盘式电机铁芯加工方法及冲床设备技术

本发明专利技术涉及一种加工盘式电机端面槽铁芯的加工方法和应用该方法加工铁芯的冲床设备。所述加工方法特征为：供给铁芯外层槽间与相邻相对应内层槽间的周节差之补偿量发生在铁芯每圈层结束前的补偿角Φ内；料带每槽间补偿量为带料上的槽卷成铁芯后应具有的正确周节和带料被拖过距离之差，这种方法有效地克服了现有技术铁芯加工的误差。所述冲床设备由含误差修正补偿机构的分动器总成、工作台机架总成、带料张紧机架总成组成。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加工盘式电机端面槽铁芯的加工方法和一种应用该方法加工铁芯的冲床设备。盘式电动机是一种新颖的轴向磁场电动机，它与同功率径向磁场感应电动机在相同电性能时比较具有独特的优点，主要表现为结构简单、轴向尺寸短、体积小、重量轻、噪音低、材料省，因此它在建筑起重机械、离心机械、水泵、机床进给系统，特别是自动控制、机器人和家用电器等方面有着广泛的应用和需求。盘式电动机中的铁芯是一个关键部件，它是由带料冲卷而成，卷绕后同时在径向形成直槽(或螺旋槽、斜槽)。(见附图说明图1、图2、图3)为了满足铁芯的这种结构特点，目前已有了加工这种铁芯的专用冲床设备，它能使带料在边冲边绕中制成具有各种槽线(直槽、螺旋槽、斜槽)的铁芯，但铁芯在卷绕过程中存在着无法消除的误差，这一方面是由于现有的专用冲床设备本身不具有消除这些误差的补偿结构所致，另一方面也是最根本的，是现有的专用设备在铁芯的加工方法上存在问题，从而直接导致了铁芯的加工误差。下面对已有技术中的铁芯加工方法作概略的介绍和分析。瑞士Micro-ElectricAG公司，它们已有采用电脑控制的生产盘式电机铁芯的专用冲卷机。该种冲卷机的冲卷方式是以对数螺线作为盘式电机铁芯的数学模型。整个冲卷过程(图4)，以对数螺线为其数学模型的，铁芯是夹在OA、OC边中随工件芯轴不断等分分度，将冲过槽孔的矽钢片带料卷绕到芯轴上，随着铁芯直径不断扩大，其中心延OB向外移动，这样逐渐形成铁芯。这种冲卷方式只要保证铁芯边缘与OA、OC相切，而OA、OC边夹角恒为ψ，即得到等分的直线槽铁芯。这种冲卷方式的缺点关键问题是矽钢片带料是以对数螺线为数学模型进行冲卷，而实际所卷绕出的铁芯决不是对数螺线，可见是存在一定误差的。1982年5月公开的美国专利(U.S.No.4，320，645)刊登了一名为LouisStanley的澳大利亚人专利技术的用来加工盘式冲绕铁芯的专用设备，其基本结构如图5所示。铁芯带料卷绕时，每圈间的周长都有一个增量，提供增量的部位是在后一圈与前一圈搭接部分(即跃升部分)，所以带料的槽与槽间的距离就随铁芯圈数的不断增加而有了相应的增量作补偿。从图5可知这种设备中的补偿由冲模向左移动提供，这种补偿移动是通过工件芯轴上带料每圈搭接迭加时工件芯轴垂直下降由杠杆传递的。但是通过搭接迭加由杠杆传递的这一补偿量无法使铁芯槽间距离补偿到实际需要的位置上，而且冲卷初始时冲头位置与工件芯轴卷绕位置有一定距离，该方法不能准确定位。另外在杠杆传动链内又没有修正量加入机构，所以这种设备在铁芯卷绕中存在着无法消除的误差。本专利技术的目的一方面是为了提供一种盘式电机铁芯的加工方法，它能有效地克服现有技术铁芯加工中的误差及缺点，保证铁芯冲绕的精度;另一方面是为了提供一种运用上述加工方法加工盘式电机铁芯的冲床设备，其上含有消除误差的补偿装置。本专利技术的目的是通过如下方式实现的从铁芯加工方法上讲1.本专利技术铁芯的冲卷方式是以同心圆作为盘式电机铁芯的构造模型，这样就将铁芯看作是由一个相当多层的同心圆带料构成的(见图6)。这种以同心圆作为卷绕铁芯的构造模型与实际情况极其相近。下面进行一些证明和分析，参看图7，实际卷绕在圆柱形芯轴上的铁芯带料由两部分组成。一部分是一个以芯轴中心为圆心的多层同心圆，另一部分是处于每相邻两层起止处的过渡段(过渡段夹角为α);由于卷绕可带料是连续的，它含有一个每层长度相等的直线段和一个以某一点(在带头径向上)为圆心的多层同心圆。该同心圆的夹角即为整个过渡段的夹角α。表一计算了实际铁芯卷绕过程中相邻圈层长度的差值，其中圆柱形芯轴半径为Ro′、带料厚度为b、过渡段夹角为α、达渡段圆弧里层内侧半径为ro′，铁芯圈层数为i。 从表一中可以看到实际卷绕在铁芯上相邻圈周长差为常数2πb。参看图6，这一铁芯是一个以半径R′O的芯轴中心为圆心、带料逐层包绕所组成的一个多层同心圆，它相邻第二圈层与第一圈层带料周长差为C2-C1＝(R2-R1)2π＝(R′O+ 3/2 b-R′O- (b)/2 )2π＝2πb它相邻第i圈层与第i-1圈层带料周长差为Ci-Ci-1＝(Ri-Ri-1)2π＝2π＝2πb这一铁芯与前面所述实际铁芯，它们每相邻圈层带料的周长差都是2πb，因此可以将铁芯看作由一个相当的多层同心圆带料所组成。这是整个铁芯卷绕过程的设计基础。通过上述分析以同心圆作为铁芯的构造模型与实际铁芯情况基本是一致的，但我们也看到，同心圆铁芯舍去了搭接部分(参见图6)，而事实上(见图7)铁芯在冲卷过程中，带料在一圈内存在着一个搭接的过渡部分，由于它的存在，再加工艺、原材料等因素的影响，从而产生误差。但这些误差都已在本专利技术的冲床设备中的专门的补偿机构装置中得到修正和补偿(见后说明)。这样就可以满足铁芯的几何精度要求。2.本专利技术盘式铁芯的冲卷方式盘式铁芯的冲卷方式实际上是一种加工具有端面槽铁芯的方法。首先，它是将带钢水平地缠绕在芯轴上，在带钢的另一端离芯轴的中心距K处冲模在带钢边缘冲槽。芯轴根据铁芯槽数等分分度，每进行一分度后冲模冲槽一次，并给予芯轴中心于在外层槽与相邻对应的内层槽之周节差的正常补偿量，在本专利技术中所述给予正常补偿量的时刻发生在铁芯卷绕时每圈层结束前的补偿角φ内。其次，本专利技术所述的总补偿量为带料的槽卷成铁芯后应具有的正确周节和带料被拖过的距离之差。再次，本专利技术的盘式铁芯加工方法中，所述给矛在铁芯外层槽与相邻相对应内层槽周节差的正常补偿量可通过芯轴相对冲模水平位移或冲模相对于芯轴水平位移来达到;所述总补偿量中除正常补偿量外还可以加入消除铁芯搭接过渡部分造成误差的修正补偿量，该量用与正常补偿量同样的方法传输链来传送。此外，在每圈层结束时在所述总补偿量外还可以加入一初相位补偿量，以形成螺旋槽或斜槽;所述初相位补偿量可通过铁芯的线位移法或角位移法来实现。本专利技术加工铁芯的冲床设备是在现有任一合适冲床上装一套辅助设备从而完成本专利技术加工盘式铁芯的运动及加工要求。所述辅助设备具有三个部分，它们是分动器总成、工作台机架总成、带料张紧机架总成。分动器总成具有输入动力，将分度和补偿精确地合成，能加工直槽、螺旋槽和斜槽铁芯，初始状态可调整等功能。分动器总成可分成四个主要传动部分一、动力输入部分;二、等分分度传动部分;三、正常补偿和误差补偿传动部分;四、初相位补偿机构部分。其中动力输入部分主要结构依次含有一与冲床曲轴相系的可调曲柄摇杆机构，本装置的曲柄与冲床的曲轴有一定的相位差;一与所述曲柄摇杆机构输出轴连接的离合器;由所述离合器输出传动轴带动的一对齿轮，其中被动齿轮通过轴承套与一转动板固定连接。等分分度传动部分主要结构依次含有一不等间歇分动步进机构，该机构含有在所述转动板后端的一等分分度传动结构和一不等间歇正常补偿传动结构;所述等分分度传动结构可调等分角度，并通过一分度轴后端与一初相位补偿机构(初相位补偿机构部分)相连，该机构具有一与所述分度轴后端成固定连接，可被定位的初相位补偿定位板，一与所述初相角补偿定位板固定的行星轮系结构，一与所述行星轮系机构相连、与一分度输出轴成固定连接的十字槽板机构;一补偿挂轮机构(正常补偿部分)，其输入端与所述不等间歇正常补偿传动结构的一输出端成固定连接，该机构决定正常补偿量的大小，其输出端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工盘式电机端间槽铁芯的加工方法，它将带钢水平地卷绕在工件芯轴上，在带钢的另一端中心距为Ｋｉ处有冲模在带钢边缘冲槽，工件芯轴根据加工铁芯槽数Ｚ等分之度，每分度一次后冲模冲槽一次，并给于在铁芯外层槽间与相邻相对应内层槽间周节差的补偿量，其特征在于所述给予补偿量Δ的时刻发生在铁芯成铁芯卷绕时每圈层结束前的补偿角φ内；每槽间补偿量δ为带料上的槽卷成铁芯后应具有的正确周节Ｔ和带料被拖过的距离ｔ之差，总补偿量Δ＝Σδ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许大正，
申请(专利权)人：上海市电机技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]