RU2172051C1

RU2172051C1 - Method for manufacturing electrical machine rotor

Info

Publication number: RU2172051C1
Application number: RU2000131091/09A
Authority: RU
Original assignee: ООО "КД-Электро"
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2001-08-10

Abstract

FIELD: manufacture of electrical-machine rotor and stator stacks. SUBSTANCE: stampings are made by means of five-position, two-pass die at its sequentially varying positions. Rotor slots, rotor central bore, and holes for guide pins in the form of spring-loaded pointed pins are stamped at first position simultaneously in two passes. More precise positioning of strip relative to parts being stamped is effected at second position where rotor stampings are trimmed on their outlines in two passes simultaneously. Then rotor stacks are assembled by appropriate positioning of stampings, their compression, and bracing the stacks. After that rotor winding is injected in aluminum so that end rings of squirrel cage are formed, and treated shaft is press-fitted into central bore of stack. Then outer surface of rotor stack is machined by round hard-alloy cutting tool that has concave working surface with front and back angles of cutting edge. EFFECT: enhanced output and reduced metal input. 7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении пакетов листов статора и ротора электрической машины. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of packages of sheets of the stator and rotor of an electric machine.

Известен способ изготовления пакетов листов статора и ротора электрической машины, включающий вырубание листов требуемого контура методом холодной штамповки из ленты электротехнической стали на многопозиционном штампе с использованием автоматического пресс-комплекса (см., например, А.А.ОСЬМАКОВ, Технология и оборудование производства электрических машин, Москва, Высшая школа, 1980, с. 86-88, рис. 4.19, 4.20). A known method of manufacturing packages of sheets of stator and rotor of an electric machine, including cutting sheets of the desired circuit by cold stamping from a tape of electrical steel on a multi-position stamp using an automatic press complex (see, for example, A.A. OSMAKOV, Technology and equipment for the production of electric machines , Moscow, Higher School, 1980, pp. 86-88, Fig. 4.19, 4.20).

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности при одновременном снижении расхода металла, удаляемого в отходы, обеспечении высокого качества изготавливаемых деталей, а также снижении трудо- и материалозатрат. The objective of the present invention is to increase productivity while reducing the consumption of metal removed in waste, ensuring high quality of manufactured parts, as well as reducing labor and material costs.

Задача решается за счет того, что в способе изготовления пакетов листов статора и ротора электрической машины, включающем вырубание листов требуемого контура методом холодной штамповки из ленты электротехнической стали на многопозиционном штампе с использованием автоматического пресс-комплекса, согласно изобретению вырубание листов производят на пятипозиционном двухрядном штампе последовательными позициями штампа, на первой из которых одновременно на двух рядах вырубают пазы листов ротора, центральное отверстие ротора и отверстия под установленные в верхней плите штампа ловители в виде подпружиненных заостренных стержней, после чего подающим устройством пресса передвигают ленту на вторую позицию штампа, на которой производят более точную ориентацию положения ленты относительно вырубаемых элементов, и производят также одновременно на двух рядах обрубание контура листов ротора и вырубленные листы через отверстия в матрице проталкивают в стапелирующие устройства, после чего производят перемещение ленты подающим устройством пресса на третью позицию, на которой также сначала ориентируют ее по ловителям и производят вырубание одновременно на двух рядах пазов листов статора и пазов под скрепляющие скобы, затем перемещают ленту на четвертую позицию, на которой ленту ориентируют по ловителям, после чего ленту перемещают на пятую позицию, на которой также сначала ориентируют ленту по ловителям, а затем вырубают одновременно на двух рядах листы статора по наружному контуру, после чего вырубленные листы статора проталкивают через отверстия в матрице в стапелирующие устройства, а по мере накопления готовых листов в стапелирующих устройствах производят их удаление с последующим формированием пакетов листов ротора и статора, шихтовкой, прессованием и скреплением пакетов, причем после скрепления пакетов листов ротора производят заливку обмотки ротора алюминием с образованием короткозамкнутых колец, впрессовку в центральное отверстие пакета листов ротора обработанного вала, после чего производят шлифовку шеек вала с напрессованным на него ротором, а затем производят обработку наружной поверхности пакета листов ротора относительно шлифованных шеек вала путем закрепления ротора в цангах токарного станка с возможностью поворота, подведения к его наружной поверхности твердосплавного круглого режущего элемента с вогнутой рабочей поверхностью, имеющей режущие кромки с передним и задним углами резания и обработки в режиме резания с одновременной подачей режущего элемента вдоль обрабатываемой поверхности при зафиксированном положении режущего элемента относительно его оси и вращении ротора, причем всю поверхность ротора обрабатывают за один рабочий ход режущего элемента, а на обратном ходу круглый режущий элемент поворачивают на угол, составляющий 0,3-1,2^o.The problem is solved due to the fact that in the method of manufacturing packages of sheets of stator and rotor of an electric machine, comprising cutting sheets of the required circuit by cold stamping from electrical steel tape on a multi-position stamp using an automatic press complex, according to the invention, the sheets are cut in a five-position double-row stamp in series the positions of the stamp, on the first of which simultaneously on two rows cut out the grooves of the sheets of the rotor, the Central hole of the rotor and the hole under the catchers installed in the upper plate of the stamp in the form of spring-loaded pointed rods, after which the press moves the tape to the second position of the stamp, which produces a more accurate orientation of the position of the tape relative to the cut elements, and also cut the contour of the sheets of the rotor and cut down simultaneously on two rows the sheets are pushed through the holes in the matrix into the stacking devices, after which the tape is moved by the press feeder to the third position, to which they also first orient it according to the catchers and cut down simultaneously on two rows of grooves of the stator sheets and grooves under the fastening brackets, then move the tape to the fourth position, in which the tape is oriented along the catchers, after which the tape is moved to the fifth position, which is also first oriented to the tape according to catchers, and then the stator sheets are cut down simultaneously on two rows along the outer contour, after which the cut out stator sheets are pushed through the holes in the matrix into the stacking devices, and as otovye sheets in stacker devices, they are removed with the subsequent formation of packages of sheets of the rotor and stator, burdening, pressing and fastening of packages, and after fastening packages of sheets of the rotor, the rotor winding is filled with aluminum to form short-circuited rings, pressed into the central hole of the package of sheets of rotor sheets of the treated shaft, after which grinding of the shaft necks with the rotor pressed onto it is carried out, and then the outer surface of the rotor sheet package is processed relative to polished shaft necks by fixing the rotor in the lathes of the lathe with the possibility of rotation, bringing to its outer surface a carbide round cutting element with a concave working surface, having cutting edges with front and rear cutting and machining angles in cutting mode with simultaneous feeding of the cutting element along the surface to be machined with a fixed position of the cutting element relative to its axis and rotation of the rotor, and the entire surface of the rotor is treated in one working stroke of the cutting e element, and on the return stroke, the round cutting element is rotated by an angle of 0.3-1.2 ^o .

При этом вначале рулон ленты могут навешивать на разматывающее устройство, после чего ленту пропускают через правильно-подающее приспособление между вращающимися валками для устранения дефектов по плоскосности ленты и подачи ленты, затем ленту пропускают через регулятор компенсирующей петли и механизм подачи, обеспечивающий заданный шаг подачи, после чего ленту подают в зону штампа. In this case, at first, the tape roll can be hung on the unwinding device, after which the tape is passed through the correct feeding device between the rotating rolls to eliminate defects in the flatness of the tape and the tape feed, then the tape is passed through the compensating loop regulator and the feed mechanism, which provides a predetermined feed pitch, after bringing the tape into the stamp zone.

Могут использовать стапелирующие устройства в виде четырех направляющих металлических рукавов под каждый ряд вырубаемых листов, причем проталкивание производят с обеспечением одинаковой ориентации по форме всех листов в каждом рукаве, а удаление готовых листов производят из каждого рукава в отдельности. They can use stacking devices in the form of four guide metal sleeves for each row of cut sheets, moreover, they are pushed to ensure the same orientation in the form of all sheets in each sleeve, and the finished sheets are removed from each sleeve separately.

Могут использовать ленту из электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Can use tape made of electrical steel with a thickness of 0.5 mm.

Режущий элемент могут устанавливать с возможностью расположения оси его в режиме резания с наклоном верхнего конца на 2-4^o в сторону его подачи.The cutting element can be installed with the possibility of positioning its axis in the cutting mode with an inclination of the upper end by 2-4 ^o in the direction of its supply.

Могут использовать режущий элемент, задний и передний углы заточки которого соответственно составляют 5-8^o и 8-10^o.Can use a cutting element, the rear and front sharpening angles of which are respectively 5-8 ^o and 8-10 ^o .

Скорость резания могут принимать 4-5 м/сек при подаче режущего элемента, составляющей 0,5-0,6 мм/об и глубине резания, равной величине снимаемого припуска и составляющей 0,4-0,6 мм. The cutting speed can take 4-5 m / s when applying a cutting element of 0.5-0.6 mm / rev and a cutting depth equal to the size of the removed allowance and a component of 0.4-0.6 mm.

Более точную ориентацию положения ленты относительно вырубаемых элементов могут производить с помощью ловителей, которые заводят в отверстия, образованные в ленте. A more accurate orientation of the position of the tape relative to the cut elements can be produced using catchers, which lead into the holes formed in the tape.

После вырубки листов по наружному контуру могут осуществлять разрубку отходов ленты ножами и сбор разрубленных отходов в тару. After cutting the sheets along the outer contour, they can cut the waste tape with knives and collect the cut waste in a container.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении производительности при одновременном снижении расхода металла, удаляемого в отходы, а также обеспечении высокого качества изготавливаемых изделий вследствие уменьшения погрешностей при передаче ленты с одной позиции на другую вследствие совмещения вырубки пазов листа ротора и центрального его отверстия на первой позиции и использования ловителей на каждой позиции, а также снижение трудозатрат вследствие направления готовых изделий в соответствующие рукава с точной их ориентацией по форме. The technical result provided by the invention consists in increasing productivity while reducing the consumption of metal removed in waste, as well as ensuring high quality of manufactured products due to reduced errors in transferring the tape from one position to another due to the combination of cutting the grooves of the rotor sheet and its central hole on the first positions and the use of catchers at each position, as well as a reduction in labor costs due to the direction of finished products in the corresponding sleeves with t full-time orientation in form.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен эскиз карты штамповки ленты;
на фиг. 2 - схема расположения отдельных узлов комплекса используемого оборудования при осуществлении способа;
на фиг. 3 - пакет листов ротора с запрессованным в нем валом, в аксонометрии;
на фиг. 4 - пакет листов статора, в аксонометрии;
на фиг. 5 - режущий элемент, продольный разрез.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a sketch of a card stamping tape;
in FIG. 2 - layout of the individual nodes of the complex of the equipment used in the implementation of the method;
in FIG. 3 - a package of sheets of a rotor with a shaft pressed into it, in a perspective view;
in FIG. 4 - a package of sheets of the stator, in a perspective view;
in FIG. 5 - cutting element, longitudinal section.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Способ изготовления пакетов 1, 2 листов 3, 4 статора 5 и ротора 6 электрической машины включает вырубание листов 3, 4 требуемого контура 7, 8 методом холодной штамповки из ленты 9 электротехнической стали на многопозиционном штампе 10 с использованием автоматического пресс-комплекса (на чертежах не показано). Вырубание листов 3, 4 производят на пятипозиционном двухрядном штампе 10 последовательными позициями штампа. На первой позиции 11 одновременно на двух рядах вырубают пазы 12 листов 4 ротора 6, центральное отверстие 13 ротора 6 и отверстия 14 под установленные в верхней плите 15 штампа 10 ловители 16 в виде подпружиненных заостренных стержней. Затем подающим устройством пресса (на чертежах не показано) передвигают ленту 9 на вторую позицию 17 штампа 10, на которой производят более точную ориентацию положения ленты 9 относительно вырубаемых элементов, и производят также одновременно на двух рядах обрубание контура 8 листов 4 ротора 6 и вырубленные листы 4 через отверстия 18 в матрице 19 проталкивают в стапелирующие устройства 20. После этого производят перемещение ленты 9 подающим устройством пресса (на чертежах не показано) на третью позицию 21, на которой также сначала ориентируют ее по ловителям 16 и производят вырубание одновременно на двух рядах пазов 22 листов 3 статора 5 и пазов 23 под скрепляющие скобы 24. Затем перемещают ленту 9 на четвертую позицию 25, на которой ленту 9 ориентируют по ловителям 16. Затем ленту 9 перемещают на пятую позицию 26, на которой также сначала ориентируют ленту 9 по ловителям 16, а затем вырубают одновременно на двух рядах листы 3 статора 5 по наружному контуру 7, после чего вырубленные листы 3 статора 5 проталкивают через отверстия 27 в матрице 19 в стапелирующие устройства 28. По мере накопления готовых листов в стапелирующих устройствах 20 и 28 производят их удаление с последующими формированием пакетов 1, 2 листов 3, 4 ротора 6 и статора 5, шихтовкой, прессованием и скреплением пакетов 1, 2. A method of manufacturing packages 1, 2 sheets 3, 4 of the stator 5 and rotor 6 of an electric machine includes cutting sheets 3, 4 of the desired circuit 7, 8 by cold stamping from tape 9 of electrical steel on a multi-position stamp 10 using an automatic press complex (not shown in the drawings shown). The cutting of sheets 3, 4 is carried out on a five-position double-row stamp 10 by successive positions of the stamp. In the first position 11, grooves 12 of the sheets 4 of the rotor 6, the central hole 13 of the rotor 6 and the holes 14 for the catch 16 installed in the upper plate 15 of the stamp 10 are cut in two rows simultaneously in two rows in the form of spring-loaded pointed rods. Then the press feed device (not shown in the drawings) moves the tape 9 to the second position 17 of the stamp 10, on which the position of the tape 9 with respect to the elements being cut is more accurately determined, and the contour of 8 sheets 4 of the rotor 6 and the cut sheets are also cut simultaneously on two rows. 4 through the holes 18 in the matrix 19 are pushed into the stacking device 20. After that, the tape 9 is moved by the press feeding device (not shown in the drawings) to the third position 21, which is also first oriented along the traps 16 and cut simultaneously on two rows of grooves 22 of the sheets 3 of the stator 5 and the grooves 23 under the fastening brackets 24. Then move the tape 9 to the fourth position 25, on which the tape 9 is oriented along the catchers 16. Then the tape 9 is moved to the fifth position 26, on which also the tape 9 is first oriented according to the catchers 16, and then two sheets 3 of the stator 5 are cut down simultaneously on the outer contour 7, after which the cut-out sheets 3 of the stator 5 are pushed through the holes 27 in the matrix 19 into the stacking devices 28. As the finished products accumulate whether Stacks in the stacking devices 20 and 28 carry out their removal with the subsequent formation of packages 1, 2 sheets 3, 4 of the rotor 6 and stator 5, by batching, pressing and fastening of packages 1, 2.

После скрепления пакетов 2 листов 4 ротора 6 производят заливку обмотки 29 ротора 6 алюминием с образованием короткозамкнутых колец 30, впрессовку в центральное отверстие 13 пакета 2 листов 4 ротора 6 обработанного вала 31, после чего производят шлифовку шеек 32 вала 31 с напрессованным на него ротором 6. Затем производят обработку наружной поверхности 33 пакета 2 листов 4 ротора 6 относительно шлифованных шеек 32 вала 31 путем закрепления ротора 6 в цангах токарного станка (на чертежах не показано) с возможностью поворота, подведения к его наружной поверхности твердосплавного круглого режущего элемента 34 с вогнутой рабочей поверхностью 35, имеющей режущие кромки 36 с передним и задним углами резания и обработки в режиме резания с одновременной подачей режущего элемента 34 вдоль обрабатываемой поверхности 33 при зафиксированном положении режущего элемента 34 относительно его оси 37 и вращении ротора 6. При этом всю поверхность 33 ротора 6 обрабатывают за один рабочий ход режущего элемента 34, а на обратном холостом ходу круглый режущий элемент 34 поворачивают на угол, составляющий 0,3-1,2^o
Вначале рулон 38 ленты 9 навешивают на разматывающее устройство 39, после чего ленту 9 пропускают через правильно-подающее приспособление 40 между вращающимися валками 41 для устранения дефектов по плоскосности ленты 9 и подачи ленты 9. Затем ленту 9 пропускают через регулятор 42 компенсирующей петли 43 и механизм подачи 44, обеспечивающий заданный шаг подачи, после чего ленту 9 подают в зону штампа 10.After fastening the packages of 2 sheets 4 of the rotor 6, the winding 29 of the rotor 6 is filled with aluminum to form short-circuited rings 30, pressed into the central hole 13 of the package of 2 sheets 4 of the rotor 6 of the machined shaft 31, after which the necks 32 of the shaft 31 with the rotor 6 pressed on it are polished Then, the outer surface 33 of the package of 2 sheets 4 of the rotor 6 is processed relative to the polished necks 32 of the shaft 31 by fixing the rotor 6 in the lathes of the lathe (not shown in the drawings) with the possibility of rotation, bringing to its outer surface of a carbide round cutting element 34 with a concave working surface 35 having cutting edges 36 with front and rear cutting and machining angles in the cutting mode while feeding the cutting element 34 along the machined surface 33 with a fixed position of the cutting element 34 relative to its axis 37 and rotation of the rotor 6. In this case, the entire surface 33 of the rotor 6 is treated in one working stroke of the cutting element 34, and at the reverse idle, the round cutting element 34 is rotated by an angle of 0.3-1.2 ^o
First, the roll 38 of the tape 9 is hung on the unwinder 39, after which the tape 9 is passed through the correct feeding device 40 between the rotating rolls 41 to eliminate defects in the flatness of the tape 9 and the tape 9. The tape 9 is then passed through the regulator 42 of the compensating loop 43 and the mechanism supply 44, providing a given pitch, after which the tape 9 is fed into the zone of the stamp 10.

Могут использовать стапелирующие устройства 20 и 28 в виде четырех направляющих металлических рукавов под каждый ряд вырубаемых листов 3, 4, причем проталкивание производят с обеспечением одинаковой ориентации по форме всех листов в каждом рукаве, а удаление готовых листов производят из каждого рукава в отдельности. Staple devices 20 and 28 can be used in the form of four guide metal sleeves for each row of sheets 3, 4 to be cut, and pushing is performed to ensure the same orientation in the form of all sheets in each sleeve, and the finished sheets are removed from each sleeve individually.

Режущий элемент 34 могут устанавливать с возможностью расположения его оси 37 в режиме резания с наклоном верхнего конца на 2-4^o в сторону его подачи.The cutting element 34 can be installed with the possibility of positioning its axis 37 in the cutting mode with the inclination of the upper end at 2-4 ^o in the direction of its supply.

Могут использовать режущий элемент 34, задний α и передний γ углы заточки которого соответственно составляют 5-8^o и 8-10^o.Can use a cutting element 34, the rear α and front γ sharpening angles of which are respectively 5-8 ^o and 8-10 ^o .

Скорость резания принимают 4-5 м/сек при подаче режущего элемента 34, составляющей 0,5-0,6 мм/об и глубине резания, равной величине снимаемого припуска и составляющей 0,4-0,6 мм. The cutting speed is taken 4-5 m / s when feeding the cutting element 34, a component of 0.5-0.6 mm / rev and a cutting depth equal to the size of the removed allowance and a component of 0.4-0.6 mm.

Более точную ориентацию положения ленты 9 относительно вырубаемых элементов 3, 4 производят с помощью ловителей 16, которые заводят в отверстия 14, образованные в ленте 9. A more accurate orientation of the position of the tape 9 relative to the cut elements 3, 4 is performed using catchers 16, which lead into the holes 14 formed in the tape 9.

После вырубки листов 3, 4 по наружному контуру 7, 8 могут осуществлять разрубку отходов 45 ленты 9 ножами и сбор разрубленных отходов в тару. After cutting sheets 3, 4 along the outer contour 7, 8, they can cut waste 45 tape 9 with knives and collect chopped waste into containers.

Claims

1. A method of manufacturing a rotor of an electric machine, including cutting the desired contour of the rotor sheets from cold stamping from an electrical steel tape by sequential positions on a five-position double-row die of an automatic press complex simultaneously with cutting off the stator sheets, according to which the roll of electrical steel is first hung on an unwinding device, and then it is passed through a correct feeding device between the rotating rolls to eliminate defects on its surface and through the regulator of the compensating loop and the feed mechanism, which provides a predetermined feed pitch, and in the first position, the grooves of the sheets of the rotor, the central hole of the rotor and the holes for the catchers in the form of spring-loaded pointed rods installed in the upper plate of the five-position double row die are simultaneously cut in two rows tape from electrical steel to the second position of a five-position double-row stamp, on which it is more accurately oriented relative to the cut sheets and temporarily on two rows - cutting off the contour of the rotor sheets, which are pushed through the holes in the matrix into the stacking devices, after which the tape is moved from electrical steel to the third position, which is also first oriented along the catchers and the cutting is performed simultaneously on two rows of a multi-position double-row stamp the grooves of the stator sheets and the grooves in them under the fastening brackets, then move the tape from electrical steel to the fourth position at which it is oriented according to the catchers, after whereby it is moved to the fifth position, in which it is also oriented according to catchers, and then stator sheets are cut along two lines of a five-position double-row stamp along the outer contour, which are pushed through the holes in the matrix into stacking devices, as the finished rotor sheets accumulate in stacking devices produce the formation of the rotor package by batching, pressing and fastening sheets in it, after which the formation of short-circuited short-circuited rings of the short-circuited rotor winding by casting aluminum pressed into the central hole of the rotor package of the machined shaft, after which the shaft necks are polished with the rotor pressed on it, then the outer surface of the rotor package is machined relative to the polished shaft necks by fixing the rotor in the collets of the lathe with the possibility of rotation, bringing it to the outer surface carbide round cutting tool with a concave working surface having cutting edges with front and rear cutting and machining angles in the cutting mode with the same mennoy feeding said cutting tool along the surface to be treated in its locked position relative to its axis and rotation of the rotor, the entire rotor surface is treated in one working stroke of the cutting tool during the return stroke which is rotated by an angle 0,3 - 1,2 °.

2. The method according to claim 1, characterized in that they use stacking devices in the form of four guide metal sleeves for each row of chopped sheets, moreover, they are pushed to ensure the same orientation in the shape of all sheets in the sleeve, and the finished sheets are removed from each sleeve in separately.

3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that they use a tape of electrical steel 0.5 mm thick.

4. The method according to claim 1, characterized in that the cutting tool is installed with the possibility of positioning its axis in the cutting mode with the inclination of the upper end at 2 - 4 ° in the direction of its supply.

5. The method according to any one of claims 1 and 4, characterized in that they use a cutting tool, the rear and front sharpening angles of which are respectively 5 - 8 ° and 8 - 10 °.

6. The method according to any one of claims 1, 4, 5, characterized in that the cutting speed is 4 to 5 m / s when feeding a cutting tool of 0.5-0.6 mm / rev and a cutting depth of 0, 4 - 0.6 mm.

7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that after cutting down the sheets of the rotor and stator, they cut the waste tape from electrical steel with knives and collect the cut waste in a container.