一种定子冲片叠压模具及定子铁心预应力叠压工艺

摘要

本发明公开了一种定子冲片叠压模具及定子铁心预应力叠压工艺，该定子冲片叠压模具包括第二压板以及位于第二压板上方的压块、压轴和第一压板，所述定子冲片叠压模具还包括心轴，所述心轴上设置有锁紧单元，所述第二压板和/或所述第一压板区分为水平部、倾斜部和压实部，所述倾斜部自所述水平部内侧倾斜延伸至所述压实部而成。使用定子冲片叠压模具的定子铁心预应力叠压工艺，克服了定子铁心传统的制造工艺中由于定子冲片齿部不稳从而刮伤定子绕组的绝缘，形成定子绕组对地击穿使电机烧损的难题，使得叠压后定子铁心齿部冲片间存在一定压力，齿部紧密不松动，从而防止了电机运行时齿部冲片抖动，确保电机运行可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及电机制备领域，具体是涉及一种定子冲片叠压模具以及使用该 种模具进行定子铁心预应力叠压的工艺。

背景技术

定子铁心压装齿部的弹开程度，会受到冲片毛刺、冲片材料、冲片涂层、 定子铁心结构、压装力等因素的影响，定子铁心齿部的弹开度会影响后面的定 子嵌线以及整个电机性能，因此尽量减少铁心压装齿部的弹开就显得非常重 要。

电机定子铁心传统的压紧工艺是将由硅钢片冲制而成的定子冲片经专用 定子铁心压装工具叠压后，再通过液压机加压设定的压力，在该压力下，给定 子铁心上紧扣片或采用氩弧焊焊接，最后卸下压装工具。

参见图9，现有技术中定子铁心叠压工艺流程为:

1、将叠压模具中的下压板、心轴、涨套固定好（心轴和涨套处于自由状 态），而后套入定子压圈；

2、将整理好的冲片按图纸要求数好数量（或重量称好），首先把大约20～ 25mm一叠的冲片套入涨套，插入一根槽样棒，再把数好的冲片全部套入涨套上；

3、涨紧铁心，此时，若长度超过250mm时必须分两次涨紧；

4、放上定子压圈及上压板，将定子冲片按规定的压力加压；

5、测量铁心长度是否达到要求，并作出适当的调整；

6、将扣片放在扣片槽903内，用压扣片工具将扣片压平、撑紧，然后打 弯上、下两端，使其紧密扣紧；

7、将扣片两端和定子压圈用焊紧，松去压力，取下压板以及槽样棒，再 取出铁心，完成定子铁心叠压工艺。

定子铁心传统的制造工艺，在我国机电行业一直沿用至今，这样的传统工 艺由于定子铁心压装时受到压力的是定子冲片的轭部902，此压力由压床经定 子铁心压圈传递至定子冲片的轭部902，并也由处于定子冲片外径均布的扣片 扣紧，使定子铁心齿部901回弹，齿部901片间松开，在电机处于运行状态时， 定子铁心内50Hz的交变磁场，使齿部901的铁心冲片按轴向发生往复抖动， 刮伤定子绕组的绝缘，形成定子绕组对地击穿使电机烧损。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明要解决的技术问题是，如何提供一种新型的定子冲片叠压模 具，使得叠压出的定子铁心能够克服现有技术中电机运行时齿部冲片抖动的问 题，进而确保电机运行可靠。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种定子冲片叠压模 具，包括第二压板以及位于第二压板上方的压块、压轴和第一压板，所述定子 冲片叠压模具还包括心轴，所述心轴上端设置有锁紧单元，所述第二压板和/ 或所述第一压板区分为水平部、倾斜部和压实部，所述倾斜部自所述水平部内 侧向上倾斜延伸至所述压实部而成。

作为本发明所述的定子冲片叠压模具的一种优选方案，其中：所述倾斜部 自所述水平部内侧向上倾斜延伸至所述压实部形成圆台状。

作为本发明所述的定子冲片叠压模具的一种优选方案，其中：所述圆台状 其轴截面的底角为15°。

一种定子冲片叠压模具，其包括第一压板、第二压板、贯穿第一压板和第 二压板的心轴，位于第一压板和第二压板之间套设在心轴上的压轴和套设在心 轴外的压块以及与心轴配合将第一压板和第二压板锁固的锁紧单元，所述第二 压板形成有圆锥形凸台，所述第一压板形成侧边倾斜的圆盘形凹陷。

作为本发明所述的定子冲片叠压模具的一种优选方案，其中：所述圆锥形 凸台是包围压块的外围。

作为本发明所述的定子冲片叠压模具的一种优选方案，其中：所述圆锥形 凸台的轴截面的底角为15°，所述侧边倾斜的圆盘形凹陷的倾斜角为15°。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种新的定子铁心叠压工艺，以 使定子铁心两端一定尺寸（根据定子铁心的直径和长度决定）的定子冲片齿部 片间存在一定预应力，使得齿部紧密不松动。

一种定子铁心预应力叠压工艺，其首先是使用所述定子冲片叠压模具将定 子冲片压制成定子冲片的齿部倾斜的定子冲片，然后自第二压板向上依次将一 定高度的正向冲制方向压制成的定子冲片、一定高度的齿部平整的定子冲片和 一定高度的反向冲制方向压制成的定子冲片套入所述压块，而后进行施压压 平，安装上定子铁心扣片，撤除压力，完成定子铁心的叠压。

本发明具体是按照以下顺序的操作步骤实现定子铁心预应力叠压工艺的：

步骤一，齿部加工，使用所述定子冲片叠压模具将定子冲片压制成定子冲 片齿部倾斜的定子冲片；

步骤二，预应力叠加，将一定高度的正向冲制方向齿部倾斜的定子冲片套 入压块底端，然后将一定高度的齿部平整的定子冲片套入压块，最后将一定高 度的反向冲制方向的齿部向下压的定子冲片套入压块上端，然后放入压轴，盖 上第一压板，再放置液压床上按照设定的压力施压；

步骤三，定子铁心叠压完成，安装上定子铁心扣片，撤除压力，将带有定 子铁心的压装工具吊下压床，然后松开锁紧单元，卸下第一压板，吊出压轴和 压块，完成定子铁心的叠压。

作为本发明所述的定子铁心预应力叠压工艺的一种优选方案，其中：所述 步骤一中定子冲片的齿部倾斜的定子冲片，其倾斜角度为15°。

作为本发明所述的定子铁心预应力叠压工艺的一种优选方案，其中：所述 步骤二中一定高度的正向冲制方向齿部倾斜的定子冲片以及一定高度的反向 冲制方向的齿部向下压的定子冲片，其所述一定高度皆由定子铁心的直径和长 度所决定。

采用本发明所述技术方案，具有如下有益技术效果：

本发明首先提供了一种新型的定子冲片叠压模具，该模具可以对定子冲片 进行预应力叠加处理，使得定子冲片的齿部倾斜一定的角度，经长期摸索验证， 倾斜的角度过大、过小均不妥，15°为最理想状态，角度小于15°，定子冲片 齿部片间压力不够；角度过大，对定子冲片齿根部矽钢片氧化膜有损伤，影响 齿部片间绝缘。

本发明使用定子冲片叠压模具的定子铁心预应力叠压工艺，克服了定子铁 心传统的制造工艺中由于定子冲片齿部不稳从而刮伤定子绕组的绝缘，形成定 子绕组对地击穿使电机烧损的难题，使得叠压后定子铁心齿部冲片间存在一定 压力，齿部紧密不松动，从而防止了电机运行时齿部冲片抖动，确保电机运行 可靠。

附图说明

图1是本发明一个实施例所述定子冲片叠压模具的主体剖面示意图。

图2是本发明另一个实施例所述定子冲片叠压模具的主体剖面示意图。

图3是本发明又一个实施例所述定子冲片叠压模具的主体剖面示意图。

图4是本发明一个实施例中所述复数个定子冲片未进行预应力叠压时示意 图。

图5是本发明一个实施例中正向冲制方向定子冲片齿部上翘15°角示意 图。

图6是本发明一个实施例中反向冲制方向定子冲片齿部下压15°角示意 图。

图7是本发明所述定子铁心预应力叠压工艺进行预应力叠加时示意图。

图8是经过预应力叠压后定子冲片齿部存在着一对相向的内应力F1、F2示 意图。

图9是现有技术中定子铁心结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其仅用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1～图8所示，其中包括：压块1、压轴2、心轴3、锁紧单元4、第 一压板5、第二压板6、定子冲片7、定子冲片齿部8、水平部9、倾斜部10、 压实部11。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自 始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元 件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能 理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“底”、“顶” 等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述 本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本 发明的限制。

如图1所示，其为本发明的一个实施例所述定子冲片叠压模具的主体剖面 示意图。在这一实施例中，该定子冲片叠压模具，包括第二压板6以及位于第 二压板6上方的压块1、压轴2和第一压板5，第二压板6分为水平部9、倾斜 部10以及压实部11，第一压板5也区分为水平部9、倾斜部10以及压实部11， 所述的压块1、压轴2位于第二压板6的压实部11和第一压板5的压实部11 之间，所述定子冲片叠压模具还包括心轴3，所述心轴3上设置有锁紧单元4， 该锁紧单元4可以为螺母。

在这一实施例中，第一压板5和第二压板6的倾斜部10，皆自所述水平部 9内侧向上倾斜延伸至所述压实部11而成，形成圆台状，所述圆台状其轴截面 的底角为α，且α为15°。

参见图1，该定子冲片叠压模具，也可以理解为，其包括第一压板5、第 二压板6、贯穿第一压板5和第二压板6的心轴2，位于第一压板5和第二压 板6之间套设在心轴2上的压轴2和套设在心轴2外的压块1以及与心轴2配 合将第一压板5和第二压板6锁固的锁紧单元4，所述第二压板6形成有圆锥 形凸台，该圆锥形凸台是包围压块1的外围且其轴截面的底角为15°；所述第 一压板5形成侧边倾斜的圆盘形凹陷，所述侧边倾斜的圆盘形凹陷的倾斜角为 15°。

参见图5、图4，使用图1所示的这一定子冲片叠压模具，将定子冲片7 压制成定子冲片齿部8上翘15°的形状，即正向冲制方向的定子冲片7。

如图2所示，其为本发明的另一个实施例所述定子冲片叠压模具的主体剖 面示意图。在该实施例中，这一定子冲片叠压模具，只有第二压板6区分为水 平部9、倾斜部10以及压实部11，第二压板6的倾斜部10，自所述水平部9 内侧向上倾斜延伸至所述压实部11而成，形成圆台状，所述圆台状其轴截面 的底角为15°。

此时，由于只有第二压板6区分为水平部9、倾斜部10以及压实部11， 所以，压制出的定子冲片齿部8其上翘角度自15°递减，在实际操作时，直接 区分出定子冲片齿部8上翘15°的定子冲片7即可。

当然，该实施例也可替换为只将第一压板5区分为水平部9、倾斜部10 以及压实部11的情形。

如图3所示，其为本发明的又一个实施例所述定子冲片叠压模具的主体剖 面示意图。在此实施例中，此定子冲片叠压模具，第二压板6分为水平部9、 倾斜部10以及压实部11，第一压板5也区分为水平部9、倾斜部10以及压实 部11，所述的压块1、压轴2位于第二压板6的压实部11和第一压板5的压 实部11之间，所述定子冲片叠压模具还包括心轴3以及所述心轴3上的锁紧 单元4、压块1和压轴2。

在此实施例中，第一压板5和第二压板6的倾斜部10，皆自所述水平部9 内侧向下倾斜延伸至所述压实部11而成，形成圆台状，所述圆台状其轴截面 的底角为15°。

参见图6、图4，使用图3所示的这一定子冲片叠压模具，将定子冲片7 压制成定子冲片齿部8向下压15°的形状，即反向冲制方向的定子冲片7。

参见图1～图8，本发明的技术方法是使定子铁心两端一定尺寸（根据定子 铁心的直径和长度决定）的定子冲片齿部8片间存在一定预应力，其工艺路线 为：

1、齿部加工，使用所述定子冲片叠压模具将定子冲片7压制成定子冲片 齿部8倾斜的定子冲片7：放置定子冲片7时，一定高度（设为L₁）放置正向 冲制方向的定子冲片7（一般为5～6片）,另一定高度（设为L₂）放置反向冲 制方向的定子冲片7（一般为5～6片）。在定子冲片7放满压块1高度后，放 入压轴2，盖第一压板5，拧紧螺母，然后放置压床上施压。

然后取下带有定子冲片7的定子冲片叠压模具，松开螺母，卸下第一压板 5，吊出压轴2和压块1。

这样，原来定子冲片齿部8平整的定子冲片7压成定子冲片齿部8上翘15 °的定子冲片7，其中50%的定子冲片7为正向冲制方向，50%的定子冲片7为 反向冲制方向，可供多台电机定子铁心使用。

2、预应力叠加，将一定高度的正向冲制方向齿部倾斜的定子冲片7套入 压块1底端，然后将一定高度的齿部平整的定子冲片7套入压块1，最后将一 定高度的反向冲制方向的齿部向下压的定子冲片7套入压块1上端，然后放入 压轴2，盖上第一压板5，再放置液压床上按照设定的压力施压：先将h₂(即 2L₁)高度的正向冲制方向定子冲片7齿部8上翘15°的定子冲片7套入压块1 “垫底”，然后将高度为2（L-h₁-h₂）的定子冲片7齿部8平整的定子冲片7 套入压块1，最后将高度为h₁(即2L₂)反向冲制方向的定子冲片7齿部8下压 15°的定子冲片7压入压块1“盖帽”，然后放入压轴2，盖上第一压板5，拧 紧螺母，再放置液压床上按设定的压力施压。

3、定子铁心叠压完成，安装上定子铁心扣片，撤除压力，将带有定子铁 心的压装工具吊下压床，然后松开锁紧单元4，卸下第一压板5，吊出压轴2 和压块1，完成定子铁心的叠压。此时，经过预应力叠压后，高度为2L₁正向 冲制方向上翘15°的定子冲片齿部8，高度为2L₂反向冲制方向下压15°的定 子冲片齿部8均已压延展平整过定子冲片7冲制方向保持一致，定子铁心两端 L₁和L₂尺寸内的定子冲片齿部8存在着一对相向的内应力F₁、F₂，消除了定子 冲片齿部8片间间隙。

综上，本发明关键技术就是采用了使定子冲片齿部8上翘15°机械角，经 长期摸索验证，上翘的角度过大、过小均不妥，15°最理想，角度小了，定子 冲片齿部8片间压力不够；角度过大对定子冲片齿部8矽钢片氧化膜有损伤， 影响齿部片间绝缘。采用本查新项目新工艺后，再没有发生电机因齿部松动， 刮伤绕组绝缘而使电机烧损的质量事故。

采用本发明所述定子铁心预应力叠压工艺，克服了定子铁心传统的制造工 艺中由于定子冲片齿部8不稳从而刮伤定子绕组的绝缘，形成定子绕组对地击 穿使电机烧损的难题，使得叠压后定子铁心齿部冲片间存在一定压力，齿部紧 密不松动，从而防止了电机运行时齿部冲片抖动，确保电机运行可靠。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可 以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。