專利名稱：一種雙金屬換向片及其加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換向器上的換向片及其加工エ藝，具體涉及ー種雙金屬換向片及其加工エ藝。
背景技術(shù)：
換向器，是電機(jī)中的主要部件，它主要由內(nèi)襯套、內(nèi)襯套外圍的電木主體和排列在電木主體外圍的銅排換向片組成。換向片通常都是由銅材加工而成的，材料浪費(fèi)比較多，成本較大。 近年來也有采用雙金屬的換向片，即與銅材膨脹系數(shù)相近的材料，可以降低成本，但是換向片的質(zhì)量比較重，由于離心力與銅排的質(zhì)量成正比的關(guān)系，運(yùn)用銅材較多的換向片組成的換向器，機(jī)械強(qiáng)度較大，對(duì)換向器的損壞較大，如專利號(hào)為200620070423. I的發(fā)明專利，提供ー種雙金屬換向片包括露出在電木主體外的工作段(I)和伸入電木主體內(nèi)的固定腳(2)，所述換向片有上下兩個(gè)部分(3，4)形成，下半部分(4)至少包括固定腳(2)，所述雙金屬換向片的下半部分采用了與銅膨脹系數(shù)相近且價(jià)格更低的金屬材料。采用上述結(jié)構(gòu)的換向片，由于換向片與電刷的工作面仍為純銅，換向片的質(zhì)量仍較重，成本較高。因此，一種導(dǎo)電性能較好，質(zhì)量較輕，成本較低的雙金屬換向片亟待提出。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供ー種導(dǎo)電性能較好，質(zhì)量較輕，成本較低的雙金屬換向片。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下ー種雙金屬換向片，包括換向片本體，在所述換向片本體上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體包括與電刷直接接觸的工作段和固定在電木主體上的固定腳。優(yōu)選的，所述換向片本體上包覆有ー層金屬銅層。優(yōu)選的，在所述換向片本體的所述工作段的頂端設(shè)置有第一燕尾槽，在所述金屬銅層頂端設(shè)置有與所述第一燕尾槽位置相對(duì)應(yīng)且與之相匹配的第一凸塊。優(yōu)選的，在所述換向片本體的所述固定腳的底端設(shè)置有第二燕尾槽，在所述金屬銅層底端設(shè)置有與所述第二燕尾槽位置相對(duì)應(yīng)且與之相匹配的第二凸塊。優(yōu)選的，在所述換向片本體的所述工作段的兩側(cè)設(shè)置有第三燕尾槽和第四燕尾槽；在所述銅層上與所述第三燕尾槽相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有與之相匹配的第三凸塊，在所述銅層上與所述第四燕尾槽相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有與之相匹配的第四凸塊。優(yōu)選的，所述換向片本體頂端呈弧形，與所述弧形本體位置相對(duì)應(yīng)的所述銅層設(shè)置為弧形。優(yōu)選的，所述換向片本體的所述工作段呈梯形。優(yōu)選的，在所述換向片的所述固定腳底端設(shè)置有凸臺(tái)。ー種雙金屬換向片的加工エ藝，所述エ藝包括如下步驟
(I)選用相對(duì)應(yīng)的鋁芯和銅管；(2)清除鋁芯外表面和銅管內(nèi)表面的氧化膜；(3)將鋁芯用壓カ通過模具壓入銅管內(nèi)，拉伸或軋制；通過擠壓成型形成所需要的外形尺寸；(4)將生產(chǎn)出的換向片進(jìn)行拉拔處理；(5)使用沖床機(jī)構(gòu)對(duì)上述換向片沖壓成型。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是ー種雙金屬換向片，包括換向片本體，在所述換向片本體上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體包括與電刷直接接觸的工作段和固定在電木主體上的固定腳；采用本發(fā)明所提供的雙金屬換向片， 在所述換向片本體上設(shè)置有金屬銅層，提高了導(dǎo)電性能；所述換向片本體由與膨脹系數(shù)和銅相接近的鋁材料制成，使得換向片質(zhì)量更輕了，成本較小，同時(shí)由于離心カ與質(zhì)量成正比的關(guān)系，使得換向器的負(fù)荷變小，這樣換向器的機(jī)械性能得到改善，可以設(shè)計(jì)更高的轉(zhuǎn)速來滿足高速電機(jī)的要求；采用所述雙金屬換向片的加工エ藝，可以使兩種不同的金屬材料結(jié)合成為不可分割的整體，拉拔過程中銅與鋁同比例變徑，銅層體積比則保持相對(duì)恒定不變，節(jié)省了銅資源，降低了成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明ー種雙金屬換向片實(shí)施例I的剖面圖；圖2為本發(fā)明ー種雙金屬換向片實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明ー種雙金屬換向片實(shí)施例2的剖面圖；圖4為由本發(fā)明ー種雙金屬換向片實(shí)施例2構(gòu)成的換向器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明ー種雙金屬換向片實(shí)施例3的剖面圖。圖中數(shù)字所表示的相應(yīng)部件名稱I.換向片本體 2.金屬銅層 3.第一燕尾槽 4.第一凸塊5.第二燕尾槽6.第二凸塊 7.第三燕尾槽 8.第三凸塊9.第四燕尾槽 10.第四凸塊 11.凸
ム
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電性能較好，質(zhì)量較輕，成本較低的雙金屬換向片。實(shí)施例1，
如圖I和如圖2所示，ー種雙金屬換向片，包括換向片本體I，所述換向片本體I包括與電刷直接接觸的工作段(未示出)和固定在電木主體上的固定腳(未示出)；在所述換向片本體I上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體I是采用膨脹系數(shù)與銅相接近的鋁材料制成，所述換向片本體I上包覆有ー層金屬銅層2。在保證換向片與電刷接觸的部分仍采用銅材料，與電刷之間的磨合仍和原純銅換向片相同的情況下，換向片本體采用鋁材料，可以節(jié)省銅資源，節(jié)省成本；同吋，由于鋁的密度是銅密度的30%，在同體積的換向片中，換向片本體I采用鋁材料，可以大大降低銅排重量；另外，換向器在電機(jī)中屬于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的物體，轉(zhuǎn)速可達(dá)姆分鐘35000轉(zhuǎn)以上,離心カ與換向片的質(zhì)量成正比，所述雙金屬換向片由于在 同等體積下減輕了換向片的質(zhì)量，換向器的機(jī)械性能得到改善，因此可以設(shè)計(jì)更高的轉(zhuǎn)速來滿足高速電機(jī)的要求。所述換向片本體I頂端呈弧形，與所述弧形本體I位置相對(duì)應(yīng)的所述銅層2設(shè)置為弧形，所述換向片本體I的所述工作段呈梯形，在所述換向片I的所述固定腳底端設(shè)置有凸臺(tái)11。在本實(shí)施例中，所述換向片本體I與金屬銅結(jié)合采用了包覆焊接制造技術(shù)，將高品質(zhì)銀銅同心地包覆在鋁芯的外表面，并使銅層和鋁芯之間形成牢固的原子間的冶金結(jié)合，使得兩種不同的金屬材料結(jié)合成為不可分割的整體，可以像加工単一金屬絲那樣作拉拔和退火處理，拉拔過程中銅與鋁同比例地變徑，銅層體積比則保持相對(duì)恒定不變，節(jié)省了銅資源，降低了成本。上述雙金屬換向片的加工エ藝，具體包括以下步驟(I)選用相對(duì)應(yīng)的鋁芯和銅管；(2)清除鋁芯外表面和銅管內(nèi)表面的氧化膜，使銅管與鋁芯較好結(jié)合；(3)將鋁芯用壓カ通過模具壓入銅管內(nèi)，拉伸或軋制，使銅管與鋁芯間固相結(jié)合；通過擠壓成型形成所需要的外形尺寸，橫截面拉擠呈T形，拉伸或軋制后銅表面硬度在HB60,使之形成永久性原子間冶金結(jié)合的雙金屬；此處,拉擠成形后的橫截面還可以為扇形，或者可以是兩腰邊為階梯形式的扇形，對(duì)此，本發(fā)明不做限定，視具體情況而定。(4)將生產(chǎn)出的換向片進(jìn)行拉拔處理，使其外形尺寸達(dá)到最終尺寸，硬度達(dá)到HVl 10，使其能夠與電機(jī)碳刷匹配使用；(5)使用沖床機(jī)構(gòu)對(duì)上述換向片沖壓成型。上述實(shí)施例中，在雙金屬換向片的加工エ藝步驟3中，硬度可以在HB55-HB65之間，步驟4中的硬度可以在HV100-HV120之間，具體的實(shí)施方式視具體情況而定，在此，本發(fā)明不做任何限定，以能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明為主。采用上述技術(shù)方案，本實(shí)施例的有益效果是ー種雙金屬換向片，包括換向片本體1，在所述換向片本體I上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體包括與電刷直接接觸的工作段和固定在電木主體上的固定腳；采用本發(fā)明所提供的雙金屬換向片，在所述換向片本體上設(shè)置有金屬銅層2，提高了導(dǎo)電性能；所述換向片本體I由與膨脹系數(shù)和銅相接近的鋁材料制成，使得換向片質(zhì)量更輕了，成本較小，同時(shí)由于離心カ與質(zhì)量成正比的關(guān)系，使得換向器的負(fù)荷變小，這樣換向器的機(jī)械性能得到改善，可以設(shè)計(jì)更高的轉(zhuǎn)速來滿足高速電機(jī)的要求。采用所述雙金屬換向片的加工エ藝，可以使兩種不同的金屬材料結(jié)合成為不可分割的整體，拉拔過程中銅與鋁同比例變徑，銅層體積比則保持相對(duì)恒定不變，節(jié)省了銅資源，降低了成本。實(shí)施例2，如圖3和如圖4所示，其余與實(shí)施例I相同，不同之處在于，在所述換向片本體I的所述工作段的頂端設(shè)置有第一燕尾槽3，在所述金屬銅層2頂端設(shè)置有與第一燕尾槽3位置相對(duì)應(yīng)且與之相匹配的第一凸塊4，在所述換向片本體I的所述固定腳的底端設(shè)置有第ニ燕尾槽5，在所述金屬銅層2底端設(shè)置有與第二燕尾槽5位置相對(duì)應(yīng)且與之相匹配的第二凸塊6。 采用本實(shí)施例技術(shù)方案，可以達(dá)到導(dǎo)電性能較好，質(zhì)量較輕，成本較低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，在換向片本體I與金屬銅層2結(jié)合時(shí)，可以不需通過進(jìn)一歩加工，通過金屬銅層2上的第一凸塊4和第二凸塊6分別與對(duì)應(yīng)的第一燕尾槽3和第二燕尾槽5相套設(shè)，直接將換向片本體I與金屬銅層2組裝，可以節(jié)省加工エ序，進(jìn)而相應(yīng)的降低成本。實(shí)施例3，如圖5所示，ー種雙金屬換向片，包括換向片本體I，所述換向片本體I包括與電刷直接接觸的工作段(未示出)和固定在電木主體上的固定腳(未示出)；在所述換向片本體I上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體I是采用膨脹系數(shù)與銅相接近的鋁材料制成，在所述換向片本體I的所述工作段的兩側(cè)設(shè)置有第三燕尾槽7和第四燕尾槽9 ;在所述銅層2上與所述第三燕尾槽7相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有與之相匹配的第三凸塊8，在所述銅層2上與所述第四燕尾槽9相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有與之相匹配的第四凸塊10。本實(shí)施例中，在所述工作段的外側(cè)設(shè)置有銅層2，內(nèi)部采用鋁材料，同時(shí)與電木相接觸的固定腳，也是采用膨脹系數(shù)與銅相接近的鋁材料，相對(duì)于實(shí)施例I來講，采用的銅層更少，與電刷之間的磨合仍和原純銅的相同，節(jié)省了更多的銅資源，進(jìn)ー步降低了成本。通過將設(shè)置于換向片本體I上的燕尾槽與設(shè)置于銅層2上的凸塊相配合，使換向片本體I與銅層2連接固定，連接方式簡便，操作簡單；在此，本實(shí)施例中的換向片本體I與銅層2的連接方式，還可以直接采用包覆焊接的方式，不要要通過燕尾槽與凸塊匹配結(jié)合而連接，具體的實(shí)施方式，視具體情況而定，本發(fā)明不做任何限定，以能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明為主。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是ー種雙金屬換向片，包括換向片本體1，在所述換向片本體I上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體I包括與電刷直接接觸的工作段和固定在電木主體上的固定腳；采用本發(fā)明所提供的雙金屬換向片，在所述換向片本體上設(shè)置有金屬銅層2，提高了導(dǎo)電性能；所述換向片本體由與膨脹系數(shù)和銅相接近的鋁材料制成，使得換向片質(zhì)量更輕了，成本較小，同時(shí)由于離心カ與質(zhì)量成正比的關(guān)系，使得換向器的負(fù)荷變小，這樣換向器的機(jī)械性能得到改善，可以設(shè)計(jì)更高的轉(zhuǎn)速來滿足高速電機(jī)的要求。采用所述雙金屬換向片的加工エ藝，可以使兩種不同的金屬材料結(jié)合成為不可分割的整體，拉拔過程中銅與鋁同比例變徑，銅層體積比則保持相對(duì)恒定不變，節(jié)省了銅資源，降低了成本。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要 符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.ー種雙金屬換向片，其特征在于，包括換向片本體，在所述換向片本體上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，所述換向片本體包括與電刷直接接觸的工作段和固定在電木主體上的固定腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙金屬換向片，其特征在于，所述換向片本體上包覆有ー層金屬銅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙金屬換向片，其特征在于，在所述換向片本體的所述エ作段的頂端設(shè)置有第一燕尾槽，在所述金屬銅層頂端設(shè)置有與所述第一燕尾槽位置相對(duì)應(yīng)且與之相匹配的第一凸塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙金屬換向片，其特征在于，在所述換向片本體的所述固定腳的底端設(shè)置有第二燕尾槽，在所述金屬銅層底端設(shè)置有與所述第二燕尾槽位置相對(duì)應(yīng)且與之相匹配的第二凸塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙金屬換向片，其特征在于，在所述換向片本體的所述工作段的兩側(cè)設(shè)置有第三燕尾槽和第四燕尾槽；在所述銅層上與所述第三燕尾槽相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有與之相匹配的第三凸塊，在所述銅層上與所述第四燕尾槽相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有與之相匹配的第四凸塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的雙金屬換向片，其特征在于，所述換向片本體頂端呈弧形，與所述弧形本體位置相對(duì)應(yīng)的所述銅層設(shè)置為弧形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙金屬換向片，其特征在于，所述換向片本體的所述工作段呈梯形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙金屬換向片，其特征在于，在所述換向片的所述固定腳底端設(shè)置有凸臺(tái)。
9.ー種雙金屬換向片的加工エ藝，其特征在于，所述エ藝包括如下步驟 (1)選用相對(duì)應(yīng)的鋁芯和銅管； (2)清除鋁芯外表面和銅管內(nèi)表面的氧化膜； (3)將鋁芯用壓カ通過模具壓入銅管內(nèi)，拉伸或軋制；再通過擠壓成型形成所需要的外形尺寸； (4)將生產(chǎn)出的換向片進(jìn)行拉拔處理； (5)使用沖床機(jī)構(gòu)對(duì)上述換向片沖壓成型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙金屬換向片及其加工工藝，雙金屬換向片包括換向片本體，在換向片本體上與電刷接觸的部分設(shè)置有金屬銅，換向片本體包括與電刷直接接觸的工作段和固定在電木主體上的固定腳；采用本發(fā)明提供的雙金屬換向片，在換向片本體上設(shè)置有金屬銅層，提高了導(dǎo)電性能；換向片本體由與膨脹系數(shù)和銅相接近的鋁材料制成，使得換向片質(zhì)量更輕了，成本較小，同時(shí)由于離心力與質(zhì)量成正比的關(guān)系，使換向器負(fù)荷變小，換向器機(jī)械性能得到改善，可設(shè)計(jì)更高的轉(zhuǎn)速來滿足高速電機(jī)的要求；采用所述的加工工藝，可以使兩種不同的金屬材料結(jié)合成為不可分割的整體，拉拔過程中銅與鋁同比例變徑，銅層體積比則保持相對(duì)恒定不變，節(jié)省了銅資源，降低了成本。
文檔編號(hào)H01R43/06GK102684025SQ201110056370
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者張?jiān)品?申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)園區(qū)安固電器有限公司