轴向开关磁阻电机转子硅钢块的半成品成型结构的制作方法

1.本发明涉及电机领域，尤其涉及一种轴向开关磁阻电机转子硅钢块的半成品成型结构。


背景技术：

2.轴向开关磁阻电机是一种简单、节能的电磁设备。特别是，轴向开关磁阻电机以轴向尺寸小、较高的转矩对惯性比、高功率密度和高效率等优点，被广泛应用于电动汽车、通用工业和家用电器等领域。
3.现有的轴向开关磁阻电机一般采用硅钢片作为定子和转子的叠片材料，以转子为例，其通过硅钢片冲压形成多个不同宽度的片材，然后依次将多个片材按照宽度较大的方式叠合形成多个形状一致的扇形齿块，最后将多个齿块呈环形间隔排列于转子架上，并且每一齿块的多层片材沿着转子架的径向排列，以获得转子。但是多个片材是集中冲压成型的，不利于后续对组成扇形齿块的片材进行归类，进而影响了转子的成型效率，另外，多个片材通过叠合形成的所述齿块，无法保证产品的一致性，进而无法开展工业化批量生产。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种有效提升转子硅钢块成型效率，且实现工业化批量生产的轴向开关磁阻电机转子硅钢块的半成品成型结构。
5.本发明还提供了一种轴向开关磁阻电机转子硅钢块的半成品成型结构，包括：
6.一硅钢片盘，所述硅钢片盘具有内端部和外端部，及贯穿所述内端部和所述外端部的多个固定孔，多个所述固定孔沿着所述硅钢片盘的周向等距间隔排列，并且相邻的两个所述固定孔之间形成硅钢块；
7.多个齿棒，每一所述固定孔内分别插接一所述齿棒；
8.一固型组件，所述固型组件固定于所述内端部和所述外端部上。
9.作为优选的技术方案，所述硅钢块呈梯形，所述硅钢块由多个不同宽度的基片沿梯形高度方向堆叠而成。
10.作为优选的技术方案，所述基片呈弧形结构，所述硅钢块梯形底部呈弧形凸起，所述硅钢块梯形顶部呈弧形凹槽。
11.作为优选的技术方案，所述硅钢块两侧的限位槽，所述限位槽分别贯穿每个所述基片。
12.作为优选的技术方案，所述硅钢片盘还具有上端部和下端部，所述上端部和/或所述下端部上设置有导向槽，所述导向槽与所述硅钢块和所述固定孔之间界定的切割位置相对。
13.作为优选的技术方案，每个所述硅钢块分别对应四个所述导向槽，其中两个所述导向槽分别对应所述硅钢块的左侧，且分设于所述上端部和下端部上，另两个所述导向槽分别对应所述硅钢块的右侧，且分设于所述上端部和下端部上。
14.作为优选的技术方案，所述齿棒一端呈弧形凹槽，其与所述内端部齐平，所述齿棒的另一端呈弧形凸部或者大致水平，以与所述外端部齐平。
15.作为优选的技术方案，所述固型组件包括一内固型件和一外固型件，所述内固型件固定于所述内端部上，所述外固型件固定于所述外端部上。
16.作为优选的技术方案，所述外固型件包括两个卡箍，两个所述卡箍箍紧于所述外端部上。
17.作为优选的技术方案，所述固定孔位于所述上端部和所述下端部的中间位置，并且所述固定孔的宽度与所述硅钢片盘厚度之比大于等于1/2。
18.与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
19.所述硅钢片盘通过所述固定孔分隔成多个形状一致且呈梯形的所述硅钢块，多个所述硅钢块通过切割分离，并可对应组装成一转子，解决了现有技术中片材不易归类的问题，不仅成型方便快捷，还有效提升转子的成型效率。另外所述硅钢块通过两侧的所述齿棒进行周向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块周向的回弹应力，以及所述硅钢块通过所述固型组件进行径向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块径向的回弹应力，以使所述硅钢块的四周得到固定，防止切割后的所述硅钢块发生变形，进而保障产品形状的一致性，实现工业化批量生产。
20.以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
21.图1为本发明所述轴向开关磁阻电机转子硅钢块的成型方法的流程图；
22.图2为本发明所述硅钢片盘的结构示意图；
23.图3为本发明所述硅钢片的结构示意图；
24.图4为本发明所述齿棒的结构示意图；
25.图5为本发明所述固型组件与所述硅钢片盘组装的结构示意图；
26.图6为本发明切割后的硅钢块的结构示意图。
27.图中：100硅钢片盘、1000硅钢片、1001内端部、1002外端部、1003上端部、1004下端部、1100孔部、1200基片、1210限位部、1300导向部、110固定孔、120硅钢块、121限位槽、130导向槽、200齿棒、300固型组件、310内固型件、320外固型件、321卡箍、322紧固件。
具体实施方式
28.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
29.如图2至图6所示，所述轴向开关磁阻电机转子硅钢块的半成品成型结构，包括：
30.一硅钢片盘100，所述硅钢片盘100具有内端部1001和外端部1002，及贯穿所述内端部1001和所述外端部1002的多个固定孔110，多个所述固定孔110沿着所述硅钢片盘100的周向等距间隔排列，并且相邻的两个所述固定孔110之间形成硅钢块120；
31.多个齿棒200，每一所述固定孔110内分别插接一所述齿棒200；
32.一固型组件300，所述固型组件300固定于所述内端部1001和所述外端部1002上。
33.所述硅钢片盘100通过所述固定孔110分隔成多个形状一致且呈梯形的所述硅钢块120，多个所述硅钢块120通过切割分离，并可对应组装成一转子，解决了现有技术中片材不易归类的问题，不仅成型方便快捷，还有效提升转子的成型效率。另外所述硅钢块120通过两侧的所述齿棒200进行周向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120周向的回弹应力，以及所述硅钢块120通过所述固型组件300进行径向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120径向的回弹应力，以使所述硅钢块120的四周得到固定，防止切割后的所述硅钢块120发生变形，进而保障产品形状的一致性，实现工业化批量生产。
34.如图2和图6所示，所述硅钢块120呈梯形，所述硅钢块120由多个不同宽度的基片1200沿梯形高度方向堆叠而成。所述基片1200呈弧形结构，所述硅钢块120梯形底部呈弧形凸起，所述硅钢块120梯形顶部呈弧形凹槽。以与转子架组装后，形成片状的转子(即轴向尺寸小)，以适应轴向开关磁阻电机。在转子结构中，多个基片1200的排列方向与转子的径向保持一致。
35.如图2和图6所示，所述硅钢块120两侧的限位槽121，所述限位槽121分别贯穿每个所述基片1200。其中所述硅钢块120利用限位槽121固定于转子架上，以防止所述硅钢块120在所述转子架上发生轴向移动。
36.如图2所示，所述硅钢片盘100还具有上端部1003和下端部1004，所述上端部1003和/或所述下端部1004上设置有导向槽130，所述导向槽130与所述硅钢块120和所述固定孔110之间界定的切割位置相对。
37.通过设置所述导向槽130，实现切割后所述硅钢块120保持一致性，进而开展工业化批量生产。
38.所述导向槽130从所述内端部1001延伸至所述外端部1002，在一个实施例中，每个所述硅钢块120分别对应四个所述导向槽130，其中两个所述导向槽130分别对应所述硅钢块120的左侧，且分设于所述上端部1003和下端部1004上，另两个所述导向槽130分别对应所述硅钢块120的右侧，且分设于所述上端部1003和下端部1004上。通过在所述上端部1003和所述下端部1004上均设置导向槽130，因此无论硅钢片盘100如何定位，均可沿着所述上端部1003和所述下端部1004上的所述导向槽130进行切割。
39.在另一个实施例中，所述硅钢块120分别对应两个所述导向槽130，两个所述导向槽130分别对应所述硅钢块120的左右两侧，且均位于所述上端部1003上，因此所述硅钢片盘100定位时。所述上端部1003朝上设置，以便通过所述上端部1003的所述导向槽130进行切割。
40.如图2和图4所示，所述齿棒200一端呈弧形凹槽，其与所述内端部1001齐平，所述齿棒200的另一端呈弧形凸部或者大致水平，以与所述外端部1002齐平。
41.所述齿棒200与所述固定孔110的横截面形状一致，例如均呈长方形，当所述齿棒200插入于所述固定孔110后，以对邻近的所述硅钢块120施加压力，防止所述个硅钢块120因切割而变形。并且所述齿棒200的两端分别与所述内端部1001和所述外端部1002齐平，以使所述固型组件300对所述齿棒200同时进行径向固定，以保证所述齿棒200对所述硅钢块120施压。
42.如图5所示，所述固型组件300包括一内固型件310和一外固型件320，所述内固型
件310固定于所述内端部1001上，所述外固型件320固定于所述外端部1002上。
43.具体地，所述外固型件320包括两个卡箍321，两个所述卡箍321箍紧于所述外端部1002上，并通过锁紧件322锁紧。
44.如图2所示，所述固定孔110位于所述上端部1003和所述下端部1004的中间位置，并且所述固定孔110的宽度与所述硅钢片盘100厚度之比大于等于1/2。
45.在保障所述固定孔110不影响所述硅钢片盘100结构稳定的情况下，增加了所述齿棒200与所述硅钢块120的接触面积，进而提升所述齿棒200对所述硅钢块120的压力，进一步避免所述硅钢块120在切割过程中出现变形。其中所述固定孔110的宽度指的是所述固定孔110在所述硅钢片盘100轴向上的尺寸，所述上端部1003和所述下端部1004之间界定了所述硅钢片盘100厚度。
46.综上所述，所述硅钢片盘100通过所述固定孔110分隔成多个形状一致且呈梯形的所述硅钢块120，多个所述硅钢块120通过切割分离，并可对应组装成一转子，解决了现有技术中片材不易归类的问题，不仅成型方便快捷，还有效提升转子的成型效率。另外所述硅钢块120通过两侧的所述齿棒200进行周向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120周向的回弹应力，以及所述硅钢块120通过所述固型组件300进行径向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120径向的回弹应力，以使所述硅钢块120的四周得到固定，防止切割后的所述硅钢块120发生变形，进而保障产品形状的一致性，实现工业化批量生产。
47.如图1至图6所示，所述轴向开关磁阻电机转子硅钢块的成型方法，包括：
48.(a)提供一硅钢片盘100，其中所述硅钢片盘100具有内端部1001和外端部1002，及贯穿所述内端部1001和所述外端部1002的多个固定孔110，多个所述固定孔110沿着所述硅钢片盘100的周向等距间隔排列，并且相邻的两个所述固定孔110之间形成硅钢块120；
49.(b)提供多个齿棒200，逐一将多个所述齿棒200依次插入于所述固定孔110；
50.(c)提供一固型组件300，将所述固型组件300固定于所述内端部1001和所述外端部1002上；
51.(d)沿着所述硅钢块120和所述固定孔110之间界定的切割位置进行切割，以获得组装转子的多个硅钢块120。
52.所述硅钢片盘100通过所述固定孔110分隔成多个形状一致且呈梯形的所述硅钢块120，多个所述硅钢块120通过切割分离，并可对应组装成一转子，解决了现有技术中片材不易归类的问题，不仅成型方便快捷，还有效提升转子的成型效率。另外所述硅钢块120通过两侧的所述齿棒200进行周向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120周向的回弹应力，以及所述硅钢块120通过所述固型组件300进行径向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120径向的回弹应力，以使所述硅钢块120的四周得到固定，防止切割后的所述硅钢块120发生变形，进而保障产品形状的一致性，实现工业化批量生产。
53.如图1至图3所示，所述步骤(a)进一步包括：
54.(a1)藉由一冲压设备冲压硅钢片1000；
55.(a2)藉由一卷制设备并以相同角速度卷制冲压后的所述硅钢片1000，以形成所述硅钢片盘100。
56.所述硅钢片盘100是通过所述硅钢片1000卷绕成型，并在卷绕之前对所述硅钢片1000进行冲压，以形成所述固定孔110等，不仅成型方便快捷，并有利于开展工业化批量生
产。所述硅钢片1000通过挂连接胶等以在卷制过程粘结于一体，并形成所述硅钢片盘100。
57.其中所述硅钢片盘100呈环形，其轴向尺寸较小，具有位于径向方向且相对的所述内端部1001和所述外端部1002，以及具有位于轴向方向且相对的上端部1003和下端部1004。
58.如图3所示，冲压后的所述硅钢片1000具有多个间隔排列的孔部1100，及位于相邻两个所述孔部110之间的基片1200，进而在所述步骤(a2)中，多个所述基片1200逐一卷制形成多个环形排列的所述硅钢块120，多个所述孔部1100逐一卷制形成多个环形排列，且与所述硅钢块120间隔设置的所述固定孔110。
59.具体地，冲压设备提供一冲头模，并在所述硅钢片1000上冲压，以使冲压后的所述硅钢片1000具有间隔设置的所述孔部1100和所述基片1200。其中所述孔部1100的形状保持一致，而所述基片1200的形状不一致，详细地说明，由于所述硅钢块120呈梯形，并且所述硅钢块120梯形顶部呈弧形凹槽，所述硅钢块120梯形底部呈凸起，可见形成所述硅钢块120的多层所述基片1200，其以宽度渐大的方式沿着梯形高度方向(即从所述内端部1001至外端部1002方向)排列，因此所述基片1200的形状不一致。
60.进一步说明，以五个数量的所述硅钢块120为例，其中所述固定孔110的数量与所述硅钢块120的数量一致，并依次间隔设置。在所述步骤(a1)中，所述冲压设备以第一宽度连续冲压所述硅钢片1000六次，以在所述硅钢片1000上形成五个所述间隔设置地孔部1100，以使所述硅钢片1000上形成第一宽度的五个所述基片1200，之后在所述步骤(a2)中，所述卷制设备将五个所述基片1200卷制，并使五个所述基片1200呈依次连接的环形排列，同时所述冲压设备以第二宽度连续所述硅钢片1000五次，以在所述硅钢片1000上形成五个所述间隔设置的孔部1100，以使所述硅钢片1000上形成第二宽度的五个所述基片1200，之后利用卷制设备将五个第二宽度的基片1200卷制于五个第一宽度的基片1200外，并一一对应，如此往复，以形成如图2所示的所述硅钢片盘100。
61.更进一步说明，所述第二宽度大于所述第一宽度，以使在每个所述硅钢块120结构中，多个所述基片1200沿着所述硅钢片盘100径向且以宽度渐大的方式被叠合形成所述硅钢块120。
62.需要说明的是，所述卷制设备并以相同角速度卷制冲压后的所述硅钢片1000，以使每个所述硅钢块120的多个所述基片1200能够一一对应，防止位移偏差而影响所述硅钢块120的成型效果。
63.如图2和图3所示，所述孔部1100位于所述硅钢片1000上下侧的中间位置，即形成的所述固定孔110位于所述上端部1003和所述下端部1004的中间位置，并且所述固定孔110的宽度与所述硅钢片盘100厚度之比大于等于1/2，在保障所述固定孔110不影响所述硅钢片盘100结构稳定的情况下，增加了所述齿棒200与所述硅钢块120的接触面积，进而提升所述齿棒200对所述硅钢块120的压力，进一步避免所述硅钢块120在切割过程中出现变形。其中所述固定孔110的宽度指的是所述固定孔110在所述硅钢片盘100轴向上的尺寸，所述上端部1003和所述下端部1004之间界定了所述硅钢片盘100厚度。
64.如图2和图3所示，所述基片1200的左右两侧分别向内凹陷形成限位部1210，进而在每个所述硅钢块120的结构中，多个所述基片1200两侧的限位部1210分别形成分设在所述硅钢块120两侧的限位槽121。
65.两个所述限位槽121沿着所述硅钢片盘100周向，且分设于所述硅钢块120的两侧。其中所述硅钢块120利用限位槽121固定于转子架上，以防止所述硅钢块120在所述转子架上发生轴向移动。而所述限位部1210是与所述孔部1100一起成型的，并利用卷制形成分设在所述硅钢块120周向两侧的限位槽121，使得所述限位槽121成型更加方便快捷，相对于在所述硅钢块120成型后再冲压形成所述限位槽121来说，保证了所述硅钢块120整体形成的可靠性，进而避免影响产品的一致性。
66.具体地，参考图3，所述限位部1210与所述孔部1100相连通，并且每个所述孔部1100的两侧分别对应一所述限位部1210，可见所述冲头模对应一所述孔部1100及分设在所述孔部1100两侧的所述限位部1210，即所述冲头模在所述硅钢片1000上冲压后，形成如图3所述的孔部1100及分设在所述孔部1100两侧的所述限位部1210，而在后续卷制过程中，所述限位部1210就形成了所述设置在所述硅钢块120上的限位槽121。可见所述限位槽121从所述内端部1001延伸至所述外端部1002，即贯穿每个所述基片1200参考图2。
67.更具体地，所述限位部1210呈半圆形，且位于所述基片1200的中间位置，可见成型后的所述限位槽121位于所述硅钢块120的中间位置。
68.如图2所示，所述硅钢片盘100还具有上端部1003和下端部1004，所述上端部1003和/或所述下端部1004上设置有与所述切割位置相对的导向槽130，进而在所述步骤(d)中，沿着所述导向槽130进行切割。通过设置所述导向槽130，实现切割后所述硅钢块120保持一致性，进而开展工业化批量生产。
69.所述导向槽130从所述内端部1001延伸至所述外端部1002，在一个实施例中，每个所述硅钢块120分别对应四个所述导向槽130，其中两个所述导向槽130分别对应所述硅钢块120的左侧，且分设于所述上端部1003和下端部1004上，另两个所述导向槽130分别对应所述硅钢块120的右侧，且分设于所述上端部1003和下端部1004上。通过在所述上端部1003和所述下端部1004上均设置导向槽130，因此无论硅钢片盘100如何定位，均可沿着所述上端部1003和所述下端部1004上的所述导向槽130进行切割。
70.在另一个实施例中，所述硅钢块120分别对应两个所述导向槽130，两个所述导向槽130分别对应所述硅钢块120的左右两侧，且均位于所述上端部1003上，因此所述硅钢片盘100定位时。所述上端部1003朝上设置，以便通过所述上端部1003的所述导向槽130进行切割。
71.如图2和图3所示，所述硅钢片1000的上侧和/或下侧凹陷形成多个导向部1300，所述导向部1300与所述切割位置相对，进而在所述步骤(a2)中，多个所述导向部1300逐一卷制形成暴露在所述上端部1003和/或所述下端部1004的导向槽130。
72.所述导向部1300可分别与所述限位部1210和所述孔部1100一起成型，并利用卷制形成暴露在所述上端部1003和/或所述下端部1004的导向槽130。使得所述导向槽130成型更加方便快捷，并保证一致性。具体地，每个所述冲头模分别对应一所述孔部1100，两个位于所述孔部1100两侧的所述限位部1210，以及四个分设在所述孔部1100两侧的所述导向部1300，即当所述冲压模对所述硅钢片1000进行一次冲压后，所述硅钢片1000形成相对的一所述孔部1100，两所述限位部1210和四个所述导向部1300。
73.参考图2，所述切割位置指的是所述硅钢块120与所述固定孔110之间的连接处，具体对应所述硅钢块120的左右侧边缘，即沿着所述硅钢块120的左右边缘进行切割，以获得
切割后的所述硅钢块120。参考图3，在所述硅钢片1000上冲压形成，且与所述切割位置相对的所述导向部1300中，所述导向部1300位于所述基片1200的左右边缘，其横截面可呈方形或圆形等，在此不受限制。
74.如图2所示，在每个所述硅钢块120结构中，多个所述基片1200沿着所述硅钢片盘100径向且以宽度渐大地方式被叠合形成所述硅钢块120，并且所述基片1200呈弧形结构，所述硅钢块120的内侧呈弧形凹槽，所述硅钢块120的外侧呈弧形凸起。
75.如图2和图4所示，所述齿棒200与所述固定孔110的横截面形状一致，例如均呈长方形，当所述齿棒200插入于所述固定孔110后，以对邻近的所述硅钢块120施加压力，防止所述个硅钢块120因切割而变形。所述齿棒200可人工或自动实现其与所述硅钢片盘100的装配。
76.具体地，所述齿棒200分别与所述内端部1001和所述外端部1002齐平，以便于所述固型组件300对两者的固定。其中所述齿棒200一端呈弧形凹槽，其与所述内端部1001齐平，所述齿棒200的另一端呈弧形凸部或者大致水平，以与所述外端部1002齐平。
77.其中所述固型组件300对所述内端部1001和所述外端部1002的固定，可手动或自动完成，例如当所述齿棒200与所述硅钢片盘100装配完成后，利用机械手等将固型组件300到所述内端部1001和所述外端部1002上，还通过输送带等提供移动功能，进而实现自动化操作，以提升成型效率。
78.如图5所示，所述固型组件300包括一内固型件310和一外固型件320，进而所述步骤(c)进一步包括：
79.(c1)将所述内固型件310固定于所述内端部1001上；
80.(c2)将所述外固型件320固定于所述外端部1002上。
81.所述内固型件310呈环形，用于对所述内端部1001施加压力，所述外固型件320也可呈环形，用于对所述外端部1002施加压力，进而对所述硅钢块120的径向施加压力，以在切割过程中消除所述硅钢块120径向的回弹应力，进而保障产品形状的一致性，实现工业化批量生产。另外所述内固型件310和所述外固型件320同时对所述齿棒200进行固定，保证了所述齿棒200对所述硅钢块120的周向施压。
82.继续参考图5，所述外固型件320包括两个卡箍321，进而所述步骤(c2)进一步包括：
83.将两个所述卡箍321箍紧于所述外端部1002上，并通过紧固件322锁紧。
84.在所述步骤(d)中，可利用激光或线切割的方式对所述硅钢片盘100进行切割。
85.以激光切割为例，当完成所述固型组件300与所述硅钢片盘100装配后，输送至激光切割设备处，沿着所述导向槽130进行切割，以获得组装成同一转子的多个硅钢块120。
86.在所述步骤(d)之后进一步包括以下步骤：
87.对同一所述硅钢片盘100上的多个所述硅钢块120进行下料，并输送至所述转子成型处且与转子架进行组装，以形成转子。
88.对所述硅钢块120进行下料包括：取下所述固型组件300，以解除所述固定组件300对所述硅钢片盘100的径向施力，此时切割后的所述硅钢块120独立存在，可进行相应的下料。
89.其中被取下的所述固型组件300和所述齿棒200可进行循环使用。
90.可见，同一所述硅钢片盘100上的多个所述硅钢块120，其可对应组装呈一转子，因此可根据转子的要求(包括硅钢块120数量和尺寸等)设计和制定所述硅钢片盘100结构，进而便于所述硅钢块120的归类和整理，提升转子的成型效率。
91.综上所述，所述硅钢片盘100通过所述固定孔110分隔成多个形状一致且呈梯形的所述硅钢块120，多个所述硅钢块120通过切割分离，并可对应组装成一转子，解决了现有技术中片材不易归类的问题，不仅成型方便快捷，还有效提升转子的成型效率。另外所述硅钢块120通过两侧的所述齿棒200进行周向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120周向的回弹应力，以及所述硅钢块120通过所述固型组件300进行径向相对施压，以在切割过程中消除所述硅钢块120径向的回弹应力，以使所述硅钢块120的四周得到固定，防止切割后的所述硅钢块120发生变形，进而保障产品形状的一致性，实现工业化批量生产。
92.以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利采用范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。