CN207868882U - 高速电机铸铜转子铁芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速电机铸铜转子铁芯，包括：设置有模具芯棒的模具底板，模具芯棒垂直设置于模具底板上；设置于模具底板上的底层锁模工艺冲片，底层锁模工艺冲片套接于模具芯棒，底层锁模工艺冲片为塑性锁模工艺冲片；设置于底层锁模工艺冲片上的若干个转子冲片，转子冲片套接于模具芯棒外侧；用于封顶的封顶锁模工艺冲片，设置于最上部的转子冲片上方，封顶锁模工艺冲片上方设有模具压板，封顶锁模工艺冲片为塑性锁模工艺冲片。通过较薄的转子冲片与锁模工艺冲片相组合，锁模工艺冲片发生形变后会持续保持与模具芯棒之间的过盈配合，冲片不会变得松散。

Description

高速电机铸铜转子铁芯

技术领域

本实用新型涉及电机设计技术领域，更具体地说，涉及一种高速电机铸铜转子铁芯。

背景技术

高速电机为减小电机铁耗，需要采用铁耗较低、厚度较薄(如0.20mm厚度)的硅钢片。而高速异步电机中，为了进一步减小转子损耗，采用铸铜转子能够有效减小转子铜耗。因此，在高速异步电机中，通过采用厚度较薄的冲片铁芯和铸铜鼠笼相结合的转子结构，能够有效的减小转子损耗、降低转子温升，是一种性能突出的高速异步电机转子结构。

转子冲片需要先叠压成转子铁芯，并要求叠压而成的转子铁芯具有相应的定位精度和结构强度。转子铁芯在完成铸铜后才压入转轴，所以在转子冲片铁芯叠压时一般转子铁芯内孔并无转轴，转子冲片铁芯的内孔空心与铸铜浇筑模具的芯棒配合，转子冲片铁芯与模具芯棒之间采用小间隙配合，方便模具芯棒插入转子冲片铁芯，通过给叠好的转子冲片铁芯施加一定的压力，该压力作用下转子冲片铁芯会在轴向会叠压紧密，同时该压力使转子冲片铁芯产生一定的形变、导致转子冲片铁芯内孔与模具芯棒之间产生足够摩擦，保持该压力一定的施加时间后撤除，转子冲片铁芯依靠其与模具芯棒之间的摩擦力保持其叠压紧密状态、且较长时间保持住而不变松。至此，通过转子冲片与模具芯棒之间的摩擦作用，两者已经成为一个紧密的、有一定强度的、不含铸铜鼠笼结构的转子冲片锁紧铁芯，其可以进入铸铜转子浇筑的下一步工序。

然而，针对高速异步电机，铸铜转子通常采用较薄冲片，而较薄冲片的弹性回复力较大、在压力施加撤除后转子冲片内孔形变变小、其与模具芯棒之间的摩擦不足，进一步导致转子冲片铁芯变松、与芯棒无法锁紧，也即转子冲片铁芯的叠压锁模失败。但若采用较厚的硅钢片，往往会导致较大的转子铁耗，转子发热严重，电机性能较差。

综上所述，如何使转子冲片铁芯与芯棒保持相对位置关系、避免转子铁芯结构的不稳定，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种高速电机铸铜转子铁芯，该高速电机铸铜转子铁芯的转子铁芯结构稳定。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高速电机铸铜转子铁芯，包括：

设置有模具芯棒的模具底板，所述模具芯棒垂直设置于所述模具底板上；

设置于所述模具底板上的底层锁模工艺冲片，所述底层锁模工艺冲片套接于所述模具芯棒，所述底层锁模工艺冲片为塑性锁模工艺冲片；

设置于所述底层锁模工艺冲片上的若干个转子冲片，所述转子冲片套接于所述模具芯棒外侧；

用于封顶的封顶锁模工艺冲片，设置于最上部的所述转子冲片上方，所述封顶锁模工艺冲片上方用于设置模具压板，所述封顶锁模工艺冲片为塑性锁模工艺冲片。

优选地，所述底层锁模工艺冲片和所述封顶锁模工艺冲片之间设有若干个中间锁模工艺冲片，所述中间锁模工艺冲片套接于所述模具芯棒上，所述中间锁模工艺冲片与所述转子冲片穿插设置，所述中间锁模工艺冲片为塑性锁模工艺冲片。

优选地，所述底层锁模工艺冲片、所述封顶锁模工艺冲片、所述中间锁模工艺冲片的厚度比所述转子冲片的厚度大0.1mm至0.5mm。

优选地，所述底层锁模工艺冲片的厚度大于或等于两个所述转子冲片的厚度之和，所述封顶锁模工艺冲片的厚度大于或等于两个所述转子冲片的厚度之和，所述中间锁模工艺冲片的厚度大于或等于两个所述转子冲片的厚度之和。

优选地，所述底层锁模工艺冲片包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片，所述封顶锁模工艺冲片包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片。

优选地，所述中间锁模工艺冲片包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片。

本实用新型提供的方案中，在采用较薄的转子冲片的基础上，引入锁模工艺冲片来实现转子冲片与模具芯棒之间的锁模。转子冲片铁芯由较薄转子冲片与塑性锁模工艺冲片两种冲片组合叠压而成，两种冲片形状可以完全相同，但两种冲片种类不同，底层锁模工艺冲片、封顶锁模工艺冲片均为塑性锁模工艺冲片，塑性强、弹性低。

通过转子冲片与锁模工艺冲片相组合，对模具压板施加一定的力并维持一定时间，这时，转子冲片与锁模工艺冲片内孔在压力作用下发生形变、内孔变小，此时，塑性锁模工艺冲片发生形变后，其内孔与模具芯棒之间变成过盈配合，再撤除压力和模具压板，由于其为塑性较强的结构，塑性锁模工艺冲片可以基本保持形变，继续保持与模具芯棒之间的过盈配合，而即使较薄的转子冲片会恢复形变，其与模具芯棒之间的过盈配合消失，由于塑性锁模工艺冲片，其弹性较小，不会产生变形，此时仍旧可以通过锁模工艺冲片与模具芯棒之间的摩擦力来保证转子铁芯的锁模，冲片不会变得松散。

在一个优选的方案中，底层锁模工艺冲片和封顶锁模工艺冲片均为厚度大于转子冲片的塑性冲片。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种高速电机铸铜转子铁芯的示意图；

图2为本实用新型所提供的一种高速电机铸铜转子铁芯未设置模具压板状态的示意图；

图3为本实用新型所提供的转子冲片的示意图；

图4为本实用新型所提供的锁模工艺冲片的示意图。

图1-4中：

1为转子冲片、2为锁模工艺冲片、21为底层锁模工艺冲片、22为中间锁模工艺冲片、23为封顶锁模工艺冲片、3为模具底板、4为模具压板、5为模具芯棒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种高速电机铸铜转子铁芯，该高速电机铸铜转子铁芯的转子铁芯结构稳定。

请参考图1至图4，图1为本实用新型所提供的一种高速电机铸铜转子铁芯的示意图；图2为本实用新型所提供的一种高速电机铸铜转子铁芯未设置模具压板状态的示意图；图3为本实用新型所提供的转子冲片的示意图；图4 为本实用新型所提供的锁模工艺冲片的示意图。

本实用新型提供了一种高速电机铸铜转子铁芯，该高速电机铸铜转子铁芯在结构上主要包括：转子冲片1、模具底板3、模具芯棒5以及锁模工艺冲片2。

模具底板3上设置有模具芯棒5，模具芯棒5垂直设置于模具底板3上。

底层锁模工艺冲片21设置于模具底板3上，底层锁模工艺冲片21套接于模具芯棒5，底层锁模工艺冲片21为塑性锁模工艺冲片。

若干个转子冲片1设置于底层锁模工艺冲片21上，且转子冲片1的个数可以为一个、两个或者两个以上，转子冲片1套接于模具芯棒5外侧。

封顶锁模工艺冲片23用于为转子冲片1封顶，封顶锁模工艺冲片23设置于最上部的转子冲片1上方，封顶锁模工艺冲片23上方用于设置模具压板 4，封顶锁模工艺冲片23为塑性锁模工艺冲片。

上述高速电机铸铜转子铁芯的加工方法，主要步骤包括以下内容：

步骤S1、将底层锁模工艺冲片21设于模具底板3上，并使底层锁模工艺冲片21套接在模具底板3上的模具芯棒5上。

步骤S2、将若干个转子冲片1套接于模具芯棒5、且位于底层锁模工艺冲片21上方。

步骤S3、在转子冲片1上方设置用于封顶的封顶锁模工艺冲片23。

步骤S4、将模具压板4套接于模具芯棒5并压在位于顶端的锁模工艺冲片上，并对模具压板4进行压制加工。

需要说明的是，模具底板3上设置有模具芯棒5，通常模具芯棒5垂直于模具底板3的主平面设置，步骤S1中，底层锁模工艺冲片21套接在模具芯棒5上，且放置在模具底板3上，以便作为转子冲片1的底座。

步骤S2中，在底层锁模工艺冲片21上设置转子冲片1，也就是说二者均套接于模具芯棒5，并相互贴合设置。转子冲片1的数量可以根据实际情况进行调整，转子冲片1的平面结构与上述底层锁模工艺冲片21的平面结构相同，但二者的材质不同，底层锁模工艺冲片21为塑性锁模工艺冲片，由于底层锁模工艺冲片21和封顶锁模工艺冲片23均为塑性锁模工艺冲片，塑性较强，在压制过程中，其内圈与模具芯棒5过盈配合固定，压制完成后，不容易发生回弹变形。

步骤S3中，转子冲片1上还需设置封顶锁模工艺冲片23，封顶锁模工艺冲片23与底层锁模工艺冲片21的作用在于将所有转子冲片1夹在二者之间。

步骤S4中，将模具压板4套接于模具芯棒5并压在位于顶端的锁模工艺冲片上，并对模具压板4进行压制加工。由于设置在模具压板下的封顶锁模工艺冲片23与底层锁模工艺冲片21在在压力作用下发生形变、内孔变小，其内孔与模具芯棒之间变成过盈配合，再撤除压力和模具压板4，转子锁模工艺冲片2基本保持形变、继续保持与模具芯棒5之间的过盈配合，因此能够将夹持在二者之间的转子冲片1夹紧，实现转子铁芯的锁模，避免结构的松散。

本实用新型在高速异步电机铸铜转子中，在采用较薄(如0.20mm厚度) 的转子冲片1的基础上，引入锁模工艺冲片2来实现转子冲片1(即转子冲片铁芯)与模具芯棒5之间的锁模。转子冲片铁芯由较薄转子冲片1与锁模工艺冲片2两种冲片组合叠压而成。

在这种结构的转子冲片叠压锁模结构中，通过转子冲片1与锁模工艺冲片2相组合，对模具压板施加一定的力并维持一定时间，这时，转子冲片1 与锁模工艺冲片2内孔在压力作用下发生形变、内孔变小，此时，塑性锁模工艺冲片发生形变后，其内孔与模具芯棒之间变成过盈配合，再撤除压力和模具压板，由于其为塑性较强的结构，塑性锁模工艺冲片可以基本保持形变，继续保持与模具芯棒之间的过盈配合，而即使较薄的转子冲片会恢复形变，其与模具芯棒5之间的过盈配合消失，由于塑性锁模工艺冲片，其弹性较小，不会产生变形，此时仍旧可以通过锁模工艺冲片2与模具芯棒5之间的摩擦力来保证转子铁芯的锁模，冲片不会变得松散。由此可以继续进行铸铜浇筑的下一步工作。

可选的，两种冲片的排布方式可以采用多种不同排布，以有利于实现转子冲片铁芯锁模，同时保证采用该转子铸铜后的高速电机运行平稳，也即引入的锁模工艺冲片对高速电机性能的影响尽量小。一般，该转子冲片铁芯中，常规的较薄转子冲片(如0.20mm硅钢片)占其中的绝大多数，以保证转子冲片铁芯的电磁性能。

在上述任意一个实施例的基础之上，底层锁模工艺冲片21和封顶锁模工艺冲片23之间设有若干个中间锁模工艺冲片22，中间锁模工艺冲片22套接于模具芯棒5上，中间锁模工艺冲片22与转子冲片1穿插设置，中间锁模工艺冲片22为塑性锁模工艺冲片。

请参考图1和图2，其中，为区别两种不同的冲片，转子冲片1为普通冲片，底层锁模工艺冲片21、封顶锁模工艺冲片23和中间锁模工艺冲片22为标记有剖面线的冲片。

可选的，底层锁模工艺冲片21、封顶锁模工艺冲片23和中间锁模工艺冲片22的厚度均大于转子冲片1，可选的，前三者的厚度可以为转子冲片1的二倍。

相对应的，制作方法中还需要增加以下步骤：在转子冲片1上、沿模具芯棒5叠加设置若干个中间锁模工艺冲片22和转子冲片1。

需要说明的是，中间锁模工艺冲片22为设置在底层锁模工艺冲片21和封顶锁模工艺冲片23之间的锁模工艺冲片2，用于当转子冲片1数量较多时，在多个转子冲片中，便于提升结构的稳定性。

在上述任意一个实施例的基础之上，底层锁模工艺冲片21、封顶锁模工艺冲片23、中间锁模工艺冲片22的厚度比转子冲片1的厚度大0.1mm至0.5mm。

可选的，底层锁模工艺冲片21的厚度范围为0.4mm至0.7mm，封顶锁模工艺冲片23的厚度范围为0.4mm至0.7mm，中间锁模工艺冲片22的厚度范围为0.4mm至0.7mm，相应地，转子冲片1的厚度需要小于上述各个锁模工艺冲片的厚度。

可选的，转子冲片1的厚度范围为0.2mm至0.3mm可选择0.15、0.20、 0.30、0.35、0.50mm，相应地，上述锁模工艺冲片的厚度需要大于转子冲片1 的厚度。

在上述任意一个实施例的基础之上，底层锁模工艺冲片21包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片，封顶锁模工艺冲片23包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片。

可选的，中间锁模工艺冲片22包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片。

上述的锁模工艺冲片可以选择不同材料制成，主要考虑该锁模工艺冲片在施加压力时能更好的与模具芯棒之间形成过盈配合，同时也能在压力撤除时仍然保持形变不回缩，从而实现锁模。该锁模工艺冲片可以选择较厚(如 0.50mm厚度)的硅钢片冲片、一定厚度的铁片、不锈钢片、铝片、铜片等等。

本实用新型在采用较薄(如0.20mm厚度)转子冲片1的基础上，引入锁模工艺冲片来实现转子冲片铁芯1与模具芯棒5之间的锁模。转子冲片1与锁模工艺冲片2两种冲片组合叠压而成，两种冲片形状完全相同，两种冲片材质不同。由于底层锁模工艺冲片21和封顶锁模工艺冲片23均为塑性锁模工艺冲片，塑性较强，在压制过程中，其内圈与模具芯棒5过盈配合固定，压制完成后，不容易发生回弹变形。

可选择的，两种冲片的排布方式可以采用多种不同排布，其中一种排布交叉方式为锁模工艺冲片在转子冲片铁芯的上下两个端部各有2片、中间平均间隔设置2片中间锁模工艺冲片22，具体锁模工艺冲片与转子冲片的排布方式：以有利于实现转子冲片铁芯锁模，同时保证采用该转子铸铜后的高速电机运行平稳，也即引入的锁模工艺冲片对高速电机性能的影响尽量小。一般，该转子冲片铁芯中，常规的较薄转子冲片(如0.20mm硅钢片)占其中的绝大多数，以保证转子冲片铁芯的电磁性能。

在铸铜转子选用合适厚度的硅钢片(如0.20mm)作为设计冲片，选用合适的锁模工艺冲片的材料与厚度，重点考虑材料的弹性、电导率和磁导率，前者影响锁模需要的摩擦力，后者影响锁损耗和电磁性能。如选用厚度较厚的硅钢片、不锈钢片等。

根据转子叠厚确定设计冲片与锁模工艺冲片的排列布置方式，确保锁模工艺冲片在锁模时能提供与模具芯棒之间的足够摩擦力，同时也尽量减小锁模工艺冲片对转子电磁性能的影响、特别是转子损耗的影响。

上述实施例的制作过程中，对模具压板4进行压制加工的步骤，具体包括：向模具压板4施加朝向预设压力并保持预设时间。需要说明的是，上述压制过程需要维持一定时间，以便实现对冲片的压制变形操作。

在上述任意一个实施例的基础之上，底层锁模工艺冲片21的厚度大于或等于两个转子冲片1的厚度之和，封顶锁模工艺冲片23的厚度大于或等于两个转子冲片1的厚度之和，中间锁模工艺冲片22的厚度大于或等于两个转子冲片1的厚度之和。

需要说明的是，上述厚度不同的设置是为了降低底层锁模工艺冲片21、封顶锁模工艺冲片23和中间锁模工艺冲片22的变形可能，避免压制完成后三者发生弹性回弹。

上述底层锁模工艺冲片21、封顶锁模工艺冲片23为与转子冲片1在形状上完全相同的形状，可以仅在材质和厚度上具有差别。

除了上述高速电机铸铜转子铁芯的主要结构，该高速电机铸铜转子铁芯的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的高速电机铸铜转子铁芯进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高速电机铸铜转子铁芯，其特征在于，包括：

设置有模具芯棒(5)的模具底板(3)，所述模具芯棒(5)垂直设置于所述模具底板(3)上；

设置于所述模具底板(3)上的底层锁模工艺冲片(21)，所述底层锁模工艺冲片(21)套接于所述模具芯棒(5)，所述底层锁模工艺冲片(21)为塑性锁模工艺冲片；

设置于所述底层锁模工艺冲片(21)上的若干个转子冲片(1)，所述转子冲片(1)套接于所述模具芯棒(5)外侧；

用于封顶的封顶锁模工艺冲片(23)，设置于最上部的所述转子冲片(1)上方，所述封顶锁模工艺冲片(23)上方用于设置模具压板(4)，所述封顶锁模工艺冲片(23)为塑性锁模工艺冲片。

2.根据权利要求1所述的高速电机铸铜转子铁芯，其特征在于，所述底层锁模工艺冲片(21)和所述封顶锁模工艺冲片(23)之间设有若干个中间锁模工艺冲片(22)，所述中间锁模工艺冲片(22)套接于所述模具芯棒(5)上，所述中间锁模工艺冲片(22)与所述转子冲片(1)穿插设置，所述中间锁模工艺冲片(22)为塑性锁模工艺冲片。

3.根据权利要求2所述的高速电机铸铜转子铁芯，其特征在于，所述底层锁模工艺冲片(21)、所述封顶锁模工艺冲片(23)、所述中间锁模工艺冲片(22)的厚度比所述转子冲片(1)的厚度大0.1mm至0.5mm。

4.根据权利要求2所述的高速电机铸铜转子铁芯，其特征在于，所述底层锁模工艺冲片(21)的厚度大于或等于两个所述转子冲片(1)的厚度之和，所述封顶锁模工艺冲片(23)的厚度大于或等于两个所述转子冲片(1)的厚度之和，所述中间锁模工艺冲片(22)的厚度大于或等于两个所述转子冲片(1)的厚度之和。

5.根据权利要求1至4任一项所述的高速电机铸铜转子铁芯，其特征在于，所述底层锁模工艺冲片(21)包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片，所述封顶锁模工艺冲片(23)包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片。

6.根据权利要求2至4任一项所述的高速电机铸铜转子铁芯，其特征在于，所述中间锁模工艺冲片(22)包括铁片、不锈钢片、铝片或铜片。