CN117356020A - 具有加热粘合的叠片铁芯制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置，其特征在于，包括下模(10)，所述下模(10)包括多个冲孔模(11)、安装在冲孔模(11)一侧的涂胶单元(12)以及安装在涂胶单元(12)一侧的层压单元(13)；上模(20)，所述上模(20)包括多个设置在冲孔模(11)上方的冲孔冲头(21)和设置在层压单元(13)上方的下料冲头(22)；以及SB钢带(102)，所述SB钢带(102)连续送料至下模(10)的上部，用于通过冲孔冲头(21)和下料冲头(22)的操作形成层状构件(101)，其中，层压单元(13)包括下料模(131)、安装在下料模(131)下部的挤压环(132)以及安装在挤压环(132)下部的第一加热单元(135)，层压单元(13)在挤压环(132)的内径表面对层状构件(101)进行层压，以制造叠片铁芯(100)。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为电机转子或定子主要部件的叠片铁芯的制造装置。更具体地，本发明涉及一种当使用具有在其中形成粘合层的电工钢片制造叠片铁芯时能够轻松分离叠片铁芯并防止叠片铁芯在模具中过热和损坏的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置，以及一种具有加热粘合的叠片铁芯制造方法。
背景技术
一般来说，电机转子或定子的铁芯是采用压力机连续加工和堆叠薄电工钢带制造的。用于转子或定子的叠片铁芯只有在铁芯片彼此牢固粘合时才能形成成品。每个铁芯片都是通过加工连续送料至压力机的钢带来制造的。每个铁芯片都要经历冲孔工序(包括若干步骤)和从钢带上裁切形状的下料工序，下料后的铁芯片称为层状构件。层状构件依次堆叠在安装在下料模内的挤压环中并向下顶出。
使层状构件相互粘合的传统方法主要包括压纹法和粘合法。压纹法是在处理层状构件时在层状构件表面上形成多个压纹，以耦合层状构件之间的压纹。已知压纹法会在压纹形状的耦合部分导致铁损和较低的磁通密度，并降低电机的效率。
粘合法是当在下料工序中堆叠层状构件时，将粘合剂涂在送料至压模的钢带上，以使用粘合剂将层状构件相互粘接。第2005-269732号日本专利公开、第8,474,129号美国专利、第10-1729289号韩国专利、第10-1618708号韩国专利等公开了一种使用粘合剂粘合层状构件来制造叠片铁芯的技术。所述粘合法将粘合剂局部涂在层状构件上。因此，当层状构件之间的粘性不足时，层状构件之间难以保持牢固的结合，进而导致叠片铁芯质量或效率降低。
为解决上述问题，第10-2018-0021624号韩国专利公开、第10-1861435号韩国专利、第10-1803905号韩国专利等公开了一种使用电工钢片来制造叠片铁芯的装置，所述电工钢片具有完全在钢带一侧形成的粘合层，即，自粘结电工钢片(以下简称“SB钢片”)。所述装置具有的结构可在使用SB钢片制造叠片铁芯时，在模具中对涂覆在SB钢片上的粘合层进行加热和固化。
但是，一般来说，需要在约180-250℃的高温下才能够热固化SB钢片的涂层。当在如此高的温度下加热时，模具或叠片铁芯会发生热膨胀，这给设计相应的模具造成了困难。此外，当采用高频感应加热作为加热方法时，热量集中在叠片铁芯中具有特定形状的区域(比如，插入磁铁的区域或齿状区域)，从而烧毁部分产品。
同时，第10-1803905号和第10-1861435号韩国专利公开了一种技术，即将SB钢片加工成层状构件，将层状构件在模具中堆叠和加热，并插入具有突出物(用于分离产品，以区分某个铁芯产品和其他产品)的层状构件。该方法将叠片铁芯在模具中加热并顶出，从而将用于分离的层状构件粘附到叠片铁芯的最终产品上。因此，进一步需要一种将用于分离的层状构件与叠片铁芯产品分离的工艺。该工艺难以实现自动化，大大降低了生产率，而且分离后用于分离的层状构件需要丢弃，造成了材料的损失。
因此，为解决上述问题，本发明人提出了一种当使用SB钢片制造叠片铁芯时(无论SB钢片上是否涂有粘合剂)均能够轻松分离叠片铁芯产品、同时还可防止因在模具中高温加热SB钢片而导致的产品缺陷的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置，以及一种具有加热粘合的叠片铁芯制造方法。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种能够轻松分离使用SB钢片制造的叠片铁芯的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置。
本发明的另一目的是提供一种即使在使用SB钢片制造叠片铁芯时能够防止叠片铁芯在压力机的高温下燃烧的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置。
本发明的又一目的是提供一种新的使用SB钢片制造叠片铁芯的方法。
可通过如下所述的本发明描述轻松实现本发明的上述和其他固有目的。
技术方案
本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置，其特征在于，包括下模10，所述下模10包括多个冲孔模11、安装在冲孔模11一侧的涂胶单元12和安装在涂胶单元12一侧的层压单元13；上模20，所述上模20包括多个设置在冲孔模11上方的冲孔冲头21和设置在层压单元13上方的下料冲头22；SB钢带102，所述SB钢带102连续送料至下模10的上部，用于通过冲孔冲头21和下料冲头22的操作形成层状构件101，其中，层压单元13包括下料模131、安装在下料模131下部的挤压环132和安装在挤压环132下部的第一加热单元135，层压单元13在挤压环132的内径表面对层状构件101进行层压，以制造叠片铁芯100。
在本发明中，所述装置可还包括安装在层压单元13下部的背压单元14，背压单元14包括用于支撑在挤压环132中层压的叠片铁芯100下部的背压板141；用于上下移动背压板141的背压缸142；以及与背压板141下部连接由背压缸142上下移动的活塞杆143。
在本发明中，优选地，所述装置还包括安装在下模10一侧的第二加热单元17，其中，第二加热单元17包括用于定位其上叠片铁芯100的加热夹具171和在加热夹具171上方上下移动的感应加热器172，其中，加热夹具171包括夹具体171A和从夹具体171A向上伸出并穿过叠片铁芯100内径的加热棒171B。
在本发明中，优选地，加热棒171B的高度大于叠片铁芯100的高度。
本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造方法包括冲压工序，用于在顺序传送的SB钢带102上逐步形成层状构件101的形状；涂覆工序，用于在形成层状构件101形状的SB钢带102的表面涂粘合剂；下料工序，用于对SB钢带102进行下料，以使层状构件101形成片状，并对层状构件101进行层压和加热，以固化粘合剂；以及后加热工序，用于固化涂在层状构件101表面上的粘合层101B。
在本发明中，优选地，所述后加热工序通过重复以下步骤加热叠片铁芯100：对加热夹具171中穿过叠片铁芯100内径的加热棒171B进行感应加热；依次对叠片铁芯100的上部和下部进行感应加热。
发明的效果
本发明可将使用SB钢片制造的叠片铁芯轻松分离，从而缩短制造时间、降低生产成本。此外，即使在使用SB钢片制造叠片铁芯时，本发明也能防止叠片铁芯在压力机的高温下燃烧，并提高垂直度、同心度等形状公差，从而提高产品质量、降低制造成本。
附图说明
图1是SB钢带的透视图；
图2是由SB钢带制造的层状构件的透视图；
图3是通过堆叠层状构件制造的叠片铁芯的透视图；
图4是本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置的示意图；
图5是本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置中背压单元的操作步骤的示意图；
图6是本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置中后加热工序的示意图。
下面将结合附图对本发明进行详细说明。
具体实施方式
图1是SB钢带102的透视图；图2是由SB钢带制造的层状构件的透视图；图3是通过堆叠层状构件制造的叠片铁芯的透视图；图4是本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置1的示意图。
综合参照图1至图4，本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置1是具有下模10和上模20的压力机，也是通过若干步骤加工连续送料的SB钢带102来制造叠片铁芯100的装置。
SB钢带102具有粘合层102B，其中，在电工钢带102的一侧涂有粘合剂，如图1所示。SB钢带102连续送料至下模10的上部。SB钢带沿图纸上方向f送料。上模20位于下模上方，沿图纸上方向v。对于每道工序，SB钢带102沿送料方向传送一个节距，当SB钢带传送一个节距时，上模20下降，对SB钢带102冲压成型。本发明所述装置使用图1中的SB钢带102形成图2中具有铁芯片101A和粘合层101B的层状构件101，并将层状构件101层压制成如图3所示的叠片铁芯100。图3显示了叠片铁芯100为定子铁芯，具有齿部100A和槽部100B，但不限于此。本发明所述的叠片铁芯100可以是转子铁芯，也可以是定子铁芯。
在下模10中，沿进展方向(方向f)依次安装多个冲孔模11、涂胶单元12和层压单元13。在上模20中，安装与冲孔模11的位置相对应的冲孔冲头21和与层压单元13的位置相对应的下料冲头22。
冲孔模11的数量取决于冲孔工序的数量。图4显示了安装有三个冲孔模的示例。冲孔冲头21安装在冲孔模11上方，按顺序对通过冲孔模11上部的SB钢带102进行冲孔。
涂胶单元12将粘合剂涂在冲孔工序中形成的层状构件表面。涂胶喷嘴121接触层状构件表面并在层状构件表面上涂粘合剂。待涂粘合剂存放在供胶部件122中，供胶部件122安装在下模10的内部或一侧。粘合剂通过用于连接涂胶喷嘴121和供胶部件122的供胶路径123，从供胶部件122供应至涂胶喷嘴121，并涂于层状构件表面。
层压单元13包括下料模131，所述下料模131安装在上模20的下料冲头22下方。挤压环132安装在下料模131的下部。下料冲头22通过下料从SB钢带102中冲出放置在下料模131上的层状构件101。将通过下料从SB钢带102中冲出的层状构件101在挤压环132的内径表面进行堆叠，并由后续依次堆叠的下一片层状构件向下推。
可通过单独的旋转驱动设备(未显示)旋转安装挤压环132。在挤压环132外径的一侧安装有旋转支撑件133，以支撑挤压环132的旋转，在挤压环132与旋转支撑件133之间安装有轴承134，以使挤压环132在旋转支撑件133内旋转。当层状构件101在挤压环132中进行下料和层压时，旋转挤压环132使层状构件以一定角度旋转的同时进行堆叠，以避免工艺偏差累积。即，在挤压环132内层压层状构件，并将挤压环132以一定角度旋转，再在挤压环132上堆叠下一片层状构件。
第一加热单元135安装在挤压环132的下部。在挤压环132中堆叠层状构件制造的并向下传送的叠片铁芯100在通过第一加热单元135时以一定温度加热。对于第一加热单元135，可使用各种加热方式。例如，可采用感应加热、热风加热、带加热器加热等不同加热方式。加热温度低于层状构件101粘合层101B固化的温度。所述温度优选为约40℃至约80℃。即，第一加热单元135固化由涂胶单元12涂在层状构件101表面的粘合剂，第一加热单元135不固化层状构件101的粘合层101B。
本发明所述的涂胶单元12和第一加热单元135用于使叠片铁芯彼此顺利分离。即，当在一定数量的层状构件表面上涂粘合剂时，不在特定的层状构件上涂粘合剂。例如，如果通过堆叠20片层状构件制造叠片铁芯100，则不在第1片层状构件上涂粘合剂，而是在从第2片层状构件到第20片层状构件上涂粘合剂。类似地，不在第21片层状构件上涂粘合剂，而是在从第22片层状构件至第40片层状构件上涂粘合剂。同样地，不在第41片层状构件上涂粘合剂，而是在从第42片层状构件至第60片层状构件上涂粘合剂。如果以这种方式涂覆粘合剂并加热，则粘合剂固化，相对于未涂粘合剂的层状构件从其上部和下部叠片铁芯分离出一个叠片铁芯产品，同时顶出此叠片铁芯产品。
背压单元14安装在层压单元13的下部。背压单元14支撑层压后的层状构件101的下部或叠片铁芯100。为此，背压单元14包括用于支撑层状构件101下部或叠片铁芯100的背压板141。背压板141安装在活塞杆143的上端，活塞杆143通过背压缸142上下移动。背压缸142的一侧安装有缸盖144，以覆盖活塞杆143的下部。
由背压板141支撑挤压环132的内径表面堆叠的多个层状构件的下部。图5显示了背压单元14的操作方法。图5是本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置1中背压单元14的操作步骤的示意图。
参照图5，通过下料形成层状构件并依次堆叠，并对下部持续施加压力。为了响应所述压力，背压板141支撑堆叠的层状构件的下部。图5的(a)部分显示了这种状态。背压板141安装在活塞杆143上，通过操作背压缸142上下移动。
如图5的(b)部分所示，当多个层状构件101堆叠为叠片铁芯100时，所述叠片铁芯通过第一加热单元135并向下排出。如图5的(c)部分所示，背压板141在装载叠片铁芯100时下降，并放置在顶出缸15的一侧。顶出缸15安装在层压单元13下方，并操作推杆151。如图5的(d)部分所示，推杆151由顶出缸15操作，推动叠片铁芯100。叠片铁芯100通过推杆151传送至传动部件16。传送部件16将叠片铁芯100传送至第二加热单元17，第二加热单元17用作传送设备，类似于带式输送机。
再次参照图4，第二加热单元17使叠片铁芯100层状构件101中形成的粘合层101B固化。由于如上所述粘合层101B在相对较高的温度下固化，如果在层压单元13中加热并固化粘合层，那么模具或产品可能会发生热膨胀，并且可能会因温度的突然变化而烧毁叠片铁芯。为了避免这种现象，本发明在下模10一侧安装的第二加热单元17中进行高温下加热叠片铁芯的后加热工序。
本发明所述的第二加热单元17包括用于定位其上叠片铁芯100的加热夹具171和安装在加热夹具171上方并可上下移动的感应加热器172。加热夹具171包括夹具体171A和由导电金属材料制成从夹具体171A向上伸出的加热棒171B。加热棒171B与叠片铁芯100的内径表面接触。加热棒171B的高度大于叠片铁芯100的高度。
感应加热器172可上下移动安装，优选为高频感应加热器。感应加热器172直接或间接加热叠片铁芯100，使叠片铁芯100的各部分均匀受热，并使粘合层101B完全固化。图6详细说明了具体情况。
图6是本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造装置1中第二加热单元17的后加热工序步骤的示意图。如图6的(a)部分所示，叠片铁芯100位于加热夹具171中，其上方设置有感应加热器172。如图6的(b)部分所示，当感应加热器172下降到加热棒171B的上部时，感应加热器172运行，加热加热棒171B。加热棒171B通过感应加热加热到一定温度，通过热传导加热叠片铁芯100的内径。然后，感应加热器172下降，依次加热如图6的(c)部分所示的叠片铁芯100的上部和外径，并加热如图6的(d)部分所示的叠片铁芯100的下部。然后，感应加热器172上升，再次加热叠片铁芯100和加热棒171B。如果以这种方式直接和间接加热叠片铁芯100，则叠片铁芯100可在高温下均匀加热，而不会发生损坏。
下面将按顺序说明在本发明所述的具有加热粘合的叠片铁芯制造设备1中制造叠片铁芯100的工序。
在冲孔工序，即第一道工序中，冲孔冲头21下降，对放置在冲孔模11上的SB钢带102进行冲孔。图4显示了三对冲孔冲头21和冲孔模11，但其数量不限于此。即，可根据待加工层状构件101的形状进行如图4所示的三个冲孔步骤，并且可执行比这些步骤更多或更少的步骤。
在涂覆工序中，将粘合剂涂在待成形的层状构件表面。在冲孔模11的一侧安装涂胶单元12。根据需要，可在上模20的冲孔冲头21的一侧安装涂胶单元12。涂胶单元12包括涂胶喷嘴121和供胶部件122。供胶部件122用于存放粘合剂，并通过供胶路径123与涂胶喷嘴121相连接。当上模20位于下止点处时，涂胶喷嘴121将粘合剂局部涂在SB电工钢片102形成层状构件101的部分上。
本发明所述的涂胶单元12所使用的粘合剂为低温固化粘合剂。本发明所述的低温固化是指粘合剂在相对较低的温度下固化的特性，而在SB钢带102中形成的粘合层102B在该温度下不会固化。由于SB钢带102的粘合层在约180-250℃的温度下固化，因此涂胶单元12中使用的粘合剂优选在约40-80℃的温度下固化。
在下料工序，即下一道工序中，层状构件101在层压单元13的下料模131中进行下料，并层压在挤压环132中。在挤压环132下部的第一加热单元135中以低温加热堆叠后的层状构件101，以固化由涂胶单元12涂在层状构件101上的粘合剂。当粘合剂固化时，层状构件分离成叠片铁芯100，同时从第一加热单元135中排出。分离后的叠片铁芯100由背压单元14和顶出缸15通过传送部件16传送至第二加热单元17。
在后加热工序，即下一道工序中，位于加热夹具171中的叠片铁芯100由上下移动的感应加热器172直接或间接加热。即，感应加热器172加热加热棒171B，加热后的加热棒171B加热叠片铁芯100的内径。此外，直接加热叠片铁芯100的同时，感应加热器172上下移动。该方法可以防止在叠片铁芯100中发生突然的热冲击或变形等。
如上所述对本发明进行了详细的说明，所述说明仅用于说明目的，本发明的范围由所附权利要求书界定。对本发明所作的简单修改或变更应解释为属于本发明的范围。此外，尽管权利要求包括用于参考的数字，但很明显，申请人并不打算将本发明的范围限制于此。
Claims (6)
1.一种具有加热粘合的叠片铁芯制造装置，其特征在于，
包括：
下模(10)，所述下模(10)包括多个冲孔模(11)、安装在冲孔模(11)一侧的涂胶单元(12)和安装在涂胶单元(12)一侧的层压单元(13)；
上模(20)，所述上模(20)包括多个设置在冲孔模(11)上方的冲孔冲头(21)和设置在层压单元(13)上方的下料冲头(22)；以及
SB钢带(102)，所述SB钢带(102)连续送料至下模(10)的上部，用于通过冲孔冲头(21)和下料冲头(22)的操作形成层状构件(101)，
其中，所述层压单元(13)包括下料模(131)、安装在下料模(131)下部的挤压环(132)和安装在挤压环(132)下部的第一加热单元(135)，所述层压单元(13)在挤压环(132)的内径表面对层状构件(101)进行层压，以制造叠片铁芯(100)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，
还包括安装在层压单元(13)下部的背压单元(14)，
所述背压单元(14)包括：
用于支撑在挤压环(132)中层压的叠片铁芯(100)下部的背压板(141)；
用于上下移动背压板(141)的背压缸(142)；以及
与背压板(141)下部连接由背压缸(142)上下移动的活塞杆(143)。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，
还包括安装在下模(10)一侧的第二加热单元(17)，其中，所述第二加热单元(17)包括用于定位其上叠片铁芯(100)的加热夹具(171)和在加热夹具(171)上方上下移动的感应加热器(172)，
所述加热夹具(171)包括夹具体(171A)和从夹具体(171A)向上伸出并穿过叠片铁芯(100)内径的加热棒(171B)。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，加热棒(171B)的高度大于叠片铁芯(100)的高度。
5.一种具有加热粘合的叠片铁芯制造方法，其特征在于，包括：
冲压工序，用于在顺序传送的SB钢带(102)上逐步形成层状构件(101)的形状；
涂覆工序，用于在形成层状构件(101)形状的SB钢带(102)的表面涂粘合剂；
下料工序，用于对SB钢带(102)进行下料，以使层状构件(101)形成片状，并对层状构件(101)进行层压和加热，以固化粘合剂；以及
后加热工序，用于固化涂在层状构件(101)表面上的粘合层(101B)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述后加热工序通过重复以下步骤加热叠片铁芯(100)：
对加热夹具(171)中穿过叠片铁芯(100)内径的加热棒(171B)进行感应加热；
依次对叠片铁芯(100)的上部和下部进行感应加热。
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