CN115673126A - 一种电机定子的铆轴机构及其铆轴方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机定子的铆轴机构，包括定位模具和上冲头模具；定位模具包括下冲头固定座、用于对轴进行定位的下冲头和用于对电机定子壁定位的定位装置；定位装置设置在下冲头固定座内部并伸出下冲头固定座的端面；下冲头设置在下冲头固定座上并开设有用于放置轴的定位通孔；上冲头模具位于定位模具上方并包括模柄、与下冲头数量相等的上冲头、上冲头固定座和卸料座；上冲头与下冲头相对；卸料座内部设置有用于储存废料的储废料空间；上冲头设置在上冲头固定座并分别开设有通道，每个上冲头的通道均与储废料空间连通。本发明可实现电机定子壁和轴的一次性铆压加工，从而保证铆轴精度和质量，另外，该铆轴机构可收集金属屑的废料。
Description
技术领域
本发明涉及电机定子组装技术领域，更具体地说，涉及一种电机定子的铆轴机构及其铆轴方法。
背景技术
现有的工业制造中，电机的定子制造装配一般都需要对定子进行铆轴作业。在一些电机的制造中，传统的作业中主要通过人工实现各个部件的上料，再操作相应机械进行铆轴作业。这种作业方式人工投入大，工作人员的劳动强度大，而且作业效率低，不利于降低生产成本，同时也不利于实现工作机械化自动化作业。
随着工业技术的不断发展，为了节约人力和提高生产效率，电机定子的铆轴工序已经采用自动化设备加工。现有的电机定子铆轴加工时，需要先通过开孔机对电机定子壁开设预置孔，将轴铆压在电机定子壁的预置孔，使电机定子壁的钢片产生可控制的塑性变形，实现定子的铆轴工艺。由于电机定子壁的预置孔与轴的定位和铆压是二次加工，存在一定误差，所以导致同心度和垂直度一直欠佳，不仅影响电机定子的加工质量，影响电机的工作性能，而且需要人工进行繁琐的对位定位操作，导致加工效率低。另外，电机定子壁的预置孔工序一般是不具备处理加工废屑的功能，电机定子壁开设预制孔后的金属屑的废料对环境造成污染。
同时，现有铆轴设备大多采用夹具工装对电机定子壁进行定位，不仅使得铆轴设备的机械结构复杂，而且难以保证每次定位的一致性。而且，现有的铆压座不具有出料的功能，也大大降低电机定子铆轴加工的便利性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种电机定子的铆轴机构，该铆轴机构可实现电机定子壁和轴的一次性铆压加工，从而保证铆轴精度和质量，另外，该铆轴机构在铆压过程中可收集金属屑的废料，从而提高加工效率和实用性。本发明还提供一种高效、可靠和环保的铆轴方法，从而提高电机定子的铆轴精度。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种电机定子的铆轴机构，其特征在于：包括：
用于对电机定子壁和轴进行定位的定位模具；
和用于对定位在定位模具的电机定子壁和轴进行冲压铆接并收集冲压后金属屑的废料的上冲头模具；
所述定位模具包括下冲头固定座、用于对轴进行定位的下冲头和用于对电机定子壁定位的定位装置；所述定位装置设置在下冲头固定座内部并伸出下冲头固定座的端面；所述下冲头设置在下冲头固定座上并开设有用于放置轴的定位通孔；
所述上冲头模具位于定位模具上方，并包括用于与外部冲床连接的模柄、与下冲头数量相等的上冲头、上冲头固定座和卸料座；所述模柄、卸料座和上冲头固定座依次连接；所述上冲头与下冲头相对；所述卸料座内部设置有用于储存废料的储废料空间；若干个上冲头设置在上冲头固定座并分别开设有通道，每个上冲头的通道均与储废料空间连通。
在定子铆轴过程中，采用上述方案的上冲头模具对定位在定位模具的电机定子壁和轴进行冲压铆接，可将冲压铆接的废料顶进每个上冲头的通道，最后将废料顶进储废料空间，使得铆压过程中可便于收集金属屑的废料。另外，采用该上冲头模具铆轴加工是无需对电机定子壁开设预置孔，电机定子壁也无需二次定位，本发明铆压过程中，该上冲头模具直接对电机定子壁和轴冲压铆接并收集电机定子壁金属屑的废料，一次性加工完成电机定子壁的冲孔、与轴铆接和收集金属屑的废料的多个工序，从而不仅提高加工效率，而且一步加工完成可大大提高铆轴精度和质量，以提高加工后续组装电机的工作性能。
所述卸料座设置有排料端接口和用于与外部供气设备连接的进气端接口；所述排料端和进气端分别与储废料空间连通。
所述上冲头模具还包括进气管和排料管；所述进气管的一端通过进气端接口与储废料空间连通，另一端用于与外部供气设备连接；所述排料管的一端通过排料端接口与储废料空间连通；
所述进气管、储废料空间和排料管作为排料通道。
所述上冲头固定座设置定位导柱；所述下冲头固定座设置有用于与定位导柱配合定位的定位导套；所述定位导柱与定位导套相对。该定位导柱和定位导套的设计可保证上冲头模具冲压的直线度。
所述定位模具还包括依次与下冲头固定座可拆卸连接的垫板和底座；所述定位装置包括定位柱、定位部和复位弹簧；所述定位柱设置在下冲头固定座内部，其端部伸出下冲头固定座的端面；所述复位弹簧一端与定位柱连接，另一端与垫板连接；所述定位部设置在下冲头固定座上；所述定位柱伸出下冲头固定座端面的端部与电机定子壁的定位孔相匹配。
所述下冲头的定位通孔设置有下冲头垫块；
所述下冲头的定位通孔为下端大通孔和上端小通孔的结构；所述定位通孔的上端小通孔作为轴的定位空间；所述下冲头垫块设置在定位通孔的下端大通孔，并托持放置在上端小通孔的轴。下冲头垫块不仅对轴起到托持的作用，而且可控制铆接后轴的外露尺寸。
所述定位模具还包括用于对铆轴后的电机定子进行出料的顶料装置；所述顶料装置设置在底座并穿设在垫板和下冲头固定座，顶料时，顶料装置可伸出下冲头固定座的端面。
所述顶料装置包括顶料杆、顶料复位弹簧、顶料盘和顶料气缸；所述顶料盘设置在底座内部，顶料复位弹簧一端与顶料盘连接，另一端与垫板相抵；所述顶料杆一端与顶料盘连接，另一端穿设在垫板和下冲头固定座；所述顶料气缸设置在底座上，其驱动端与顶料盘相对；
或者，所述顶料装置包括顶料杆、顶料复位弹簧、顶料盘、顶料气缸和用于驱动底座移动的横向移动装置；所述顶料盘设置在底座内部，顶料复位弹簧一端与顶料盘连接，另一端与垫板相抵；所述顶料杆一端与顶料盘连接，另一端穿设垫板和下冲头固定座；
所述横向移动装置包括滑板和横向移动气缸；所述横向移动气缸设置在滑板上并与底座连接，实现驱动底座在滑板上滑动；所述顶料气缸设置在滑板上，滑板对应顶料气缸驱动端处开设有孔一，底座对应顶料盘处开设有孔二，顶料气缸的驱动端与顶料盘相对。横向移动装置可驱动底座移动，可实现电机定子壁和轴的进料工序和铆压工序交替进行，从而提高铆轴的加工效率。
一种电机定子的铆轴方法，其特征在于：设置定位模具和上冲头模具；
所述定位模具设置用于轴定位的下冲头和用于电机定子壁定位的定位装置；所述上冲头模具设置有与下冲头数量相等的上冲头和具有储废料空间的卸料座；所述上冲头开设有与储废料空间连通的通道；
该电机定子的铆轴方法通过定位装置对电机定子壁的中部和定位孔进行卡设，通过下冲头定位孔对轴进行定位；控制上冲头下降对定位在定位装置和下冲头的电机定子壁和轴进行冲压铆接，实现电机定子的铆轴；铆轴过程中，冲压铆接的废料被顶进每个上冲头的通道，后续每次冲压铆接的废料依次对之前的废料向上顶，最后将废料顶进储废料空间，实现电机定子铆轴时同步对金属屑的废料进行收集。
在上述方案中，电机定子壁和轴的定位方式简单，不仅简化机械结构，而且可保证定位的统一性，从而保证每个铆轴后电机定子质量和精度的一致性，适用于批量加工。另外，该铆轴方法一次性冲压铆接加工的方式不仅可实现电机定子快速和可靠铆轴，而且可收集处理金属屑的废料，从而达到环保加工的效果。
在定位模具设置顶料装置；
当电机定子铆轴完成后，控制顶料装置上升对铆轴后的电机定子产品顶出出料；在卸料座通入气体对储废料空间内收集的金属屑的废料进行排料。
该铆轴方法还可实现自动出料功能以及废料排料的功能。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明电机定子的铆轴机构可实现电机定子壁和轴的一次性铆压加工，从而保证铆轴精度和质量。
2、本发明铆轴机构在铆压过程中可收集金属屑的废料，从而提高加工效率和实用性。
3、本发明电机定子的铆轴方法高效、可靠和环保，从而提高电机定子的铆轴精度。
附图说明
图1是本发明上冲头模具的内部示意图；
图2是本发明上冲头模具的示意图(图中进气管和排料管未图示)；
图3是本发明上冲头模具的爆炸图(图中进气管和排料管未图示)；
图4是本发明定位模具的内部示意图；
图5是本发明定位模具的爆炸图；
图6是本发明定位模具中下冲头固定座端面的示意图；
图7是铆轴后电机定子的示意图；
其中，1为上冲头模具、1.1为模柄、1.2为卸料座、1.2.1为储废料空间、1.2.2为连接通道、1.3为上冲头、1.3.1为通道、1.4为上冲头固定座、1.5为定位导柱、1.6为进气端接口、1.7为排料端接口、1.8为进气管、1.9为排料管、2为定位模具、2.1为定位柱、2.2为复位弹簧、2.3为下冲头、2.4为下冲头固定座、2.5为下冲头垫块、2.6为垫板、2.7为顶料杆、2.8为底座、2.9为顶料复位弹簧、2.10为顶料盘、2.11为滑板、2.12为顶料气缸、2.13为定位导套、2.14为横向移动气缸、2.15为定位部、3为电机定子壁、3.1为定位孔、4为轴、5为废料、6为废料收集容器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
如图1至7所示，本发明电机定子的铆轴机构，包括：
用于对电机定子壁3和轴4进行定位的定位模具2；
和用于对定位在定位模具2的电机定子壁3和轴4进行冲压铆接并收集冲压后金属屑的废料5的上冲头模具1。
具体地说，上冲头模具1包括模柄1.1、若干个上冲头1.3、上冲头固定座1.4和卸料座1.2，其中，模柄1.1、卸料座1.2和上冲头固定座1.4依次可拆卸连接，卸料座1.2的内部设置有用于储存废料5的储废料空间1.2.1，若干个上冲头1.3设置在上冲头固定座1.4并分别开设有通道1.3.1，每个上冲头1.3的通道1.3.1均与储废料空间1.2.1连通。
上述每个上冲头1.3的通道1.3.1均与储废料空间1.2.1连通是指：卸料座1.2开设有与上冲头1.3数量相等的连接通道1.2.2，该连接通道1.2.2分别与上冲头1.3的通道1.3.1和储废料空间1.2.1连通。
该卸料座1.2还设置有排料端接口1.7和用于与外部供气设备连接的进气端接口1.6，该冲头模具还包括进气管1.8和排料管1.9，其中，进气管1.8的一端通过进气端接口1.6与储废料空间1.2.1连通，另一端用于与外部供气设备连接；排料管1.9的一端通过排料端接口1.7与储废料空间1.2.1连通，另一端可以连接废料收集容器6，对废料5进行收集处理。另外，该上冲头模具1的模柄1.1与外部冲床连接。
本发明的定位模具2包括底座2.8、垫板2.6、下冲头固定座2.4、用于对轴4进行定位的下冲头2.3、用于对电机定子壁3定位的定位装置和用于对铆轴后的电机定子进行出料的顶料装置，其中，上冲头1.3与下冲头2.3相对，底座2.8、垫板2.6和下冲头固定座2.4依次可拆卸连接，定位装置设置在下冲头固定座2.4内部并伸出下冲头固定座2.4的端面，而下冲头2.3设置在下冲头固定座2.4上并开设有用于放置轴4的定位通孔。该顶料装置设置在底座2.8并穿设在垫板2.6和下冲头固定座2.4，顶料时，顶料装置可伸出下冲头固定座2.4的端面。
本发明的上冲头固定座1.4设置有定位导柱1.5，下冲头固定座2.4设置有用于与定位导柱1.5配合定位的定位导套2.13，定位导柱1.5与定位导套2.13相对。该定位导柱1.5和定位导套2.13的设计可保证上冲头模具1冲压的直线度。
本发明的定位装置包括定位柱2.1、复位弹簧2.2和定位部2.15，其中，定位部2.15设置在下冲头固定座2.4上，与电机定子壁3的中部匹配，定位柱2.1设置在下冲头固定座2.4内部，其端部伸出下冲头固定座2.4的端面，定位柱2.1伸出下冲头固定座2.4端面的端部与电机定子壁3的定位孔3.1相匹配。而复位弹簧2.2一端与定位柱2.1连接，另一端与垫板2.6连接。
本发明的下冲头2.3的定位通孔设置有下冲头垫块2.5。该下冲头垫块2.5不仅对轴4起到托持的作用，而且可控制铆接后轴4的外露尺寸。该下冲头2.3的定位通孔为下端大通孔和上端小通孔的结构，其中，定位通孔的上端小通孔作为轴4的定位空间，下冲头垫块2.5设置在定位通孔的下端大通孔，并托持放置在上端小通孔的轴4。
本发明的顶料装置包括顶料杆2.7、顶料复位弹簧2.9、顶料盘2.10、顶料气缸2.12和用于驱动底座移动的横向移动装置，其中，顶料盘2.10设置在底座2.8内部，顶料复位弹簧2.9的一端与顶料盘2.10连接，另一端与垫板2.6相抵，顶料杆2.7的一端与顶料盘2.10连接，另一端穿设在垫板2.6和下冲头固定座2.4。而横向移动装置包括滑板2.11和横向移动气缸2.14，其中，横向移动气缸2.14设置在滑板2.11上并与底座2.8连接，实现驱动底座2.8在滑板2.11上滑动，顶料气缸2.12设置在滑板2.11上，滑板2.11对应顶料气缸2.12驱动端处开设有孔一，底座2.8对应顶料盘2.10处开设有孔二，顶料气缸2.12的驱动端与顶料盘2.11相对。
本发明的横向移动装置可驱动底座2.8移动，可实现电机定子壁3和轴4的进料工序和铆压工序交替进行，当进行铆压工序时，控制横向移动装置驱动底座2.8使得上冲头1.3与下冲头2.3对接即可进行铆轴工序，这样可以提高铆轴的加工效率。当电机定子壁3和轴4进料工序完成后，横向移动气缸2.14驱动底座2.8滑动至相对顶料气缸2.12处，顶料气缸2.12的驱动端与顶料盘2.11相对，在电机定子完成铆轴工序后，顶料气缸2.12驱动顶料盘2.10上的顶料杆2.7，可将电机定子产品从定位柱2.1上平稳顶出，从而提高加工的便利性。
本发明电机定子的铆轴方法是这样的：通过定位装置对电机定子壁3的中部和定位孔3.1进行卡设，通过下冲头2.3定位孔对轴4进行定位。通过控制外部冲床控制与模柄1.1连接的上冲头1.3下降对定位在定位装置和下冲头2.3的电机定子壁3和轴4进行冲压铆接，实现电机定子的铆轴；铆轴过程中，冲压铆接的废料5被顶进每个上冲头1.3的通道1.3.1，后续每次冲压铆接的废料5依次对之前的废料5向上顶，最后将废料5顶进储废料空间1.2.1，实现电机定子铆轴时同步对金属屑的废料5进行收集。当电机定子铆轴完成后，控制顶料装置上升对铆轴后的电机定子产品顶出出料。在卸料座1.2通入高速气体对储废料空间1.2.1内收集的金属屑的废料5进行废料5的排料。
本发明电机定子壁3和轴4的定位方式简单，不仅简化机械结构，而且可保证定位的统一性，从而保证每个铆轴后电机定子质量和精度的一致性，适用于批量加工。另外，该铆轴方法一次性冲压铆接加工的方式不仅可实现电机定子快速和可靠铆轴，而且可收集处理金属屑的废料5，从而达到环保加工的效果。
在定子铆轴过程中，采用上述方案的上冲头模具1对定位在定位模具2的电机定子壁3和轴4进行冲压铆接，可将冲压铆接的废料5顶进每个上冲头1.3的通道1.3.1，最后将废料5顶进储废料空间1.2.1，使得铆压过程中可便于收集金属屑的废料5。另外，采用该上冲头模具1铆轴加工是无需对电机定子壁3开设预置孔，电机定子壁3也无需二次定位，本发明铆压过程中，该上冲头模具1直接对电机定子壁3和轴4冲压铆接并收集电机定子壁3金属屑的废料5，一次性加工完成电机定子壁3的冲孔、与轴4铆接和收集金属屑的废料5的多个工序，从而不仅提高加工效率，而且一步加工完成可大大提高铆轴精度和质量，以提高加工后续组装电机的工作性能。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处仅在于：本发明的顶料装置包括顶料杆、顶料复位弹簧、顶料盘和顶料气缸，其中，顶料盘设置在底座内部，顶料复位弹簧一端与顶料盘连接，另一端与垫板相抵。而顶料杆一端与顶料盘连接，另一端穿设垫板和下冲头固定座，顶料气缸设置在底座上，其驱动端与顶料盘相对。
本实施例的其它结构与实施例一一致。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电机定子的铆轴机构，其特征在于：包括：
用于对电机定子壁和轴进行定位的定位模具；
和用于对定位在定位模具的电机定子壁和轴进行冲压铆接并收集冲压后金属屑的废料的上冲头模具；
所述定位模具包括下冲头固定座、用于对轴进行定位的下冲头和用于对电机定子壁定位的定位装置；所述定位装置设置在下冲头固定座内部并伸出下冲头固定座的端面；所述下冲头设置在下冲头固定座上并开设有用于放置轴的定位通孔；
所述上冲头模具位于定位模具上方，并包括用于与外部冲床连接的模柄、与下冲头数量相等的上冲头、上冲头固定座和卸料座；所述模柄、卸料座和上冲头固定座依次连接；所述上冲头与下冲头相对；所述卸料座内部设置有用于储存废料的储废料空间；若干个上冲头设置在上冲头固定座并分别开设有通道，每个上冲头的通道均与储废料空间连通。
2.根据权利要求1所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述卸料座设置有排料端接口和用于与外部供气设备连接的进气端接口；所述排料端和进气端分别与储废料空间连通。
3.根据权利要求2所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述上冲头模具还包括进气管和排料管；所述进气管的一端通过进气端接口与储废料空间连通，另一端用于与外部供气设备连接；所述排料管的一端通过排料端接口与储废料空间连通；
所述进气管、储废料空间和排料管作为排料通道。
4.根据权利要求1所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述上冲头固定座设置定位导柱；所述下冲头固定座设置有用于与定位导柱配合定位的定位导套；所述定位导柱与定位导套相对。
5.根据权利要求1所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述定位模具还包括依次与下冲头固定座可拆卸连接的垫板和底座；所述定位装置包括定位柱、定位部和复位弹簧；所述定位柱设置在下冲头固定座内部，其端部伸出下冲头固定座的端面；所述复位弹簧一端与定位柱连接，另一端与垫板连接；所述定位部设置在下冲头固定座上；所述定位柱伸出下冲头固定座端面的端部与电机定子壁的定位孔相匹配。
6.根据权利要求1所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述下冲头的定位通孔设置有下冲头垫块；
所述下冲头的定位通孔为下端大通孔和上端小通孔的结构；所述定位通孔的上端小通孔作为轴的定位空间；所述下冲头垫块设置在定位通孔的下端大通孔，并托持放置在上端小通孔的轴。
7.根据权利要求5所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述定位模具还包括用于对铆轴后的电机定子进行出料的顶料装置；所述顶料装置设置在底座并穿设在垫板和下冲头固定座，顶料时，顶料装置可伸出下冲头固定座的端面。
8.根据权利要求7所述的电机定子的铆轴机构，其特征在于：所述顶料装置包括顶料杆、顶料复位弹簧、顶料盘和顶料气缸；所述顶料盘设置在底座内部，顶料复位弹簧一端与顶料盘连接，另一端与垫板相抵；所述顶料杆一端与顶料盘连接，另一端穿设在垫板和下冲头固定座；所述顶料气缸设置在底座上，其驱动端与顶料盘相对；
或者，所述顶料装置包括顶料杆、顶料复位弹簧、顶料盘、顶料气缸和用于驱动底座移动的横向移动装置；所述顶料盘设置在底座内部，顶料复位弹簧一端与顶料盘连接，另一端与垫板相抵；所述顶料杆一端与顶料盘连接，另一端穿设垫板和下冲头固定座；
所述横向移动装置包括滑板和横向移动气缸；所述横向移动气缸设置在滑板上并与底座连接，实现驱动底座在滑板上滑动；所述顶料气缸设置在滑板上，滑板对应顶料气缸驱动端处开设有孔一，底座对应顶料盘处开设有孔二，顶料气缸的驱动端与顶料盘相对。
9.一种电机定子的铆轴方法，其特征在于：设置定位模具和上冲头模具；所述定位模具设置用于轴定位的下冲头和用于电机定子壁定位的定位装置；所述上冲头模具设置有与下冲头数量相等的上冲头和具有储废料空间的卸料座；所述上冲头开设有与储废料空间连通的通道；
该电机定子的铆轴方法通过定位装置对电机定子壁的中部和定位孔进行卡设，通过下冲头定位孔对轴进行定位；控制上冲头下降对定位在定位装置和下冲头的电机定子壁和轴进行冲压铆接，实现电机定子的铆轴；铆轴过程中，冲压铆接的废料被顶进每个上冲头的通道，后续每次冲压铆接的废料依次对之前的废料向上顶，最后将废料顶进储废料空间，实现电机定子铆轴时同步对金属屑的废料进行收集。
10.根据权利要求9所述的电机定子的铆轴方法，其特征在于：在定位模具设置顶料装置；
当电机定子铆轴完成后，控制顶料装置上升对铆轴后的电机定子产品顶出出料；在卸料座通入气体对储废料空间内收集的金属屑的废料进行排料。
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