一種電機(jī)線圈的成型工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種線圈的成型工裝，尤其涉及一種對(duì)盤式無刷無鐵芯永磁電機(jī)的定子用的線圈疊合后進(jìn)行擠壓成型的工裝。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)定子現(xiàn)在包括帶鐵芯電機(jī)和無鐵芯電機(jī)兩種。帶鐵芯的電機(jī)定子是由鐵芯和纏繞在鐵芯上的線圈組成，由于露出在鐵芯的頂端面和底端面的部分線圈形狀不規(guī)則，在定子中安裝轉(zhuǎn)子時(shí)產(chǎn)生一點(diǎn)的阻礙，即轉(zhuǎn)子裝不進(jìn)，或者即使安裝進(jìn)去轉(zhuǎn)子的運(yùn)行也產(chǎn)生影響，另外在定子安裝在定子外殼時(shí)，這些露出鐵芯頂端面和底端面的形狀不規(guī)則的部分線圈也影響定子自身安裝，因此，在定子每次套接好線后都要進(jìn)行整形工序。如中國專利:“一種電機(jī)定子線圈整形裝置(CN2007100319799)”，包括設(shè)置在導(dǎo)向柱上的上導(dǎo)向板和下導(dǎo)向板，上導(dǎo)向板與上模圈相接，下導(dǎo)向板與下模圈相接，上導(dǎo)向板上設(shè)置有與汽缸相接的軸芯，上導(dǎo)向板和下導(dǎo)向板之間設(shè)置有自適應(yīng)的伸縮壓緊機(jī)構(gòu)，該伸縮壓緊機(jī)構(gòu)包括與上導(dǎo)向板相接的上模板，上模板與上模圈相接，上模板和上模圈之間設(shè)置有圍繞成環(huán)狀的上滑塊和上導(dǎo)板，與下導(dǎo)向板相接的下板，下板與下模圈相接，下板與下模圈之間設(shè)置有圍繞成環(huán)狀的下滑塊和下導(dǎo)板，軸芯一端依次穿過上模板、環(huán)設(shè)的上滑塊和上導(dǎo)板、上模圈、下模圈、環(huán)設(shè)的下滑塊和下導(dǎo)板，其端部設(shè)置有下錐體，下錐體滑設(shè)在下導(dǎo)板和下滑塊表面，這是相對(duì)于帶鐵芯的定子線圈的整形。
[0003]對(duì)于軸向磁通的永磁盤式電機(jī)，為了提高電機(jī)的效率，定子是采用無鐵芯的結(jié)構(gòu)，即定子由線圈和高分子材料澆鑄而成。線圈通常具有一對(duì)或多對(duì)為直線段的線圈有效段，以及連接設(shè)置在線圈有效段內(nèi)外端部使線圈成封閉環(huán)形結(jié)構(gòu)的線圈內(nèi)無效段和線圈外無效段。在三相的無刷無鐵芯盤式永磁電機(jī)中，電機(jī)定子中的線圈繞組至少需要有3對(duì)引出線與外接線路連接才能正常工作，因此，線圈繞組需要3的正整數(shù)倍個(gè)的線圈疊合才能使用，當(dāng)需要電機(jī)的功率較大的情況下，只能在定子中設(shè)置較多個(gè)數(shù)的線圈進(jìn)行疊合或者增加單個(gè)線圈的繞制圈數(shù)來實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于定子需要較多個(gè)數(shù)的線圈的情況下，目前的普遍做法是把線圈進(jìn)行多層疊放設(shè)置，由于每個(gè)線圈本身具有一定的厚度，且線圈整體為平面結(jié)構(gòu)，因此，使得疊合形成的線圈繞組的厚度較大，生產(chǎn)出的定子的體積較大，增大了電機(jī)的體積。同時(shí)，電機(jī)在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的兩側(cè)面轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)工作時(shí)所能利用的是各線圈的直線段與轉(zhuǎn)子上的磁鋼對(duì)應(yīng)部分即線圈有效段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由于線圈繞組上的各線圈與轉(zhuǎn)子通常是平行設(shè)置的，因此，遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)到達(dá)轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)變得較弱，使得電機(jī)的磁利用率較低，生產(chǎn)出的電機(jī)扭矩較小，且由于線圈繞組上的各線圈與兩側(cè)的轉(zhuǎn)子之間的距離存在差異，技術(shù)人員很難根據(jù)電機(jī)參數(shù)精確地設(shè)計(jì)出電機(jī)實(shí)際所需的功率大小。還有，由于疊合形成線圈繞組的單個(gè)線圈都是平面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，即線圈的內(nèi)、外無效段與線圈有效段相平，因此疊合形成的線圈繞組在注塑成定子后，線圈繞組的內(nèi)外邊緣部無法與定子的內(nèi)外部凸起形狀配合，使得注塑成的定子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低。正是由于上述這些缺陷的存在，使得現(xiàn)有的無刷無鐵芯盤式永磁電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)大功率電機(jī)的推廣應(yīng)用。因此，電機(jī)生產(chǎn)廠家希望能把多個(gè)線圈相互疊壓后把有效段進(jìn)行壓平以解決上述問題，但由于現(xiàn)有的定子線圈基本上是由導(dǎo)線繞制而成的，因而線圈在擠壓時(shí)線圈的有效段容易發(fā)生變形或壓壞，而目前的市場(chǎng)上還沒有可以將多個(gè)線圈相互疊壓后把有效段進(jìn)行整平的成型工裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種能將多個(gè)線圈相互疊壓后把有效段進(jìn)行整平，線圈成型效率高，操作簡(jiǎn)單，成型效果好的電機(jī)線圈的成型工裝；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的線圈成型不能大批量生產(chǎn)，手工繞制效率低，容易損壞的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的:一種電機(jī)線圈的成型工裝，其特征在于:包括上成型結(jié)構(gòu)和下成型結(jié)構(gòu)，上、下成型結(jié)構(gòu)之間設(shè)有線圈安裝空隙，所述的安裝空隙包括線圈有效段的壓平空隙和線圈內(nèi)外無效段的內(nèi)外變形空隙，內(nèi)變形空隙設(shè)置在壓平空隙的內(nèi)部，外變形空隙設(shè)置在壓平空隙的外部，所述的上成型結(jié)構(gòu)包括有上成型板，上成型板上設(shè)有上插孔，在上成型板的下方設(shè)有上整形平面，所述的下成型結(jié)構(gòu)包括有下成型板，在下成型板上設(shè)有與上插孔對(duì)應(yīng)的下插孔，在下成型板上設(shè)有與上整形平面對(duì)應(yīng)的下整形平面，上、下插孔連成插孔，在插孔內(nèi)設(shè)有插針，插孔和插針均貫穿上、下整形平面，上、下整形平面之間的空隙為線圈有效段的壓平空隙，上、下整形平面的徑向長(zhǎng)度小于或等于線圈有效段的長(zhǎng)度。
[0006]利用上、下成型結(jié)構(gòu)安裝到液壓機(jī)內(nèi)，插針固定在插孔內(nèi)，兩個(gè)插針卡住一個(gè)線圈的其中一條有效段，插孔和插針個(gè)數(shù)要根據(jù)待成型線圈的總的有效段條數(shù)而設(shè)定，當(dāng)插針固定在下插孔內(nèi)后，把所有線圈依次放置在下成型結(jié)構(gòu)上，同時(shí)使線圈的每一條有效段都卡在兩個(gè)插針之間，然后啟動(dòng)上成型結(jié)構(gòu)向下壓，將由插針固定的所有線圈進(jìn)行壓平。
[0007]使用在三相電機(jī)上的線圈至少是三個(gè)一組，固定在工裝上的線圈必然是3的倍數(shù)，在使用時(shí)，所有的線圈交疊在一起，且必須保證每個(gè)線圈的平直段都處于同一平面內(nèi)。如果單個(gè)進(jìn)行壓平，很難保證最后安裝時(shí)所有線圈的平直段還是位于同一平面，因此，將所有線圈同時(shí)進(jìn)行壓平，提高效率的同時(shí)，也提高了線圈的導(dǎo)通率。
[0008]在上下成型結(jié)構(gòu)中間留有線圈有效段的壓平空間，讓上成型結(jié)構(gòu)向下壓時(shí)，將有所有線圈的效段壓至壓平空間內(nèi)，使得所有線圈的有效段壓至同一平面，保證成型線圈的使用效果。而線圈的內(nèi)外無效段，比如線圈內(nèi)外端的弧形連接部分，這部分是可以接受變形的，因此為了保證有效段在同一平面，交疊的內(nèi)外無效段是必然變形，有凸起或者凹陷，內(nèi)外無效段的內(nèi)外變形空隙的深度是大于有效段的壓平空隙的。
[0009]在上下成型結(jié)構(gòu)上均布多個(gè)插孔，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)線圈進(jìn)行同時(shí)壓平，提高效率，使得成型出的線圈具有較多對(duì)數(shù)的有效段，可以用于生產(chǎn)大功率的電機(jī)。插孔是貫穿上、下整形平面的，插針插入插孔內(nèi)形成類似一個(gè)個(gè)樁體，各個(gè)線圈依次套接在其上進(jìn)行定位，保證最大程度的伸直，每?jī)蓚€(gè)插針夾設(shè)在一個(gè)線圈的其中一條有效段的兩側(cè)，當(dāng)上成型結(jié)構(gòu)向下壓而使線圈的內(nèi)外無效段變形時(shí)，插針可以阻止線圈的有效段向兩側(cè)的插針方向發(fā)生扭曲變形，配合上下成型結(jié)構(gòu)中間留有線圈有效段的壓平空間，使得線圈在成型過程中，線圈有效段始終保持直線形不變，成型出的線圈磁利用率高，減少電機(jī)發(fā)熱量，提高電機(jī)使用壽命。
[0010]上整形平面和上成型板可以是一體成型也可以是分開的兩個(gè)構(gòu)件，作為優(yōu)選，選擇將兩者合成一體制造，上整形平面是上成型板的一個(gè)平面，下整形平面是下成型板的一個(gè)平面，上下整形平面之間放置線圈，在上成型板向下壓時(shí)，對(duì)固定在下成型板上的線圈進(jìn)行壓平。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，且能同時(shí)對(duì)多個(gè)線圈進(jìn)行整平。整形平面的平整度較高，直接作用在線圈的有效段上，對(duì)線圈進(jìn)行壓平，且線圈的有效段在壓平過程中不易變形，成型效果好。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述的上成型板包括有上壓盤，在上壓盤的下方設(shè)有上整形塊，所述的上整形平面設(shè)于上整形塊的底部，所述的下成型板上開設(shè)有凹槽，在凹槽的底部設(shè)有向上凸起的下整形塊，所述的下整形平面設(shè)于下整形塊的頂部，上、下整形塊的外徑小于凹槽的內(nèi)徑，上、下整形塊與凹槽的側(cè)壁形成線圈外無效段的外變形空隙。使用時(shí)，上整形塊隨著上壓盤的下壓而深入至凹槽內(nèi)，同時(shí)，上整形塊底部的上整形平面配合下整形平面對(duì)多個(gè)疊合線圈的有效段進(jìn)行壓平，對(duì)于上、下整形塊的外部且與凹槽的側(cè)壁之間形成的空隙，留作擠壓成型時(shí)線圈外無效段的外變形空隙，使線圈外無效段在擠壓成型過程中自然變形，減少成型過程中上、下成型結(jié)構(gòu)對(duì)線圈外無效段的擠壓，降低線圈在成型過程中被壓壞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0012]作為優(yōu)選，所述的上整形平面內(nèi)設(shè)有向上凸起的上成型槽，所述的下整形平面內(nèi)設(shè)有下凹的下成