CN115378204A - 一种层叠铁芯的制造方法、叠片、铁芯以及电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种层叠铁芯的制造方法，属于电机领域，包括料板排样、料板冲压、多次冲压、落料以及旋转堆叠等步骤，通过在每一叠片的多个磁钢槽中至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片，多个磁钢槽中弹片角度固定不变，多个叠片旋转堆叠后，每一插接槽中均存在能够与磁铁卡扣的弹片，使铁芯制造过程中只需一种叠片；此外通过先冲缺口再冲凸键形成凸键槽，使沿送料方向的多个叠片的凸键槽存在角度差，因此后续旋转堆叠后，多个叠片的凸键槽对齐形成安装槽，并且在制造过程中，旋转的步骤能够降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响。本发明还涉及一种叠片、铁芯以及电机。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种层叠铁芯的制造方法、叠片、铁芯以及电机。
背景技术
永磁同步电机中，转子内永磁体和转子铁芯为重要的组成零件，转子铁芯是由带有槽和孔特征的多层硅钢片堆叠而成，转子铁芯上设置有多个磁钢槽形成的插接槽，永磁磁钢插入转子铁芯上的插接槽槽中，通常采用胶水、注塑和包封等工艺将永磁磁钢固定在转子铁芯中的磁钢槽中；后续磁铁在回收利用时，由于磁铁与铁芯通过塑料紧密固定在一起，磁铁难以取出。
如申请号202020275463X中记载的一种电机转子磁钢固定结构，其采用弹片回弹来实现对磁钢的装配，节约了注塑封装工艺，提升了生产效率。
这种固定结构为了弹片有足够的空间弯曲变形，如图1所示，需要生产两种叠片10，一种叠片10上设有弹片110，另一种叠片10上不设有弹片110，两种叠片10堆叠后相邻两弹片110之间产生间隔，使弹片110有变形的空间，但这种制造方法需要生产两种叠片10，生产过程复杂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种只需生产一种叠片就能实现磁钢机械装配并且能够使铁芯厚度均匀的层叠铁芯的制造方法。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之二在于提供一种只需生产一种叠片就能实现磁钢机械装配并且能够使铁芯厚度均匀的叠片。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之三在于提供一种只需生产一种叠片就能实现磁钢机械装配并且能够使铁芯厚度均匀的铁芯。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之四在于提供一种只需生产一种叠片就能实现磁钢机械装配并且能够使铁芯厚度均匀的电机。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种层叠铁芯的制造方法，包括以下步骤：
料板排样：沿料带延伸方向设置一冲磁钢槽工位、多个缺口冲压工位以及一凸键槽冲压工位；
料板冲压：料带上一叠片位置在冲磁钢槽工位冲压形成多个磁钢槽，并且至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片；料带在一个缺口冲压工位冲压形成多个缺口，再经过凸键槽冲压工位冲压，所述凸键槽冲压工位一次能够冲压多个凸键，但由于缺口的存在，导致多个凸键只保留至少一个，其余凸键的边缘被缺口覆盖形成凸键槽；
多次冲压：料带上的其余叠片位置均经过磁钢槽工位、其余冲压工位中的一个以及凸键槽冲压工位，沿送料方向的多个叠片位置上均形成多个磁钢槽，并且至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片，沿送料方向的多个磁钢槽中弹片角度固定不变，沿送料方向的多个凸键槽存在角度差；
落料：通过冲压使料带上的叠片位置与料带分离形成叠片；
旋转堆叠：将每一叠片旋转与另一叠片卡扣形成铁芯，此时多个叠片的凸键槽对齐，多个叠片的多个磁钢槽对齐形成多个插接槽，多个叠片的弹片由于旋转分布于多个插接槽中，每一插接槽中存有多个弹片，相邻两弹片之间存在间隙。
进一步的，所述层叠铁芯的制造方法还包括降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响的步骤，所述降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响步骤具体为：对料带上叠片位置进行多点检测，检测叠片不同位置的厚度，根据叠片不同位置的厚度设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片旋转的角度，使叠片不同位置的厚度差进行分散，降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响。
进一步的，在降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响步骤中，设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片旋转的角度时，凸键槽对齐以及弹片分布于多个插接槽中的优先级大于厚度差分散。
进一步的，所述旋转堆叠步骤中，在满足凸键槽对齐以及弹片分布于多个插接槽中的前提下，下一叠片旋转的角度为所述堆叠前铁芯的总厚度最厚区域和下一叠片最薄区域的夹角。
进一步的，每一所述缺口冲压工位一次冲压的缺口数量比所述凸键槽冲压工位一次能够冲压的凸起数量少一个。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种叠片，设有多个磁钢槽，至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片。
进一步的，所述叠片还设有凸键槽，多个所述磁钢槽环绕所述凸键槽。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种铁芯，包括多个叠片，多个叠片相互卡扣连接，每一叠片设有多个磁钢槽，多个叠片的磁钢槽形成插接槽，每一叠片的至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片，多个叠片的弹片分布于多个插接槽中，每一插接槽中存有多个弹片，相邻两叠片的弹片位于不同高度。
进一步的，所述叠片设有凸键槽，多个所述叠片的凸键槽对齐形成安装槽。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种电机，包括磁铁以及上述任意一种铁芯，所述磁铁插接于所述插接槽并与所述弹片卡扣。
相比现有技术，本发明层叠铁芯的制造过程中通过在每一叠片的多个磁钢槽中至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片，多个磁钢槽中弹片角度固定不变，多个叠片旋转堆叠后，每一插接槽中均存在能够与磁铁卡扣的弹片，使铁芯制造过程中只需一种叠片；此外通过先冲缺口再冲凸键形成凸键槽，使沿送料方向的多个叠片的凸键槽存在角度差，因此后续旋转堆叠后，多个叠片的凸键槽对齐形成安装槽，并且在制造过程中，旋转的步骤能够降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响，而通过检测叠片不同位置的厚度，根据叠片不同位置的厚度设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片旋转的角度，使叠片不同位置的厚度差进行分散，则能够在保证凸键槽对齐以及弹片分布于多个插接槽的前提下，进一步降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响。
附图说明
图1为背景技术中的两种叠片堆叠示意图；
图2为本发明层叠铁芯的制造方法冲压的叠片的示意图；
图3为图2的叠片A处的放大图；
图4为本发明层叠铁芯的制造方法冲压时的排样图；
图5为按照图4的排样冲压后的局部结构示意图；
图6为本发明层叠铁芯的制造方法旋转时的示意图；
图7为按照本发明层叠铁芯的制造方法制造的铁芯的局部结构立体图；
图8为图7的铁芯B处的放大图；
图9为图7的铁芯C处的放大图；
图10为图7的铁芯D处的放大图；
图11为图7的铁芯E处的放大图。
图中：10、叠片；11、磁钢槽；110、弹片；12、卡扣孔；13、凸键槽；130、凸起；20、缺口；30、铁芯；40、插接槽。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图2至图5为本发明层叠铁芯的制造方法的第一实施例，在第一实施例中，本发明层叠铁芯的制造方法包括以下步骤：
料板排样：沿料带延伸方向设置一冲磁钢槽11工位、多个缺口20冲压工位以及一凸键槽13冲压工位；
料板冲压：料带上一叠片10位置在冲磁钢槽11工位冲压形成多个磁钢槽11，并且至少一所述磁钢槽11中形成弹片110，至少一所述磁钢槽11中不存在弹片110；料带在一个缺口20冲压工位冲压形成多个缺口20，再经过凸键槽13冲压工位冲压，所述凸键槽13冲压工位一次能够冲压多个凸键，但由于缺口20的存在，导致多个凸键只保留至少一个，其余凸键的边缘被缺口20覆盖形成凸键槽13；
多次冲压：料带上的其余叠片10位置均经过磁钢槽11工位、其余冲压工位中的一个以及凸键槽13冲压工位，沿送料方向的多个叠片10位置上均形成多个磁钢槽11，并且至少一所述磁钢槽11中形成弹片110，至少一所述磁钢槽11中不存在弹片110，沿送料方向的多个磁钢槽11中弹片110角度固定不变，沿送料方向的多个凸键槽13存在角度差；
落料：通过冲压使料带上的叠片10位置与料带分离形成叠片10；
旋转堆叠：将每一叠片10旋转与另一叠片10卡扣形成铁芯30，此时多个叠片10的凸键槽13对齐，多个叠片10的多个磁钢槽11对齐形成多个插接槽40，多个叠片10的弹片110由于旋转分布于多个插接槽40中，每一插接槽40中存有多个弹片110，相邻两弹片110之间存在间隙。
具体的，在料板排样过程中，设有7个工位，7个工位依次为：工位1、工位2冲缺口20，工位3冲缺口20、以及卡扣孔12，工位4冲磁钢槽11以及缺口20。冲缺口20的工位数量与凸键槽13的形状对应。工位5冲凸键槽13，凸键槽13包含的凸起130的数量与冲缺口20的工位数量相同。工位6为空工位，工位7为落掉旋转工位。
工位1、工位2、工位3、工位4每一次冲压时冲压的缺口20数量比工位5冲凸起130的数量少一个。具体的，在本实施例中，工位1、工位2、工位3、工位4每一次冲出三个缺口20。相邻两缺口20与圆心的连线夹角为90°。缺口20呈矩形。工位1、工位2、工位3以及工位4冲压的缺口20相差90°。
工位4冲压磁钢槽11时，磁钢槽11的数量为多个，多个磁钢槽11中至少一磁钢槽11中形成弹片110，至少一磁钢槽11中不存在弹片110。在本实施例中，磁钢槽11的数量为16个，每两个磁钢槽11为一组，呈八字形排布。在本实施例中，为了与凸键槽13的形状对应，有四个相邻的磁钢槽11设有弹片110。
工位5冲四个凸起130，四个凸起130关于圆心对称设置，相邻两凸起130与圆心的连线夹角为90°。
冲压过程中，沿料带方向，第一个叠片位置先经过工位1冲压，形成三个缺口20。然后第一个叠片位置经过工位4冲压，形成磁钢槽11，其中四个磁钢槽11中形成弹片110。然后第一个叠片位置经过工位5冲压，工位5一次能够冲压4个凸起130，但由于之前已经冲压了3个缺口20，导致4个凸起130只保留了一个，另外3个凸起130的边缘被缺口20覆盖，形成图5中工位1所示凸键槽13。第一个叠片位置再经过工位7落料形成第一叠片10。
第二个叠片位置先经过工位2冲压，形成三个缺口20，然后第二个叠片位置经过工位4冲压，形成磁钢槽11，其中四个磁钢槽11中形成弹片110。带弹片110的磁钢槽11位置相同。然后第一个叠片位置经过工位5冲压，工位5一次能够冲压4个凸起130，但由于之前已经冲压了3个缺口20，导致4个凸起130只保留了一个，另外3个凸起130的边缘被缺口20覆盖，形成图5中工位2所示凸键槽13。第一个叠片位置再经过工位7落料形成第二叠片。第一叠片10由凹模带动逆时针旋转90°，使第二个叠片10的凸键槽13与第一个叠片10的凸键槽13对齐。
第三个叠片位置先经过工位3冲压，形成三个缺口20，然后第三个叠片位置经过工位4冲压，形成磁钢槽11，其中四个磁钢槽11中形成弹片110。带弹片110的磁钢槽11位置相同。然后第三个叠片位置经过工位5冲压，工位5一次能够冲压4个凸起130，但由于之前已经冲压了3个缺口20，导致4个凸起130只保留了一个，另外3个凸起130的边缘被缺口20覆盖，形成图5中工位3所示凸键槽13。第三个叠片位置再经过工位7落料形成第三叠片。第一个叠片10以及第二个叠片10由凹模带动逆时针旋转90°，使第三个叠片10的凸键槽13与第二个叠片10以及第一个叠片10的凸键槽13对齐。
第四个叠片位置先经过工位4冲压，形成三个缺口20，然后第四个叠片位置继续经过工位4冲压，形成磁钢槽11，其中四个磁钢槽11中形成弹片110。带弹片110的磁钢槽11位置相同。然后第四个叠片位置经过工位5冲压，工位5一次能够冲压4个凸起130，但由于之前已经冲压了3个缺口20，导致4个凸起130只保留了一个，另外3个凸起130的边缘被缺口20覆盖，形成图5中工位4所示凸键槽13。第四个叠片位置再经过工位7落料形成第四叠片。第一个叠片10、第二个叠片10以及第三个叠片10由凹模带动逆时针旋转90°，使第四个叠片10的凸键槽13与第三个叠片10、第二个叠片10以及第一个叠片10的凸键槽13对齐。
按照上述冲压顺序进行循环冲压，直至达到铁芯的高度，多个叠片10相互卡扣形成铁芯30。
如图6至图10所示，此时多个叠片10的凸键槽13对齐形成插接槽40，多个叠片10的弹片110分布于多个插接槽40中，每一插接槽40中存有多个弹片110，每一插接槽40中的相邻弹片110之间形成间隙。相邻两叠片10的弹片110位于不同高度。具体的，如图7所示，第一层的叠片10的磁钢槽11的弹片110位于四个插接槽40中。如图8所示，第二层的叠片10由于和第一层的叠片10由于相对旋转了90度，第二层的叠片10的磁钢槽11的弹片110位于相邻的四个插接槽40中。如图9所示，第三层的叠片10由于和第二层的叠片10相对旋转了90度，第三层的叠片10的磁钢槽11的弹片110位于顺时针后续的四个插接槽40中。如图10所示，第四层的叠片10由于和第三层的叠片10相对旋转了90度，第四层的叠片10的磁钢槽11的弹片110位于顺时针再后续的四个插接槽40中。根据设置弹片110的磁钢槽11的数量的不同，叠片10堆叠旋转的循环层数不同。
本发明层叠铁芯30的制造过程中通过在每一叠片10的多个磁钢槽11中至少一所述磁钢槽11中形成弹片110，至少一所述磁钢槽11中不存在弹片110，多个磁钢槽11中弹片110角度固定不变，多个叠片10旋转堆叠后，每一插接槽40中均存在能够与磁铁卡扣的弹片110，使铁芯30制造过程中只需一种叠片10；此外通过先冲缺口20再冲凸键形成凸键槽13，使沿送料方向的多个叠片10的凸键槽13存在角度差，因此后续旋转堆叠后，多个叠片10的凸键槽13对齐形成安装槽，并且在制造过程中，旋转的步骤能够降低叠片10厚薄差异对铁芯30高度影响。
请继续参阅图11，在本发明的第二实施例中，本发明层叠铁芯的制造方法与第一实施例大致相同，不同点在于：在第二实施例中，相邻两层叠片10的旋转角度不是90度，在本实施例中，相邻两层叠片10的旋转角度在满足凸键槽13对齐以及弹片110分布于多个插接槽40中的前提下，下一叠片10旋转的角度为堆叠前铁芯30的总厚度最厚区域和下一叠片10最薄区域的夹角，这种旋转方式能够进一步降低叠片10厚薄差异对铁芯30高度影响。旋转过程具体为：对料带上叠片位置进行多点检测，检测叠片不同位置的厚度，根据叠片不同位置的厚度设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片10旋转的角度，使叠片10的不同位置的厚度差进行分散，降低叠片10厚薄差异对铁芯30高度影响。在降低叠片10的厚薄差异对铁芯30的高度影响步骤中，设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片10旋转的角度时，凸键槽13对齐以及弹片110分布于多个插接槽40中的优先级大于厚度差分散。
具体的，如图11所示，在第一片叠片10未落料之前，检测料带上第一片叠片位置1、2、3、4四个位置的厚度，位置1厚度最大。在第二片叠片10未落料之前，检测料带上第二片叠片位置1、2、3、4四个位置的厚度。第一种情况：位置1厚度最薄，位置3厚度次薄；此时如果进一步降低叠片10厚薄差异对铁芯30高度影响，第二片叠片10应该相对第一叠片10不旋转，但这会导致相邻两层叠片10的弹片110之间不存在间隙，因此将第二叠片位置3旋转至第一叠片10位置1的角度，此时根据计算出的第二叠片位置3需要旋转的角度，控制第二片叠片10在工位3冲压，因此第二叠片10旋转后，凸键槽13能够对齐，并且相邻两层叠片10的弹片110错开。第二叠片10旋转后，计算堆叠后第一叠片10以及第二叠片10不同区域的总厚度，以便于计算第三叠片10需要旋转的角度，并记录第二叠片10上弹片110的位置。
在第二实施例中，本发明层叠铁芯的制造方法的制造过程中通过检测叠片10不同位置的厚度，根据叠片10不同位置的厚度设置料带上的其余叠片10位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片10旋转的角度，使叠片10不同位置的厚度差进行分散，则能够在保证凸键槽13对齐以及弹片110分布于多个插接槽40的前提下，进一步降低叠片10厚薄差异对铁芯30高度影响。
本发明还涉及层叠铁芯的制造过程中产生的叠片10、叠片10堆叠卡扣形成的铁芯30以及磁铁插入铁芯30的插接槽40后形成的电机。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种层叠铁芯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
料板排样：沿料带延伸方向设置一冲磁钢槽工位、多个缺口冲压工位以及一凸键槽冲压工位；
料板冲压：料带上一叠片位置在冲磁钢槽工位冲压形成多个磁钢槽，并且至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片；料带在一个缺口冲压工位冲压形成多个缺口，再经过凸键槽冲压工位冲压，所述凸键槽冲压工位一次能够冲压多个凸键，但由于缺口的存在，导致多个凸键只保留至少一个，其余凸键的边缘被缺口覆盖形成凸键槽；
多次冲压：料带上的其余叠片位置均经过磁钢槽工位、其余冲压工位中的一个以及凸键槽冲压工位，沿送料方向的多个叠片位置上均形成多个磁钢槽，并且至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片，沿送料方向的多个磁钢槽中弹片角度固定不变，沿送料方向的多个凸键槽存在角度差；
落料：通过冲压使料带上的叠片位置与料带分离形成叠片；
旋转堆叠：将每一叠片旋转与另一叠片卡扣形成铁芯，此时多个叠片的凸键槽对齐，多个叠片的多个磁钢槽对齐形成多个插接槽，多个叠片的弹片由于旋转分布于多个插接槽中，每一插接槽中存有多个弹片，相邻两弹片之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的层叠铁芯的制造方法，其特征在于：所述层叠铁芯的制造方法还包括降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响的步骤，所述降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响步骤具体为：对料带上叠片位置进行多点检测，检测叠片不同位置的厚度，根据叠片不同位置的厚度设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片旋转的角度，使叠片不同位置的厚度差进行分散，降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响。
3.根据权利要求2所述的层叠铁芯的制造方法，其特征在于：在降低叠片厚薄差异对铁芯高度影响步骤中，设置料带上的其余叠片位置经过其余冲压工位的顺序以及叠片旋转的角度时，凸键槽对齐以及弹片分布于多个插接槽中的优先级大于厚度差分散。
4.根据权利要求3所述的层叠铁芯的制造方法，其特征在于：所述旋转堆叠步骤中，在满足凸键槽对齐以及弹片分布于多个插接槽中的前提下，下一叠片旋转的角度为所述堆叠前铁芯的总厚度最厚区域和下一叠片最薄区域的夹角。
5.根据权利要求1所述的层叠铁芯的制造方法，其特征在于：每一所述缺口冲压工位一次冲压的缺口数量比所述凸键槽冲压工位一次能够冲压的凸起数量少一个。
6.一种叠片，设有多个磁钢槽，其特征在于：至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片。
7.根据权利要求6所述的叠片，其特征在于：所述叠片还设有凸键槽，多个所述磁钢槽环绕所述凸键槽。
8.一种铁芯，包括多个叠片，多个叠片相互卡扣连接，每一叠片设有多个磁钢槽，多个叠片的磁钢槽形成插接槽，其特征在于：每一叠片的至少一所述磁钢槽中形成弹片，至少一所述磁钢槽中不存在弹片，多个叠片的弹片分布于多个插接槽中，每一插接槽中存有多个弹片，相邻两叠片的弹片位于不同高度。
9.根据权利要求8所述的铁芯，其特征在于：所述叠片设有凸键槽，多个所述叠片的凸键槽对齐形成安装槽。
10.一种电机，包括磁铁，其特征在于：所述电机还包括如权利要求8-9任意一项所述的铁芯，所述磁铁插接于所述插接槽并与所述弹片卡扣。
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2022
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| CN117060619B (zh) * | 2023-10-11 | 2024-03-01 | 天蔚蓝电驱动科技(江苏)有限公司 | 铁芯叠、转子和电机 |
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Application publication date: 20221122 Assignee: Jiangsu Baohan Leasing Co.,Ltd. Assignor: SUZHOU FIND-STAMPING MACHINERY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980035464 Denomination of invention: A manufacturing method for laminated iron cores Granted publication date: 20230124 License type: Exclusive License Record date: 20230515 |
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Denomination of invention: A manufacturing method for laminated iron cores Effective date of registration: 20230517 Granted publication date: 20230124 Pledgee: Jiangsu Baohan Leasing Co.,Ltd. Pledgor: SUZHOU FIND-STAMPING MACHINERY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980040709 |
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