，进而与外模模组120相互配合，使得线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致。
除此之外，在一些实施例中，第一压板131的形状参数和第二压板132的形状参数可以不同，示例性地，第一压板131可以是圆环状，第二压板132可以为正多边形状；或者，第一压板131和第二压板132均为圆环状，但第二压板132的外径大于第一压板131的外径，等。
参见图1和图4，可选地，第一压板131和第二压板132均包括至少两个固定孔150，第一压板131和第二压板132通过固定孔150固定在内模上。
其中，图4示例性示出了第二压板132上的固定孔150的数量为6，但不作为对本发明的限制。可知地，当第二压板132上的固定孔150的数量为2时，第二压板132即可通过这两个固定孔150固定在内模上。可以理解的是，为了尽可能降低第一压板131和第二压板132的固定难度，固定孔150可以优选设置在内模沿模具轴向方向投影到第一压板131和第二压板132上的区域中。
基于此，可选地，还包括固定件(图中未示出)，固定件通过固定孔150，将第一压板131和第二压板132固定在内模上。
其中，为了将第一压板131和第二压板132固定在内模上，内模上也需打孔(图中未示出)。当固定孔150和内模上的孔均包含螺纹时，固定件可以采用螺栓、螺柱、螺钉等。
参见图3，图3示例性示出了环状内模160为圆环状，并不对本发明构成限定。可知地，环状内模160的形状还可以是正多边形状等。由于隔板槽170均匀分布在内模160上，因此，当环状内模160是圆环状内模，并且隔板槽170数量为n时，相邻隔板槽170之间的圆心角角度为360°/n。可以理解的是，隔板110和隔板槽170的具体结构及设置方位可以根据电枢绕组的实际绕制需要进行适应性改变，本发明实施例对此均不进行限制。
继续参见图1和图3，可选地，外模模组120包括第一外模121和第二外模122，第一外模121的形状参数与第二外模122的形状参数相同，第一外模121包括拱形主体和两个连接端，拱形主体和连接端一体成型。
其中，第一外模121和第二外模122的拱形主体呈半圆形，拱形主体靠近内模160的一侧紧贴隔板110，与内模160和隔板110形成空腔。由此可见，可选地，拱形主体的内径大于内模160的外径。
图7是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型模具的侧视图。参见图5、图6和图7，可选地，第一外模121和第二外模122均包括至少两个连接孔140；至少两个连接孔140，分别设置于两个连接端上；第一外模121和第二外模122通过连接孔140连于一体。
其中，图7示例性示出了第一外模121上的连接孔140的数量为4，但不作为对本发明的限制。可知地，当第一外模121上的连接孔140的数量为2时，也即第一外模121的两个连接端各有一个连接孔140时，第一外模121和第二外模122即可通过连接孔140连于一体。
基于此，可选地，还包括连接件，连接件通过连接孔140，连接第一外模121和第二外模122。
其中，若连接孔140包含螺纹，则连接件可以选用螺栓、螺柱、螺钉等；当连接孔140不包含螺纹时，连接件可以采用螺栓和螺母等。
此外，受到隔板110间距和电枢绕组的尺寸限制，固定件的型号一般小于连接件的尺寸。基于此，可选地，固定孔150的内径小于连接孔140的内径。
继续参考图6，线圈组180中的单匝线圈根据电枢绕组的实际需要设置隔板之间，内模160、隔板和外模模组之间的空腔能使线圈组180形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致。
综上，针对现有采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案，需要制备单独的绕制模、成型模和拼接模，每个线圈的两端还需预留焊接余量，单个线圈与线圈之间需要执行焊接工序，而导致的电枢绕组的制作模具繁多，绕制导线用量偏大，并且工序步骤冗杂的问题。
本发明实施例通过均匀分布在环状内模上的隔板槽将隔板装设在内模上，以便根据电枢绕组的设计需求，把导线绕制在隔板上制得一体成型的线圈组；通过设置于模具径向两端的第一外模和第二外模，利用连接件将第一外模和第二外模连于一体，进而将线圈组沿模具径向方向压紧；通过设置于模具轴向两端，并部分或完全覆盖内模、第一外模和第二外模的第一压板和第二压板，利用固定件将第一压板和第二压板固定在内模上，进而将线圈组沿模具轴向方向压紧，此时，内模、隔板第一外模和第二外模之间会形成空腔，该空腔能使线圈组形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致，经烘烤和模具拆除步骤取出线圈组即为电枢绕组。
由此可见，本发明实施例通过一套模具即可完成电枢绕组的绕制成型，线圈组一体成型，无需对单个线圈进行焊接，也无需预留焊接余量，克服了现有电机电枢绕组采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案制作模具繁多，工序步骤冗杂，增加绕制导线用量等弊端，精简了电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省了绕制导线用量。
在上述实施例的基础上，本发明还提供一种电枢绕组的绕制成型方法。基于图1所示的电枢绕组的绕制成型模具，图8是本发明实施例提供的一种电枢绕组的绕制成型方法的流程图，本实施例可适用于电枢绕组的一体绕制成型场景，该方法可以但不限于由本发明实施例中的电枢绕组的绕制成型模具作为执行主体来执行，该执行主体可以采用软件和/或硬件的方式实现。如图8所示，电枢绕组的绕制成型方法具体包括如下步骤：
S510、将隔板插入隔板槽。
S520、根据电枢绕组的设计需求，将导线绕制在隔板上，以制成线圈组。
S530、通过外模模组将线圈组沿模具的径向方向压紧。
S540、通过压板模组将线圈组沿模具的轴向方向压紧，以使线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致。
S550、将模具及线圈组放入烤箱烘烤。
其中，模具及线圈组的烘烤时间、烘烤温度等参数可以根据电枢绕组的实际成型需求进行适应性改变，本发明实施例对此不进行限制。示例性地，S550具体可以是，将模具及线圈组放入烤箱，在100～120℃温度范围内烘烤1.5～2h。
S560、烘烤完成后，拆开模具取出线圈组，即为电枢绕组。
本发明实施例通过将隔板插入隔板槽；根据电枢绕组的设计需求，将导线绕制在隔板上，以制成线圈组；通过外模模组将线圈组沿模具的径向方向压紧；通过压板模组将线圈组沿模具的轴向方向压紧，以使线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致；将模具及线圈组放入烤箱烘烤；烘烤完成后，拆开模具取出线圈组，即为电枢绕组。由此可见，本发明实施例通过一套模具即可完成电枢绕组的绕制成型，线圈组一体成型，无需对单个线圈进行焊接，也无需预留焊接余量，克服了现有电机电枢绕组采用单个线圈绕制成型再进行拼接的技术方案制作模具繁多，工序步骤冗杂，增加绕制导线用量等弊端，精简了电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省了绕制导线用量。
需要说明的是，通过外模模组将线圈组沿模具的径向方向压紧，和通过压板模组将线圈组沿模具的轴向方向压紧的步骤可以根据电枢绕组的绕制成型需要进行适应性调换。在一些实施例中，可以在通过压板模组将线圈组沿模具的轴向方向压紧之后，再通过外模模组将线圈组沿模具的径向方向压紧。
在上述实施例的基础上，图9是本发明实施例提供的另一种电枢绕组的绕制成型方法的流程图，如图9所示，电枢绕组的绕制成型方法具体包括如下步骤：
S610、将隔板插入隔板槽。
S620、根据电枢绕组的设计需求，将导线绕制在隔板上，以制成线圈组。
S630、利用连接件通过连接孔连接外模模组。
S640、通过外模模组将线圈组沿模具的径向方向压紧。
S650、利用固定件通过固定孔将压板模组固定在内模上。
S660、通过压板模组将线圈组沿模具的轴向方向压紧，以使线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致。
S670、将模具及线圈组放入烤箱烘烤。
S680、烘烤完成后，拆开模具取出线圈组，即为电枢绕组。
本发明实施例通过将隔板插入隔板槽；根据电枢绕组的设计需求，将导线绕制在隔板上，以制成线圈组；利用连接件通过连接孔连接外模模组；通过外模模组将线圈组沿模具的径向方向压紧；利用固定件通过固定孔将压板模组固定在内模上；通过压板模组将线圈组沿模具的轴向方向压紧，以使线圈组的形状与电枢绕组的拟成型形状保持一致；将模具及线圈组放入烤箱烘烤；烘烤完成后，拆开模具取出线圈组，即为电枢绕组。由此可见，本发明实施例通过一套模具即可完成电枢绕组的绕制成型，线圈组一体成型，无需对单个线圈进行焊接，也无需预留焊接余量，精简了电枢绕组的制作模具和工序步骤，节省了绕制导线用量。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电枢绕组的绕制成型模具，其特征在于，包括设有隔板槽的环状内模、隔板、外模模组和压板模组；
所述隔板槽均匀分布在所述内模上；
所述隔板通过插入所述隔板槽，装设在所述内模上；
所述外模模组设置于所述模具的径向两端；
所述压板模组设置于所述模具的轴向两端，并部分或完全覆盖所述内模和所述外模模组；
所述内模、所述隔板和所述外模模组之间形成空腔。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述压板模组包括均为环状的第一压板和第二压板；
所述第一压板的形状参数与所述第二压板的形状参数相同。
3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述外模模组包括第一外模和第二外模；
所述第一外模的形状参数与所述第二外模的形状参数相同；
所述第一外模包括拱形主体和两个连接端，所述拱形主体和所述连接端一体成型。
4.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述第一压板和所述第二压板均包括至少两个固定孔；
所述第一压板和所述第二压板通过所述固定孔固定在所述内模上。
5.根据权利要求3所述的模具，其特征在于，所述第一外模和所述第二外模均包括至少两个连接孔；
所述至少两个连接孔，分别设置于所述两个连接端上；
所述第一外模和所述第二外模通过所述连接孔连于一体。
6.根据权利要求4和5所述的模具，其特征在于，所述固定孔的内径小于所述连接孔的内径；所述拱形主体的内径大于所述内模的外径。
7.根据权利要求4和5所述的模具，其特征在于，还包括固定件和连接件；
所述固定件，通过所述固定孔，将所述第一压板和所述第二压板固定在所述内模上；
所述连接件，通过所述连接孔，连接所述第一外模和所述第二外模。
8.一种电枢绕组的绕制成型方法，其特征在于，采用权利要求1所述的电枢绕组的绕制成型模具执行所述方法，所述方法包括：
将所述隔板插入所述隔板槽；
根据所述电枢绕组的设计需求，将导线绕制在所述隔板上，以制成线圈组；
通过外模模组将所述线圈组沿所述模具的径向方向压紧；
通过压板模组将所述线圈组沿所述模具的轴向方向压紧，以使所述线圈组的形状与所述电枢绕组的拟成型形状保持一致；
将所述模具及所述线圈组放入烤箱烘烤；
烘烤完成后，拆开所述模具取出所述线圈组，即为所述电枢绕组。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在通过外模模组将所述线圈组沿所述模具的径向方向压紧之前，还包括：
利用连接件通过连接孔连接所述外模模组。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在通过压板模组将所述线圈组沿所述模具的轴向方向压紧，以使所述线圈组的形状与所述电枢绕组的拟成型形状保持一致之前，还包括：
利用固定件通过固定孔将所述压板模组固定在所述内模上。
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