CN218051225U - 一种转子铁芯入轴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机制造领域，尤其是一种转子铁芯入轴设备，用于将转轴压装到铁芯中，包括：铁芯固定机构，其具有用于固定铁芯的固定工位；导向机构，其位于固定工位中，并与固定工位同轴设置，且在固定工位中沿轴向移动；转轴顶针机构，其与顶针导向机构同轴且正对，在转轴顶针机构和导向机构之间形成用于定位转轴的定位区；以及压装机构，其与转轴顶针机构连接，控制转轴顶针机构朝向铁芯固定机构移动，实现压装动作；压装过程中，转轴的两端始终分别连接在导向机构和转轴顶针机构上，确保转轴移动时不发生偏移保证了压装后转轴和铁芯的同轴度。

Description

一种转子铁芯入轴设备

技术领域

本实用新型涉及电机制造领域，尤其是一种转子铁芯入轴设备。

背景技术

电机转子制造过程中，需要将成型好的铁芯和转轴进行装配，通常是将铁芯进行固定，人工将转轴的头端放入铁芯内部的通孔中，然后通过压力机使转轴插入铁芯中，实现铁芯和转轴的过盈配合。

目前，也出现了一些自动化装配的设备，例如中国实用新型专利（公开号：CN208862709U，公开日：20190514）公开了一种铁芯加工过程中的铁芯与转轴压合设备，包括机架，所述机架上固定设置有铁芯运输机构，所述铁芯运输机构的后侧设置有固定装置，所述固定装置上方的机架上设置有转子轴压合机构，利用多组气缸的配合，实现了铁芯和转子轴的自动组装过程，节省了大量人力，提高了生产效率。

但上述的设备存在以下问题：由于转轴的轴向长度较大，而在入轴的过程中，缺少对转轴进行导向的结构，使得转轴容易发生偏斜，造成组装后铁芯和转轴的同轴度达不到要求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种转子铁芯入轴设备，通过在转轴的两端分别设置导向机构和转轴顶针机构，使得转轴在移动过程中始终受到正确的导向，防止转轴发生偏移，确保转轴与铁芯的同轴度。

为本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实施：

一种转子铁芯入轴设备，用于将转轴压装到铁芯中，包括：

铁芯固定机构，其具有用于固定铁芯的固定工位；

导向机构，其位于固定工位中，并与固定工位同轴设置，且在固定工位中沿轴向移动；

转轴顶针机构，其与顶针导向机构同轴且正对，在转轴顶针机构和导向机构之间形成用于定位转轴的定位区；以及

压装机构，其与转轴顶针机构连接，控制转轴顶针机构朝向铁芯固定机构移动，实现压装动作；

压装过程中，转轴的两端始终分别连接在导向机构和转轴顶针机构上，确保转轴移动时不发生偏移。

作为优选，导向机构的头端设置有导向顶针，转轴顶针机构的头端设置有转轴顶针，导向顶针和转轴顶针相向设置，压装时，导向顶针和转轴顶针分别连接在转轴端的定位孔中。

作为优选，铁芯固定机构包括：

三爪卡盘，三爪卡盘的中心即为所述的固定工位；在三爪卡盘的中心设置有轴向延伸的连接孔，导向机构设置在连接孔中。

作为优选，导向机构包括：

导向套，导向套沿轴向固定设置在固定工位中，在导向套的中心设置有导向孔，导向孔的轴线与固定工位的轴线重合；以及

导向顶针，导向顶针滑动设置在导向孔中，导向顶针的头端为第一定位端，用于与转轴端部的定位孔配合；压装时，第一定位端始终连接在转轴的定位孔中。

作为优选，导向机构还包括：

驱动组件，驱动组件连接在导向顶针上，驱动组件用于驱动导向顶针在导向孔中复位。

作为优选，转轴顶针机构包括：

固定套，固定套朝向铁芯固定机构的那侧具有平面，该平面用于在压装时抵接在转轴的端部，驱动转轴移动；在固定套的内部设置有轴向延伸的通道，并且通道的一端在所述的平面上形成开口；以及

转轴顶针，转轴顶针滑动设置在通道中；转轴顶针的头端为第二定位端，第二定位端从所述的开口中伸出，延伸到固定套的外侧，第二定位端用于与转轴端部的定位孔配合。

作为优选，转轴顶针机构还包括：

弹性元件，弹性元件位于所述的通道中，并且与转轴顶针的尾端连接，使得转轴顶针能进行复位。

作为优选，压装机构包括：

压装气缸，压装气缸的活塞杆与转轴顶针机构连接，驱动转轴顶针机构向铁芯固定机构移动。

作为优选，在压装气缸的输出端上设置有导向板，导向板上设置有轴线与导向板移动方向平行的导向杆，导向杆固定设置，导向板在导向杆上滑动；转轴顶针机构设置在导向板上。

综上所述，本实用新型的优点是通过设置导向机构和转轴顶针机构，对转轴的左右两端分别进行定位，使得转轴在整个压装过程中，始终受到正确的导向，防止转轴在移动的过程中发生偏移，保证了压装后转轴和铁芯的同轴度。

附图说明

图1为铁芯和转轴的结构示意图。

图2和3为一种转子铁芯入轴设备的结构示意图。

图4为图3中B处的局部放大图。

图5为铁芯固定机构和导向机构的结构示意图。

图6为铁芯固定机构和导向机构的爆炸结构示意图。

图7为转轴顶针机构的爆炸结构示意图。

图8为转轴顶针机构的剖视图。

图9为图2中A处的局部放大图。

图10为非工作状态下设备的剖视图。

图11为工作状态下设备的剖视图。

具体实施方式

一种转子铁芯入轴设备，其用于将转轴插入铁芯中部的通孔中，使得两者之间通过过盈配合构成电机的转子。为了更清楚的描述设备的结构，以下首先对铁芯和转轴的结构进行说明。

如图1所示，铁芯91为圆柱形，在铁芯91的中部设置有贯穿左右两个端面的通孔911，并且通孔911的轴线与铁芯91的轴线重合。转轴92为阶梯轴，中部为直径最大的配合部921，配合部921用于与通孔911配合，并且配合部921的直径略大于通孔911的孔径，使得配合部921安装到通孔911内后，转轴92和铁芯91相对固定。在转轴92左右两端的中心均设置有向内凹陷的定位孔922。

如图2和3所示，一种转子铁芯入轴设备，包括位于下部的机架，在机架上设置有呈卧式放置的入轴工装。具体的，在机架上部的左侧设置有铁芯固定机构10和导向机构20，铁芯固定机构10和导向机构20同轴设置，轴线沿左右方向，并且导向机构20能在铁芯固定机构10内部沿轴向左右移动。铁芯固定机构10中具有固定工位，固定工位用于对铁芯91进行固定。导向机构20用于在转轴92安装时对转轴92的左端提供定位和支撑。在机架上部的右侧设置有能朝向左侧移动的转轴顶针机构30，转轴顶针机构30与导向机构20同轴且正对（参见图4），在转轴顶针机构30与导向机构20之间形成用于定位转轴的定位区，具体的，转轴顶针机构30用于与转轴92右端的定位孔922进行配合，对转轴92进行定位。转轴顶针机构30上设置有压装机构40，压装机构40用于带动转轴顶针机构30向左移动，使转轴92向铁芯91的通孔911中移动。

该设备使用时，导向机构20的右端向右伸出到铁芯固定机构10之外，人工将铁芯91的通孔911与导向机构20对齐，然后向左移动铁芯91，使铁芯91连接到导向机构20上，之后铁芯固定机构10对铁芯91进行固定，使铁芯91的轴线与导向机构20的轴线重合。接着将转轴92横向设置，并放到导向机构20和转轴顶针机构30之间。具体的，转轴92左端的定位孔922安装到导向机构20的右端上，转轴92右端的定位孔922安装到转轴顶针机构30的左端上，从而实现转轴92的定位，并且这样能保证转轴92与铁芯91之间的同轴度。最后压装机构40带动转轴顶针机构30向左移动，使转轴92同步向左移动，过程中，转轴92的左端始终抵接在导向机构20上，并且与导向机构20同步向左移动，即导向机构20始终对转轴92进行导向，直到转轴92的配合部921配合在通孔911中。

该设备通过设置导向机构20和转轴顶针机构30，对转轴92的左右两端分别进行定位，使得转轴92在整个压装过程中，始终受到正确的导向，防止转轴92在移动的过程中发生偏移，保证了压装后转轴92和铁芯91的同轴度。

以下结合附图对该设备做进一步的说明。

如图2和3所示，在机架80上部的左右两侧分别固定设置有左支架81和右支架82。铁芯固定机构10固定设置在左支架81上。导向机构20沿左右方向穿设在左支架81上，能在左支架81上左右移动。压装机构40固定设置在右支架82上。在左支架81和右支架82之间设置有左右延伸的导向杆83，在图1中导向杆83有四根，且呈矩形排列。在导向杆83上滑动设置有一块导向板84。压装机构40的输出端连接在导向板84的右侧，转轴顶针机构30设置在导向板84的左侧，压装机构40带动导向板84在导向杆83上左右移动，保证了转轴顶针机构30在移动时的导向，更准确的说，确保了转轴顶针机构30和导向机构20之间的同轴度。

如图5和6所示，铁芯固定机构10包括三爪卡盘11，三爪卡盘11固定设置在左支架81的右侧面上，三爪卡盘11的中心设置有连接孔12，导向机构20穿设在连接孔12中，从而与三爪卡盘11同轴设置。三爪卡盘11使用时，三个夹爪分别从三个不同的方向夹紧在铁芯91的侧壁上，从而将铁芯91固定在三爪卡盘11上，并且使得固定后的铁芯91与导向机构20同轴设置。

如图5和6所示，导向机构20包括导向套21，导向套21为空心的套筒结构，导向套21的左端设置有法兰211，法兰211通过螺钉固定设置在左支架81的右侧面上，导向套21的右侧位于三爪卡盘11中心的连接孔12内，在导向套21的内部设置有与自身轴线重合的导向孔212。导向孔212内设置有空心圆柱状的直线轴承22，直线轴承22的内部滑动设置有一根导向顶针23。导向顶针23为长杆状，并且导向顶针23的长度远大于导向套21，导向顶针23的长度至少需要大于导向套21和铁芯91的长度之和。在导向顶针23的右端设置有锥型的第一定位端231，第一定位端231用于与转轴92左端的定位孔922配合。在导向顶针23的左端设置有连接部232，连接部232用于与驱动组件24连接，驱动组件24用于驱动导向顶针23在导向孔212中左右移动。

如图3所示，驱动组件24包括驱动气缸241，驱动气缸241横向设置，并且位于左支架81的左侧，驱动气缸241的活塞杆上连接导向顶针23，驱动气缸241控制导向顶针23在导向套21中左右移动。驱动气缸241一般采用单作用气缸，并且保持为常开状态，即活塞杆处于伸出状态，使得初始状态下导向顶针23的右端能伸出到导向套21之外。当导向顶针23受到向左的外力时，导向顶针23带动活塞杆向左移动。在驱动气缸241内一般还设置有用于将活塞杆向右进行复位的弹簧。

导向机构20动作过程如下：

在初始状态下，导向顶针23伸出到导向套21的右侧之外，以便于将铁芯91的通孔911沿着导向顶针23滑动并安装到三爪卡盘11上的三个夹爪之间，并且当铁芯91安装到位后，导向顶针23的右端仍然伸出到铁芯91的右侧，以便于对转轴92进行定位。定位时，转轴92左侧的定位孔922连接在导向顶针23右端的第一定位端231上。在压装过程中，第一定位端231始终连接在转轴92上，并且跟随转轴92同步向左移动。

如图7和8所示，转轴顶针机构30包括固定套31，固定套31的左端具有平面，该平面用于在对转轴压装时，抵接在转轴的右端面上。固定套31的中部设置有径向向外延伸的安装环311，安装环311上设置有螺纹孔，安装环311与导向板84的左侧通过螺钉固定连接。在固定套31的内部设置有贯穿左右两端并且直线延伸的通道312，在通道312的内部设置有台阶面313，使得通道312被分为左侧直径小于右侧的两段式结构。在通道312内的左侧滑动设置有转轴顶针32，转轴顶针32的左端为第二定位端321，第二定位端321伸出到固定套31的左侧面之外，第二定位端321为锥型，用于对转轴92上的定位孔922进行定位。在第二定位端321的右侧连接有圆柱形的中间段322，中间段322的直径与通道312的左侧相适应，中间段322的右侧连接有阻挡段323，阻挡段323的直径大于中间段322，并且阻挡段323的直径与通道312的右侧相适应，从而转轴顶针32只能从通道312的右侧进入或离开，无法从通道312的左侧脱离。在转轴顶针32的右侧设置有弹性元件33，弹性元件33在通道312的内部延伸，并且延伸到通道312的右端。弹性原件33可以采用弹簧，也可以采用片簧，甚至是橡胶等储存和释放弹性势能的高弹性部件。在本实施例中，以弹簧举例。在弹性元件33的右侧设置有封堵件34，封堵件34设置在通道312的右端，将通道312的右端封闭，从而通道312内的转轴顶针32和弹性元件33无法离开通道312。具体的，封堵件34可以是柱塞，也可以是外侧设置有螺纹的堵头，只要将通道312的右端堵住即可。

当转轴顶针机构30在常态下时，转轴顶针32的右端受到弹性元件33的恢复力而向左移动，使得转轴顶针32的阻挡段322抵接在台阶面313上，即转轴顶针32的第二定位端321伸出到固定套31之外，这样便于将转轴顶针32与转轴92进行配合，实现对转轴92的定位。在压装时，由于固定套31受到压装机构40的作用向左移动，使得固定套31的左侧面紧贴在转轴92的右端面上，这时转轴顶针32将向右移动，使得弹性元件33被压缩，但第二定位端321的左端仍然位于固定套31之外，这是因为第二定位端321配合在转轴92的定位孔922内，而定位孔922是具有一定深度的。当压装完成后，压装机构40带动固定套31向右复位，与此同时，弹性元件33带动转轴顶针32向左复位。

如图2和3所示，压装机构40包括压装气缸41，压装气缸41横向设置在右支架82的右侧面上，压装气缸41的活塞杆411朝向左侧并且连接在导向板84的右侧面上，从而只要控制压装气缸41的进气和出气就能实现导向板84的左右移动，即实现了转轴的压装动作。

需要说明的是，压装气缸41仅是压装机构40的一种举例，只要能实现导向板84和/或转轴顶针机构30左右移动的机构都是可行的，例如也可以采用电机带动齿轮86的结构，实现导向板84左右移动。

如图2和9所示，为了对导向板84移动的距离进行测量，在导向板84的右侧固定设置有一根横向延伸的齿条85，齿条85的右侧穿设在右支架82上，并在右支架82上设置有齿轮86，齿轮86与齿条85啮合，在齿轮86上设置有编码器87，从而当导向板84左右移动时，齿条85将带动齿轮86进行旋转，从而编码器87根据齿轮86转过的角度，获知导向板84移动的距离。这样能对压装机构40进行反馈，控制压装机构40输出端的位置，使得转轴92能顺利的配合在铁芯91正确的位置中。

如图10和图11所示，该设备在使用时：

首先将铁芯91的通孔911对准导向顶针23，然后将铁芯91穿入导向顶针23中（通孔911的孔径大于导向顶针23的直径），直到铁芯91的左端连接在导向套21的右端面上，然后三爪卡盘11的三个夹爪从侧面将铁芯91的侧壁夹紧，使得铁芯91与导向顶针23同轴。然后将转轴92左端的定位孔922连接到导向顶针23右端的第一定位端231上，并且将转轴92右端的定位孔922连接到转轴顶针32左端的第二定位端321，使得转轴92与铁芯91同轴。然后压装气缸41带动导向板84向左移动，从而固定套31向左施力在转轴92的右端面上，并带动转轴92向左移动，即将转轴92逐渐插入铁芯91的通孔911内，与此同时，转轴92带动导向顶针23向左移动，导向顶针23在导向孔212内向左移动，由于转轴92的左右两端都受到定位，保证了转轴92移动时不会发生偏移，确保了转轴92和铁芯91之间的同轴度。

以上为对本实用新型实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种转子铁芯入轴设备，用于将转轴压装到铁芯中，其特征在于，包括：

铁芯固定机构（10），其具有用于固定铁芯的固定工位；

导向机构（20），其位于固定工位中，并与固定工位同轴设置，且在固定工位中沿轴向移动；

转轴顶针机构（30），其与顶针导向机构（20）同轴且正对，在转轴顶针机构（30）和导向机构（20）之间形成用于定位转轴的定位区；以及

压装机构（40），其与转轴顶针机构（30）连接，控制转轴顶针机构（30）朝向铁芯固定机构（10）移动，实现压装动作；

压装过程中，转轴的两端始终分别连接在导向机构（20）和转轴顶针机构（30）上，确保转轴移动时不发生偏移。

2.根据权利要求1所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，导向机构（20）的头端设置有导向顶针（23），转轴顶针机构（30）的头端设置有转轴顶针（32），导向顶针（23）和转轴顶针（32）相向设置，压装时，导向顶针（23）和转轴顶针（32）分别连接在转轴端的定位孔中。

3.根据权利要求1所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，铁芯固定机构（10）包括：

三爪卡盘（11），三爪卡盘（11）的中心即为所述的固定工位；在三爪卡盘（11）的中心设置有轴向延伸的连接孔（12），导向机构（20）设置在连接孔（12）中。

4.根据权利要求1所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，导向机构（20）包括：

导向套（21），导向套（21）沿轴向固定设置在固定工位中，在导向套（21）的中心设置有导向孔（212），导向孔（212）的轴线与固定工位的轴线重合；以及

导向顶针（23），导向顶针（23）滑动设置在导向孔（212）中，导向顶针（23）的头端为第一定位端（231），用于与转轴端部的定位孔配合；压装时，第一定位端（231）始终连接在转轴的定位孔中。

5.根据权利要求4所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，导向机构（20）还包括：

驱动组件（24），驱动组件（24）连接在导向顶针（23）上，驱动组件（24）用于驱动导向顶针（23）在导向孔（212）中复位。

6.根据权利要求1所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，转轴顶针机构（30）包括：

固定套（31），固定套（31）朝向铁芯固定机构（10）的那侧具有平面，该平面用于在压装时抵接在转轴的端部，驱动转轴移动；在固定套（31）的内部设置有轴向延伸的通道（312），并且通道（312）的一端在所述的平面上形成开口；以及

转轴顶针（32），转轴顶针（32）滑动设置在通道（312）中；转轴顶针（32）的头端为第二定位端（321），第二定位端（321）从所述的开口中伸出，延伸到固定套（31）的外侧，第二定位端（321）用于与转轴端部的定位孔配合。

7.根据权利要求6所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，转轴顶针机构（30）还包括：

弹性元件（33），弹性元件（33）位于所述的通道（312）中，并且与转轴顶针（32）的尾端连接，使得转轴顶针（32）能进行复位。

8.根据权利要求1所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，压装机构（40）包括：

压装气缸（41），压装气缸（41）的活塞杆与转轴顶针机构（30）连接，驱动转轴顶针机构（30）向铁芯固定机构（10）移动。

9.根据权利要求8所述的一种转子铁芯入轴设备，其特征在于，在压装气缸（41）的输出端上设置有导向板（84），导向板（84）上设置有轴线与导向板（84）移动方向平行的导向杆（83），导向杆（83）固定设置，导向板（84）在导向杆（83）上滑动；转轴顶针机构（30）设置在导向板（84）上。

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