SU1371512A3 - Способ изготовлени коллекторного сегментного кольца - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  ;: технологии изготовлени  электрических машин и может быть использовано в электротехнической промьшшенности. Цель изобретени  - сокращение времени изготовлени  и повышение качества коллекторного кольца. Способ заключаетс  в формовании методом обработки давлением кольцеобразной заготовки 1 в коллекторное сегментное кольцо. Способ осуществл етс  с помощью инструмента дл  обработки давлением , при котором кольцевой штемпель 16 и формообразующий штемпель 18 за один рабочий ход формуют путем выдав- ливани  заготовку 1 в коллекторное сегментное кольцо с фланцем на конце и хвостовиком, с внутренними ребрами , образующими коллекторные сегменты , и соедин ющими их перемычками. На первом этапе формовани  из заготовки формуют предварительную ступень фланца и хвостовую насадку 24, при этом в установленный промежуток времени в конце первого этапа может полностью образовыватьс  профиль внутренних ребер, образующих коллекторные сегменты, также на крайних участках, граничащих с торцовыми сторонами. На втором этапе выдавливают фланец 4 и хвостовик окончательной формы. Коллекторные сегменты, имеющие полный профиль по всей своей длине, позвол ют осуществить также формование крепежных средств по всей длине сегментов. Благодар  этому у коллекторов возможно осуществить прочное по отношению к центробежным силам крепление сегментов в изол торе , так что они могут быть применимы в быстроходных электрических машинах . 4 з.п. ф-лы, 7 ил. 13 го g (Л 00 ел ю см иг, /3

Description

113

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  электрических машин и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени изготовлени  и повышение качества коллекторного кольца.

На фиг. 1 изображена заготовка дл  коллекторного сегментного кольца ни фиг. 2 - коллекторное сегментное кольцо, продольный разрез; на фиг.З сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - инструмент дл  обработки давлением методом пр мого выдавливани  в конце первого этапа формовани ; на фиг.З - то же, в конце второго этапа формовани ; на фиг. 6 - инструмент дл  обработки давлением методом обрат- ного выдавливани  в конце первого этапа формовани ; на фиг. 7 - то же, в конце второго этапа формовани .

Заготовка 1 дл  коллекторного сегментного кольца 2 коллектора изготавливаетс  из электропроводного ма- териала, например меди. Заготовка 1 имеет форму кольца с круглым нли пр моугольным поперечным сечением. Заготовка 1 может быть образована из отрезка прутка, который согнут в коль- цо.

Дл  того, чтобы отформовать заготовку методом холодной обработки давлением в коллекторное сегментное кольцо 2, из кольцеобразной заготов- ки 1 образуют хвостовик 3 с фланцем 4 на конце. При этом посредством формообразующего штемпел  на внутренней стороне заготовки выполн ют множество аксиальных внутренних ребер, ко- торые расположены на равном угловом рассто нии друг от друга. Внутренние ребра образуют исходную форму дл  коллекторных сегментов 5, которые отделены друг от друга сегментными частичными канавками 6 и св заны по периметру узкими перемычками 7.

Холодна  обработка давлением заготовки I в коллекторное сегментное кольцо 2 происходит в составном инструменте дл  обработки давлением за одну технологическую операцию двум  этапами формовани . Между этапами формовани  предусмотрена коротка  регулируема  пауза.

Нижн   штемпельна  плита 8 снабжена отверстием 9, в которое введена матрица 10, выполненна  в виде полого цилиндра. Торцова  сторона 11 матри

Q 5 0

5 0

Q ,

0

5

122

цы 10 тождественна по форме фланцу 4 обрабатываемого давлением коллекторного сегментного кольца 2. В отверстие 12 матрицы 10 входит нижний штемпель , который служит контрштемпелем 13 и выбрасывателем. Контрштемпель 13 имеет короткий цилиндрический участок 14 меньшего диаметра. К другому концу контрштемпел  13 прилегает управл ющий штемпель (не показан) регулируемого эластичного управл ющего средства (не показано), которое  вл етс , например, гидравлической контропорой.

В средней штемпельной плите 15, котора  имеет возможность перемещени  относительно нижней штемпельной плиты 8, закреплен кольцевой штемпель 16. Его внешний диаметр соответствует диаметру отверсти  9 нижней штемпельной плиты В. Кольцевой штемпель 16 имеет внутреннее отверстие , снабженное продольными зубь ми 17, последние имеют профиль коллекторного сегмента 5. В снабженном зубь ми 17 внутреннем отверстии кольцевого штемпел  16 перемещаетс  в продольном направлении верхний штемпель в качестве формообразующего штемпел  18. Он опираетс  на пружинное устройство 19 системы управлени  инструментом, котора  св зана с верхней штемпельной плитой 20. Средн   15 и верхн   20 штемпельные плиты могут перемещатьс  совместно или относительно одна другой. Формообразующий штемпель 18 по периметру своего формующего участка снабжен выполненными на равном угловом рассто нии друг от друга зубь ми 21, профиль которых соответствует сегментным частичным канавкам 6 коллекторного сегментного кольца 2 и которые простираютс  между зубь ми 17 кольцевого штемпел  16.

В исходном положении (фиг. 4 и 5) инструмента дл  обработки давлением средн   I5 и верхн   20 штемпельные плиты, а также кольцевой 16 и формообразующий 18 штемпели, образующие раздельный штемпель дл  обработки давлением, удерживаютс  в своем верхнем положении дл  осуществлени  вкладывани  заготовки 1. Формообразующий, штемпель 18 вт гиваетс  назад за торцовую сторону 22 кольцевого штемпел  16. Контрштемпель 13 расположен в отверстии 12 матрицы 10 таким об

313

разом, что его торцова  сторона 23 отстоит от торцовой стороны 11 матрицы 10 примерно на толщину формуемого фланца 4.

Заготовку 1 ввод т в отверстие 9 нижней штемпельной плиты 8 так, что она лежит на образующей опору обрабатываемой детали торцовой стороне 11 матрицы 10.

В течение этапа формовани  среднюю 15 и верхнюю 20 штемпельные плиты с кольцевым 16 и формообразующим 18 штемпел ми перемещают на заготовку 1. Кольцевой 16 и формообразующий 18 штемпели перемещают при пр мом выдавливании в том же направлении. Если кольцевой штемпель 16, введенный в отверстие 9 нижней штемпельной плиты 8, ложитс  на заготовку 1, то он останавливаетс , а формообразующий штемпель 18 перемещаетс  далее в заготовку 1 до тех пор, пока не войдет в контакт с торцовой стороной 23 контрштемпел  13 и верхн   штемпельна  плита 20 не с дет на кольцевой штемпель 16 или среднюю штемпельную плиту 15. В этом положении формообразующий штемпель 18 и контрштемпель 13 плотно удерживаютс  один возле другого известными средствами (не показаны). Затем кольцевой штемпель 16 формует заготовку 1, при этом его перемещают относительно щтемпе- л  18 далее в отверстие 9. Лишний материал заготовки 1 вытесн ют в матрицу 10 вплоть до контрштемпел  13 и он образует хвостовую насадку 24 дл  коллекторного сегментного кольца 2. Через устанавливаемый промежуток времени вдоль формообразующего штемпел  18 на предварительной ступени фланца 4 и хвостовой насадки 24 полностью образуетс  профиль внутренних ребер, служащих в качестве коллекторных сегментов 5. В течение этого промежутка времени не происходит движени  штемпел , т.е. первый этап формовани  был закончен ранее (фиг.- 4). Узкий кольцевой зазор 25, образованный между конечным участком 14 контрштемпел  13 и стенками отверсти  12 матрицы 10, благодар  воспри тию выдавленного материала содействует образованию полного профил  внутренних ребер в особенности на конечном участке формуемого хвостовика 3 коллекторного сегментного

5

0

5

5

0

0

5

0

5

0

5

124

кольца 2 в конце первого этапа формовани .

На втором этапе формовани  контрштемпель 13 перемещают обратно в отверстие 12 в нижнее неподвижное конечное положение, ограничивающее длину хвостовика 3 коллекторного сегментного кольца 2. Среднюю 15 и верхнюю 20 штемпельные плиты перемещают на нижнюю удерживающую плиту 8 до тех пор, пока средн   штемпельна  плита 15 не л жет на нижнюю штемпельную плиту 8. Перемещающийс  вместе с ней кольцевой штемпель 16 окончательно формует фланец 4, в то врем  как формообразующий штемпель 18 под вли нием усили  пружинного устройства 19 и силы трени , возникающей при текуче-сти материала между выдавливаемым обрабатываемым материалом и зубчатым профилем, перемещаетс  до нового контакта с торцовой стороной 23 контрштемпел  13 в матрице 10, при этом образуетс  хвостовик 3 с полным внутренним профилем ребер (фиг. 5). На этом второй этап формовани  оканчиваетс .

Коллекторное сегментное кольцо 2 при открытом инструменте продвигают в позицию удалени  детали с помощью контрштемпел  13, служащего в качестве выбрасывател , при возвращении его в исходное положение. С коллекторного сегментного кольца 2 удал ют кромку, образованную в кольцевом зазоре 25, и снабжают его крепежными средствами и изол ционной втулкой, в которой закрепл ют коллекторные сегменты 5.

Затем раздел ют коллекторные сегменты 5 путем удалени  перемычек 7, и выполненные во фланце 4 присоединительные гребешки снабжают гребеш- ковыми шлицами. Таким образом, изготовление коллектора заканчиваетс .

Инструмент дл  обработки давлением методом обратно выдавливани  представлен на фиг. 6 и 7.

Направл юща  плита 26 снабжена продольным отверстием 27, в котором продольно перемещают нижний штемпель в качестве формообразующего штемпел  18. Верхний конец формообразующего штемпел  18 снабжен зубь ми 21, профиль которых соответствует профилю сегментных частичных канавок 6. На нижнюю торцовую сторону формообразующего штемпел  18 действует пружинное

устройство 19 системы управлени  инструментом .

На направл ющей плите 26 закреплена нижн   штемпельна  плита 8, в отверстие 9 которой введена матрица 10 вьтолненна  в виде полого цилиндра. Отверстие 12 матрицы 10 снабжено проход щими в продольном направлении зубь ми 28, которые имеют профиль коллекторных сегментов 5, Торцова  сторона II матрицы 10 образует опору обрабатываемой детали.

Неподвижно расположенный в средней щтемпельной плите 15 кольцевой штемпель 16, который вместе с формообразующим штемпелем 18 образует составной штемпель дл  обработки давлением , перемещают при обратном выдавливании противоположно к формообразующему штемпелю 18. В центральном отверстии 29 кольцевого штемпел  16 перемещают верхний штемпель, служащий здесь в качестве контрштемпел  13. Контрштемпель 13 имеет на нижнем конце конечный участок 14 меньшего диаметра. Верхний конец контрштемпел  13 снабжен буртиком 30, который перемещаетс  в расширенном конечном участке 31 продольного отверсти  и перекрывает кольцевые заплечики 32 в продольном отверстии 29. К торцовой стороне 33 буртика 30 прилегает также управл ющий штемпель регулируемого эластичного управл ющего средства.

В исходном положении инструмента дл  обработки давлением средн   штемпельна  плита 15, имеюща  кольцевой штемпель 16 и перемещающийс  в кольцевом штемпеле 16 контрштемпель 13, отходит от нижней штемпельной плиты 8 и удерживаетс  в самом верхнем положении . При этом контрштемпель 13 прилегает своим буртиком 30 к кольцевым заплечикам 32 кольцевого штемпел  16, Кольцевые заплечики 32 ограничивают движение контрштемпел  13 относительно кольцевого штемпел  16 в направлении на матрицу 10. Аксиальное рассто ние между кольцевыми заплечиками 32 и торцовой стороной 22 кольцевого штемпел  16, а также длина контрштемпел  13 между буртиком 30 и торцовой стороной 23 на конечном участке 14 определ ют длину хвостовой насадки 24, котора  формуетс  на первом этапе. Формообразующий штемпель 18 расположен в исходном положении в матрице 10 таким образом, что его

0

5

0

торцова  сторона не выступает из торцовой стороны 11 матрицы 10.

Заготовку 1 ввод т в отверстие 9 нижней штемпельной плиты 8 так, что она ложитс  на торцовую сторону 11 матрицы 10, образующую опору обрабатываемой детали.

В течение первого этапа формовани  формообразующий штемпель 18 выдвигают из матрицы 10 через заготовку 1 , в то врем  как среднюю штемпельную плиту 15, имеющую кольцевой штемпель 16, перемещают на нижнюю 5 штемпельную плиту 8. При этом кольцевой штемпель 16 погружаетс  на регулируемую длину в отверстие 8 и формует заготовку 1 в предварительную ступень фланца 4 коллекторного сегментного кольца 2. Лишний материал заготовки 1 течет при этом в отверстие 29 кольцевого штемпел  до контрштемпел  13, который своей торцовой стороной 23 плотно прижат к торцовой стороне формообразующего штемпел  18. В этом случае при неподвижных штемпел х 13, 16 и 18 в конце первого этапа в течение установленного отрезка времени в предварительной ступени фланца и хвостовой- насадке 24 между зубь ми 21 формообразующего штемпел  18 образуетс  полный профиль внутренних ребер, а следовательно, коллекторных сегментов 5. Текучесть материала поддерживаетс  еще и тем, что незначительна  часть материала заготовки 1 может течь в узкий, кольцевой зазор 25 по периметру конечного участка 14 контрштемпел  13 (фиг. 6).

Затем производ т второй этап фор- мован и . Кольцевой штемпель 16 нажимает далее на предварительную ступень фланца 4 до тех пор, пока средн   штемпельна  плита 15 не л жет на нижнюю штемпельную плиту 8. В это врем  контрштемпель 13 движетс  назад в свое ограничивающее длину хвостовика 3 положение в отверстии 29 и там удерживаетс . Формообразующий штемпель 18, следующий за контршгем- пелем 13 под вли нием усили  пружинного устройства системы управлени  инструментом и силы трени , образующейс  при текучести материала между вдавливаемым обрабатываемым материалом и зубчатым профилем, перемещаетс  до плотного прилегани  к торцовой стороне 23 контрштемпел  13, при

5

0

5

0

5

13

этом образуетс  хвостовик 3 коллекторного сегментного кольца с полным профилем внутренних ребер дл  коллекторных сегментов 5.

Таким образом, заканчиваетс  второй этап формовани  (фиг. 7).

Коллекторное сегментное кольцо 2 после этого вновь при открытом инструменте выдвигают с помощью контр- штемпел  13, служащего в качестве выбрасывател , при возвращении Е свое исходное положение из отверсти  29 кольцевого штемпел  16 в положение удалени  обработанной детали,

Коллекторное сегментное кольцо 2 аналогично первому варианту исполнени  комплектуют в коллектор.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   . Способ изготовлени  коллекторного сегментного кольца со множеством аксиальных внутренних ребер в хвостовике и фланцем на конце хвостовика заключающийс  в формовании методом холодной обработки давлением кольцеобразной заготовки, отличающийс  .тем, что, с целью сокращени  времени изготовлени  и повышени  качества коллекторного кольца, заготовку , установленную в базирующее устройство инструмента дл  обработки давлением, включающего составной штемпель дл  обработки давлением, части которого имеют возможность перемещени  относительно друг друга, и контрщтемпель, формуют в два этапа на первом этапе формуют предварительно фланец и примыкающий участок хвое- товика с полностью выполненным профилем внутренних ребер, на втором этапе с помощью одной части штемпел  дл  обработки давлением окончательно отформовывают. фланец коллектор- ного сегментного кольца в то врем , как с помощью другой части штемпел  дл  обработки давлением, котора  следует за потоком текучести материала, удлин ющим участок хвостовика, пол- ностью образуют внутренние ребра в измененном хвостовике, при этом на первом этапе сначала образующую аксиальные внутренние ребра внутреннюю часть штемпел  дл  обработки давле- нием ввод т в заготовку до тех пор, пока ее конец не выдвинетс  в аксиальном направлении предусмотренного истечени  материала из стороны

   д

   0

   35

   5 0 gg

   12

   формуемого фланца, обращенной в сторону , противоположную торцовой стороне формуемого коллекторного сегментного кольца, и не осуществит с регулируемой силой нажима плотное прилегание к контрштемпелю, затем с помощью внешней части штемпел  дл  обработки давлением с кольцеобразной рабочей поверхностью благодар  аксиальному движению J направленному против заготовки, при неподвижной внутренней части штемпел  дл  обработки давлением предварительно формуют заготовку, а на втором этапе контрштемпель вт гивают назад и внешн   часть штемпел  дл  обработки давлением проходит путь, соответствующий окончательной толщине фланца, в то врем  как внутренн   часть штемпел  дл  обработки давлением проходит путь, соответствующий длине коллекторного сегментного кольца.
2. 2.Способ по п. I, отличи ю- щ и и с   тем, что образование полного профил  внутренних ребер на всей длине коллекторного сегментного кольца поддерживают во врем  первого этапа формовани  путем образовани  короткого кольцеобразного выступа по торцовой стороне хвостовика предварительно отформованной заготовки, который выступает из торцовой стороны внутренней части формообразующего штемпел  и простираетс  на концевой участок уменьшенного диаметра контрштемпел , прилегающего к торцовой стороне внутренней части формообразующего штемпел .
3. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и- чающийс  тем, что при открывании инструмента дл  обработки давлением коллекторное сегментное кольцо перемещают в регулируемое по высоте положение удалени  обработанной детали контрштемпелём внутренней части штемпел , служащим в качестве выбрасывател .
4. 4.Способ по пп. 1-3, отличающийс  тем, что вьшолнение коллекторного сегментного кольца производ т путем пр мого выдавливани , дл  чего внутреннюю часть штемпел  дл  обработки давлением, образующую внутренние ребра, перемещают во внешней части, отформовывающей фланец,

   и во врем  рабочего хода обе части штемпел  дл  обработки давлением перемещают в том же направлении, при

   Фиг.1

   фиг

   15

   13

   Фиг, 5

   фиг. В

   Редактор Л. Веселовска  Техред М.Моргентал

   Заказ 434/59Тираж 632Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д, 4/5

   - -- .--™-....-. ..в,.™,,. ...М|-.-..- -...-..- ..--....

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   V

   М.«

   фие.7

   Корректор А. Т ско