一种直列式电机铁芯及其制造方法技术

一种直列式电机铁芯，包括有多个相互冲压叠加、且呈圆形的铁芯冲片，其特征在于：铁芯冲片由直列式带状冲片卷绕而成，每个带状冲片包括若干个相互连接的弧形单元齿块，相邻两个弧形单元齿块由可在外力作用下弯曲的外缘方向上的连接部彼此连接，连接部的下方开豁口，豁口在尖角部位又开有一个内槽口，同一带状冲片中的首尾两个弧形单元齿块上还分别设置有能够互相适配的扣头和卡口。本发明专利技术把未成型的铁芯冲片设计成直列式的带状冲片，可以大大提高冲裁时的材料利用率；弧形单元齿块在连接部位处增设了一个内槽口，减小因卷曲成形带来的相邻弧形单元齿块之间的应力，保证卷绕后的弧形单元齿块之间的贴合更加平稳、牢固。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机铁芯，特别是涉及一种能够实现机械化绕组的电机铁芯结构 及其加工方法，该电机铁芯既可以作为电动机外定子铁芯，也可以作为发电机的转子 铁芯。
技术介绍
传统的铁芯都是在设计成型后，按照形状制作冲压模具，再冲片叠片成型。目 前，针对普通作为内转子的定子铁芯都是使用这样的工艺，因此材料利用率比较低， 一般在50%以内；另一方面，采用传统的工艺方法，由于绕线是通过内圆结构槽绕 线，很难实现机械化作业，因为成型后的铁芯绕线空间很小，槽口也很小，即便是采 用机械化操作，也导致绕线效率偏低。因此，在工业应用中，人们又采用了另一种工艺方法，即使用单根带料巻绕叠片 成型。如申请号89109681.7的中国专利技术专利《电机铁芯无废料制造工艺》就提供一种 电机铁芯低废料制造工艺，它将电机铁芯的齿部及轭部分别用螺旋形巻绕工艺制造， 使硅钢片利用率大大的提高。但是，这种方法虽然将铁芯的齿部、轭部分开加工，为 电机定子自动嵌线提供了方便，但是由于是在铁芯齿部巻绕叠压成型后再绕线，结构 上依旧受电机槽口和线径的限制，实现机械化绕线的难度仍然较大。又如申请号为200610111973.8的中国专利技术专利《旋转电机的叠片铁芯》公开了一 种旋转电机的叠片铁芯，具有第一数量的磁极，第一数量为被2整除的自然数，该叠片 铁芯包括若干弧形单元铁芯，其特征在于各单元铁芯具有第二数量的磁极，第二数量 为除了第一数量的约数之外的自然数，单元铁芯巻绕层叠预定次数，构成方式为通过 等式乂= 9 Xt/360得到单元铁芯的轴向叠层量，X为轴向叠层量，e为单元铁芯的巻绕 角度，以及t为单元铁芯的厚度，并且在圆周方向上彼此毗连的单元铁芯在其外周的一 部分处相互连接。所述专利的叠片铁芯虽然能够减少巻绕层叠时间，但是在巻绕成型 过程中进行自动化绕线的工艺比传统冲压叠片后再绕线的工艺要复杂，对设备的要求 也高，因此，要使用目前普遍使用的冲压式铁芯加工设备，并实现高效的机械化绕 组，还需要设计出一种更为优化的铁芯结构以及相应的加工工艺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种采用冲压叠片成型、材料利用率高、并且容易实现高效化机械绕组的直列式电机铁芯及其制造 方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该直列式电机铁芯，包括有多个 相互冲压叠加、且呈圆形的铁芯冲片，其特征在于所述的铁芯冲片由直列式带状冲 片巻绕而成，每一个带状冲片包括有若干个相互连接的弧形单元齿块，相邻两个弧形 单元齿块由可在外力作用下弯曲的外缘方向上的连接部彼此连接，所述连接部的下方 开有能减小巻绕应力的带张角的豁口，在所述豁口在尖角部位又开有一个内槽口，同 一带状冲片中的首尾两个弧形单元齿块上还分别设置有能够互相适配的扣头和卡口， 所述的扣头和卡口构成一个卡扣结构使得巻绕后的所述带状冲片能够首尾连接。所述的弧形单元齿块横截面可以为适合于带状冲片巻绕成型的任意形状，优选地 采用呈工字型的横截面，包括有齿冠、齿身和齿根，每个弧形单元齿块都可以设 置有若干个叠压连接时所用的铆扣，简单地，可以在齿冠和齿根的中心位置上分别设 置有一个所述的铆扣。为了能够使得带状冲片达到较佳的巻绕效果，在巻绕成型后，相邻弧形单元齿块 之间的贴合更加平稳、牢固，同时，考虑到材料的合理利用率，所述的连接部宽度、 豁口张角3和内槽口的设置都有一定的范围，具体地，可以采用如下的参数范围所述的连接部在圆周的径向宽度范围为0.75 1.5mm;所述的豁口张角0 =360/11度，公差 范围在+0 +60分，其中，n为每一个带状冲片巻绕成圆形后所包含的弧形单元齿块的 数量， 一般地，取n》3。所述的内槽口可以为任意的形状，如圆弧形槽口、椭圆槽口、三角槽口等，目的 是在巻绕成型时，让相邻弧形单元齿块之间在豁口尖角处的挤压材料有一定的容置空 间，减小巻绕应力，防止巻绕时在豁口尖角出现断裂，优选地可以设计呈圆弧张口的 内槽口，并且，所述内槽口的圆弧曲率半径范围为0.25 0.5mm。考虑到有的电机在运行时需要设置霍尔元件，可以在相应地需要设置霍尔元件的 所述的弧形单元齿块的齿根部位预留有霍尔槽。本专利技术制造上述直列式电机铁芯的方法为，包括有以下工艺步骤① 、单片冲裁，可以在同一条板材上一次单列冲裁，或者在一块板材上进行同时 两列对排、四列两两对排或四列以上双数排的冲裁，以获得具有若干个连续相接有弧 形单元齿块的单片带状冲片；② 、冲片叠压，将所述的多个单片带状冲片直接扣式冲叠成一带状冲片组，所述 的弧形单元齿块对应地叠加为弧形单元齿块组，并且，所述的带状冲片组在头尾相应地形成一个由所述的扣头叠加而成的柱状扣条，以及由所述的卡口叠加而成的卡槽；③ 、绕线，将所述带状冲片组的每一个弧形单元齿块组套上绝缘套，并且可以通 过手工或者机械绕上线圈。 、巻绕成型，将绕上线圈的带状冲片组一次巻绕成圆形铁芯，所述的扣条扣入 所述的卡槽内，将所述的带状冲片组的巻绕接口连接起来，此时，为了防止巻绕成型 后的相邻弧形单元齿块组之间过于挤压变形，所述的巻绕后的相邻弧形单元齿块组之 间留有0 lmm的缝隙。如果需要在铁芯上设置霍尔元件，还可以在单片冲裁时，在霍尔元件安装位置所 对应的弧形单元齿块上预留霍尔槽，在带状冲片叠压并巻绕成型后，在相应的霍尔槽 中放置霍尔元件。与现有技术相比，本专利技术的优点在于1)、把未成型的铁芯冲片设计成直列式的 带状冲片，可以大大提高冲裁时的材料利用率，通常可以达到80%，节省了冲裁成 本；2)、带状冲片包括有多个相互连接的弧形单元齿块，这些弧形单元齿块在连接部位处增设了一个内槽口，能够增加巻绕时相邻结构的弧形单元齿块之间的挤压空间， 减小因巻曲成形带来的相邻弧形单元齿块之间的应力，保证巻绕后的弧形单元齿块之 间的贴合更加平稳、牢固，同时，也能够防止豁口尖角的断裂，增强了带状冲片的巻曲韧性；3)、在带状冲片的首尾弧形单元齿块上设计了能够相互卡配的卡扣结构，当 冲片叠压后进行巻绕时，能够通过该卡扣结构方便地将巻绕接口处连接起来，工装方 便，无须其他的结构或工艺，就能够实现一次巻绕成型；4)、采用了先叠压绕线、后 巻绕成型的工艺，主要突出用直列式结构的叠压冲片因为巻绕前空间足够，无论机械 化绕线或者手工绕线都非常容易，尤其是在机械化的自动绕线中，直列式结构的绕线 机的通用性非常强，在提高绕线效率的同时，还省去了专用结构绕线机的投资成本。 另外，采用这种绕线工艺后的铁芯槽口设计不再受绕线的约束，降低了槽口设计的难 度。附图说明图1为本专利技术实施例的电机铁芯绕线结构示意图。图2为图1中A-A向剖视图。图3为本专利技术实施例的具有铁芯冲片截面的铁芯结构示意图(未绕线)。 图4为图3中B-B向剖视图。图5为图3所示铁芯展开后的带状冲片结构示意图。 图6为图5中所示的I部局部放大图。 图7为图5中所示的n部局部放大图。 图8为本专利技术实施例中具有霍尔槽的单元齿块结构示意图。图9为图1和图3中所示的C部局部放大图。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、图2所示，为本专利技术的直列式电机铁芯绕线结构示意图，该铁芯包括由50 片厚为0.5mm的圆形铁芯冲片相互冲压叠加而成，铁芯上套有绝缘体l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直列式电机铁芯，包括有多个相互冲压叠加、且呈圆形的铁芯冲片，其特征在于：所述的铁芯冲片由直列式带状冲片（４）卷绕而成，每一个带状冲片包括有若干个相互连接的弧形单元齿块（４１），相邻两个弧形单元齿块（４１）由可在外力作用下弯曲的外缘方向上的连接部（６）彼此连接，所述连接部（６）的下方开有能减小卷绕应力的带张角的豁口（７），在所述豁口（７）在尖角部位又开有一个内槽口（７１），同一带状冲片（４）中的首尾两个弧形单元齿块（４１）上还分别设置有能够互相适配的扣头（４２）和卡口（４３），所述的扣头（４２）和卡口（４３）构成一个卡扣结构使得卷绕后的所述带状冲片（４）能够首尾连接。

【技术特征摘要】
1、一种直列式电机铁芯，包括有多个相互冲压叠加、且呈圆形的铁芯冲片，其特征在于所述的铁芯冲片由直列式带状冲片(4)卷绕而成，每一个带状冲片包括有若干个相互连接的弧形单元齿块(41)，相邻两个弧形单元齿块(41)由可在外力作用下弯曲的外缘方向上的连接部(6)彼此连接，所述连接部(6)的下方开有能减小卷绕应力的带张角的豁口(7)，在所述豁口(7)在尖角部位又开有一个内槽口(71)，同一带状冲片(4)中的首尾两个弧形单元齿块(41)上还分别设置有能够互相适配的扣头(42)和卡口(43)，所述的扣头(42)和卡口(43)构成一个卡扣结构使得卷绕后的所述带状冲片(4)能够首尾连接。2、 如权利要求l所述的直列式电机铁芯，其特征在于所述的弧形单元齿块(41) 呈工字型，包括有齿冠(411)、齿身(412)和齿根(413)，每个弧形单元齿块(41)在齿 冠(411)和齿根(413)的中心分别具有一个用于叠压连接所述的带状冲片(4)的铆扣(5)。3、 如权利要求l所述的直列式电机铁芯，其特征在于所述连接部(6)在圆周的径 向宽度范围为0.75 1.5mm;所述豁口(7)的张角P =360/11度，公差范围在+0 +60分， 其中，n>3， n为每一个带状冲片(4)所包含的弧形单元齿块(41)的数量；4、 如权利要求l所述的直列式电机铁芯，其特征在于所述的内...

【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]