一种分块式电机铁芯及其制造方法技术

一种分块式铁芯，包括由多组可缠绕线圈的扇形齿块拼接而成，每一组扇形齿块又由多个扇形冲片相互叠加构成，其特征在于：每一个扇形冲片为单齿冲片，包括有齿冠、齿身和具有啮合断面的轭部，每一个扇形冲片在齿身底端还延伸有一个上窄下宽的燕尾形凸部，两个相互对应地可啮合在一起的扇形冲片在凸部之间可形成有一个底部宽而开口小的燕尾槽截面。本发明专利技术采用了分块冲压在叠加组合的加工方法，材料利用率提高；单个扇形冲片在齿身底部设计了一个燕尾形凸部，并且相互啮合的两个扇形冲片之间也具有燕尾槽，这样的槽形结构能够将扇形齿块卡固在具有相适配的齿槽结构的定位支架上，无须通过螺钉穿孔固定，结构简单、组装方便，定位精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机制造
，具体地说，是涉及一种可分块式组装的电机铁芯 及其制造方法，该电机铁芯既可以作为电动机内定子铁芯，也可以作为发电机的转子 铁芯。
技术介绍
目前，电机铁芯通常采用冲压叠片方法或者巻绕方法加工而成。其中，巻绕方法 只适合加工曲率半径较大且槽相对比较浅的窄环铁芯，并且主要是适合内开口槽，比 如汽车发电机铁芯，但对于小半径、外开口槽的铁芯用普通的巻绕加工方法无法实 现。因此， 一般铁芯多采用冲压叠片方法，其基本步骤为先根据铁芯的横截面形状 在硅钢片上通过模具体用冲床冲压得到一片一片的冲片，再将冲片叠压在一起成为图 纸要求厚度的铁芯。在冲压过程中，落下来的料片成型为有用的冲片，留在板上的是 废料，根据铁芯横截面形状的不同，这种冲压叠片的加工方法的材料利用率一般在25-50%之间。于是，为了解决传统电机定子中电工冲片的利用率低、槽满率低、端部大、绕组 制造费高得问题，现有专利号为200620020255.5(授权公告号为CN2888726Y)的中国实 用新型《拼装式内定子永磁电机》公开了一种内定子结构的永磁电机，该定子铁心由 多组缠绕着线圏的扇形定子齿块拼接而成，每一组扇形定子齿块是由多个扇形冲片单 元相互叠加构成的，定子绕组是由多个线圈串联或并联构成的。该定子铁心可以作为 直接启动同步电动机或无刷直流电动机的定子，有效地改善了传统电机定子中电工冲 片的利用率低等问题，不存在绕组嵌线的问题。但是，所述的专利在多组齿块拼接成 环形定子本体时，需要采用附着于定子本体两面的环形上压板、环形下压板通过扇形 定子齿块轭部下端的紧固件(如螺栓、螺钉等)才能固定连接成一体，组装比较麻烦， 并且工艺精度不高；其次，由于配件太多，加工非常复杂，在一定程度上增加了生产 成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种工艺精度高、组 装简单的分块式电机铁芯及其制造方法，用该制造方法获得电机铁芯能够明显地提高 材料利用率，并且很容易实现用机械化方式给铁芯绕组。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该分块式铁芯，包括由多组可缠 绕线圈的扇形齿块拼接而成，每一组扇形齿块又由多个扇形冲片相互叠加构成，其特 征在于每一个所述的扇形冲片为单齿冲片，包括有齿冠、齿身和具有啮合断面的轭 部，每一个扇形冲片在齿身底端还延伸有一个上窄下宽的燕尾形凸部，两个相互对应 地可啮合在一起的扇形冲片在所述的凸部之间可形成有一个底部宽而开口小的燕尾槽 截面。于是，叠压在一起的多个扇形冲片在所述的凸部位置形成一凸柱，每组扇形齿块 对应有一个凸柱，当扇形齿块相互拼接时，相邻两个所述的凸柱之间即形成一个如上 所述的底部宽而开口小的燕尾槽。为了在冲压叠加过程能够将各扇形冲片在叠压方向紧密贴合并固定，每一个扇形 冲片在齿冠和/或齿身的合适位置可以设置有一个、两个或多个用于扇形冲片相互定位 的铆扣，简单地，可以在齿冠两端、齿身下部分别设置一个铆扣，能够实现扇形冲片 之间的牢靠叠压。为了保证不同扇形齿块之间的拼接配合平整和相对位置的固定，所述的啮合断面 可以为各种形状的截面，简单地可以为呈短直线-半椭圆-短直线的截面，在每一个扇形 冲片的轭部端面分别形成一个凸起部分和一个凹入部分，所述的凸起部分和一个凹入 部分可以相互啮合形成一个短直线-半椭圆-短直线的裂缝。为了保证相邻扇形齿块的啮合紧密性，并考虑到拼接成型后各扇形齿块之间会由 于挤压受力而产生变形，因此，需要设计合理的啮合面缝隙，可以将相邻扇形齿块之 间的裂缝缝隙设计为0 0.5毫米。无刷电机设计一般需要在非热源区设置光电或磁性(霍尔元件)传感器，用于检 测电机转动位置，此时，还可以在所述的扇形齿块预留有可容置霍尔元件的霍尔槽， 即在对应这组扇形齿片的叠压扇形冲片的齿冠位置预留开出霍尔孔，具体地，可以根 据电机的型号和性能要求，在需要布置霍尔元件的对应角度位置的扇形齿块上设置霍 尔槽。本专利技术制造上述分块式电机铁芯的制造方法为，包括有以下步骤a. 电工钢板单片冲压，获得若干个独立的扇形冲片；b. 将所述的扇形冲片进行机器自动冲压叠加，得到多组具有相同叠加厚度的扇形 齿块；c. 给所述的每一组扇形齿块上绝缘套，并进行机器自动绕线或者手工绕线；d. 拼接成型，将单组已经绕好线的扇形齿块分别依次拼接，然后直接套压在定位 支架上，定位支架和拼接后的扇形齿块之间为过盈配合，所述的扇形齿块在定位支架 上实现分块式铁芯的一次固定成型。为了减少铁芯压制成型后的线头焊接次数，在拼接组合之前可以由机器实现机械化自动绕线，对单组、两组或者两组以上设置有绝缘套的扇形齿块进行连续绕线，大 大提高了给铁芯绕线的效率，当然也可以直接手工绕线，因为不受空间限制，也比较 方便。为了能够实现对每组扇形齿块的定位，方便将不同的分块式扇形齿块固定组合称 为一个完整的铁芯结构，本专利技术设计了一个便于分块式扇形齿块安装的定位支架，该 定位支架的外表面具有和所述扇形冲片的凸部以及啮合后相邻扇形冲片之间形成的燕 尾槽截面分别对应相适配的齿槽结构，定位支架和叠压成组后扇形冲片在这些所述的 凸部和燕尾槽截面紧配固定。所述的定位支架和扇形冲片分开设计，并采用不同的材料加工，具体地说，所述 的定位支架采用复合材料，即可以通过铝合金材料挤压成型，或者通过非金属合成材 料热压成型，还可以通过非金属合成材料注塑工艺结合在轴上面，或者是通过注塑工 艺固定在一个金属套上面，再用金属套跟轴配合。与现有技术相比，本专利技术的优点在于首先，传统铁芯冲片工艺采用一次冲压成 型后叠压的方法，这种工艺冲出来的材料利用率大概只有50%以内，本专利采用了分 块冲压在叠加组合的加工方法，先冲出单个扇形冲片，然后再叠压成扇形齿块，最后 将多组扇形齿块拼接成型，这样的工艺可以使材料利用率提高到70%以上，能够最大 限度的节约硅钢材料；其次，本专利的单个扇形冲片在齿身底部设计了一个燕尾形凸部，并且能够使得 相互啮合的两个扇形冲片之间产生一个燕尾槽，这样的槽形结构能够将冲压叠加而成 的单组扇形齿块卡固在具有相适配的齿槽结构的定位支架上，无须通过螺钉穿孔固定，结构简单、组装方便，定位精度高；另外，传统方式因为铁芯槽口结构没有办法做的太大，导致在粗线径绕制时候必 须由手工完成，效率和合格率都不高，采用本专利的铁芯结构及其制造方法，能够实 现绕线工艺的机械化作业，因为单齿结构的扇形冲片在叠压成一组扇形齿块后便进行 机器单个绕制，不受槽口宽度的限制，很容易实现机械化绕线工艺，提高了合格率和 绕线效率。于是，这种分块式铁芯在成型前，因为槽口宽度不受绕线线径限制可以无 限做小，为大线径、高槽满率的铁芯实现自动绕线提供了技术可能。附图说明图1为安装有本专利技术分块式铁芯的电机轴组件正视图。 图2为图1中所示的A-A向剖视图。 图3为普通的单个扇形冲片的结构示意图。 图4为开有霍尔孔的单个扇形冲片的结构示意图。 图5为相邻两个扇形冲片啮合的结构示意图。图6为图5所示I部的局部放大图。图7为拼接后安装到定位支架上的成型铁芯结构示意图(去掉线圈)。图8为图7中定位支架的结构示意图。图9为图8中所示的B-B向剖视图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图l、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分块式电机铁芯，包括由多组可缠绕线圈（４）的扇形齿块拼接而成，每一组扇形齿块又由多个扇形冲片（５１）相互叠加构成，其特征在于：每一个所述的扇形冲片（５１）为单齿冲片，包括有齿冠（５１１）、齿身（５１２）和具有啮合断面的轭部（５１３），每一个扇形冲片（５１）在齿身底端还延伸有一个上窄下宽的燕尾形凸部（５１４），两个相互对应地可啮合在一起的扇形冲片在所述的两个凸部（５１４）之间可形成有一个底部宽而开口小的燕尾槽截面（６）。

【技术特征摘要】
1、一种分块式电机铁芯，包括由多组可缠绕线圈(4)的扇形齿块拼接而成，每一组扇形齿块又由多个扇形冲片(51)相互叠加构成，其特征在于每一个所述的扇形冲片(51)为单齿冲片，包括有齿冠(511)、齿身(512)和具有啮合断面的轭部(513)，每一个扇形冲片(51)在齿身底端还延伸有一个上窄下宽的燕尾形凸部(514)，两个相互对应地可啮合在一起的扇形冲片在所述的两个凸部(514)之间可形成有一个底部宽而开口小的燕尾槽截面(6)。2、 根据权利要求l所述的分块式电机铁芯，其特征在于每一个扇形冲片(51)在 所述的齿冠(511)两端和齿身(512)下部分别设置有可用于扇形冲片(51)相互定位叠压的3、 根据权利要求l所述的分块式电机铁芯，其特征在于所述的啮合断面为呈短 直线-半椭圆-短直线的截面，在每一个扇形冲片的轭部(513)端面分别形成一个凸起部 分(515)和一个凹入部分(516)，所述的凸起部分(515)和一个凹入部分(516)可以相互啮合 形成一个短直线-半椭圆-短直线的裂缝(7)。4、 根据权利要求3所述的分块式电机铁芯，其特征在于所述的拼接后的相邻扇 形齿块(5)之间的裂缝(7)缝隙为0 0.5毫米。5、 根据权利要求l所述的分块式电机铁芯，其特征在于所述的扇形冲片(51)在 齿冠(5)位置还预留...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁会岩，罗大铖，
申请(专利权)人：宁波北斗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]