一种定子骨架的制作方法与流程

1.本文涉及电机设备技术，尤指一种定子骨架的制作方法。


背景技术：

2.随着电动汽车的动力性要求提高，对于新能源电机的扭矩密度及功率密度的要求也在逐步提高，轴向磁场电机的扭矩密度比传统径向电机提升了30％左右，能够输出更大的扭矩。
3.轴向磁场电机分为：单转子单定子结构、双定子单转子kaman结构、单定子双转子torus-nn结构、单定子双转子torus-ns结构、多盘式结构。其中，单定子双转子torus-ns结构避免了单转子单定子结构的内部轴向磁拉力，减少了轴承的磨损，而且单定子双转子torus-ns结构的定子位于两转子之间、且磁路串联，通过采用无轭部的定子铁芯，可以降低定子铁耗，提升电机效率和功率密度。
4.对于采用单定子双转子torus-ns结构和无轭部的定子铁芯的轴向磁场电机，包括定子铁芯和定子骨架，定子铁芯安装在定子骨架上，定子骨架上设有冷却通路。
5.现有的定子骨架，包括底壁构件和侧壁构件，侧壁构件包括多个分体件，多个分体件之间以及底壁构件和多个分体件之间均焊接连接。这种定子骨架焊接步骤特别多，这也是导致定子骨架生产效率低的主要原因。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种定子骨架的制作方法，其焊接步骤少，可有效提升定子骨架的生产效率。
7.本技术提供了一种定子骨架的制作方法，包括：
8.步骤102，制作底壁构件和采用挤压成型工艺制作一体成型结构的侧壁构件，所述侧壁构件包括内环壁、中环壁、外环壁、周向间隔的m个第一分隔壁、周向间隔的m个第二分隔壁和周向间隔的n个第三分隔壁，所述内环壁、所述中环壁和m个所述第一分隔壁构造出沿周向依次设置的m个第一区域，所述中环壁、所述外环壁和m个所述第二分隔壁构造出沿周向依次设置的m个第二区域，m个所述第一区域和m个所述第二区域相对应，n个所述第三分隔壁设置在m个所述第二区域内、并使m个所述第二区域分隔成沿周向依次设置的p个子区，所述底壁构件包括第一通孔和p个第二通孔，p个所述第二通孔沿周向围设在所述第一通孔外；
9.步骤106，将所述底壁构件固定在所述侧壁构件的第一侧，所述第一通孔和所述内环壁的内部构成轴孔，p个所述第二通孔和p个所述子区相对应，且每个所述第二通孔的孔壁在其对应的所述子区的内部构造出环形壁；
10.其中，m为不小于2的正整数，n为不小于m的正整数，p为不小于2m的正整数。
11.在一示例性实施例中，在所述步骤102中，采用挤压成型工艺将铝合金基材制作成一体成型结构的侧壁构件型材，在所述侧壁构件型材上截取出所述侧壁构件。
12.在一示例性实施例中，所述铝合金基材为3系铝合金基材。
13.在一示例性实施例中，在所述步骤106中，所述底壁构件和所述侧壁构件采用钎焊工艺焊接连接。
14.在一示例性实施例中，所述钎焊工艺包括：在所述侧壁构件上形成钎料镀层；将所述侧壁构件和所述底壁构件组装在一起、并置于钎焊作业设备内，所述侧壁构件处于所述底壁构件的上方；在所述钎焊作业设备的加热区融化所述侧壁构件上的所述钎料镀层，融化流动的钎料在重力作用和毛细作用下充满所述侧壁构件和所述底壁构件之间的缝隙；在所述钎焊作业设备的冷却区使所述侧壁构件和所述底壁构件之间缝隙内充满的钎料冷却凝固形成钎焊层。
15.在一示例性实施例中，在所述步骤102和所述步骤106之间，所述制作方法还包括：步骤104，在所述中环壁上与每个所述子区相对应的位置开设第一过液孔，在所述外环壁上与每个所述子区相对应的位置开设第二过液孔
16.在一示例性实施例中，在所述步骤104中，在朝向所述侧壁构件第一侧的所述外环壁的一端通过周向间隔开设多个缺口制作出周向间隔的多个定位凸起，在所述底壁构件的边缘开设周向间隔的多个定位孔；在所述步骤106中，多个所述定位凸起插装在多个所述定位孔内。
17.在一示例性实施例中，在所述步骤102中，所述侧壁构件还包括m个过渡连接段，m个所述第二分隔壁通过m个所述过渡连接段与所述外环壁相连接，且所述过渡连接段的厚度大于所述第二分隔壁的厚度。
18.在一示例性实施例中，在所述步骤104中，在朝向所述侧壁构件第二侧的所述过渡连接段的端壁上开设螺孔。
19.在一示例性实施例中，在所述步骤102中，所述底壁构件采用冲压工艺和整形工艺制成。
20.在一示例性实施例中，m＝n，p＝2m，m个所述第一分隔壁和m个所述第二分隔壁在径向上一一对应，n个所述第三分隔壁一一对应设置在m个所述第二区域内。
21.与相关技术相比，本技术提供的定子骨架的制作方法，侧壁构件为采用挤压成型工艺制成的一体成型结构，其制作工艺简单、且无需进行焊接，底壁构件固定在侧壁构件的第一侧，因此制成的定子骨架工艺简单，生产效率更高。
22.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
23.附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
24.图1为本发明一实施例所述的定子总成的立体结构示意图；
25.图2为图1所示定子总成的分解结构示意图；
26.图3为图1中定子骨架的立体结构示意图；
27.图4为图1中定子骨架的分解结构示意图；
28.图5为图1中底壁构件与侧壁构件进行钎焊前的局部结构剖面示意图；
29.图6为图1中底壁构件与侧壁构件进行钎焊后的局部结构剖面示意图；
30.图7为本技术一实施例所述的定子骨架型材的立体结构示意图；
31.图8为本技术一实施例所述的定子骨架的制作方法的流程图。
32.其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
33.10定子骨架，100底壁构件，110第一通孔，120第二通孔，121环形壁，130定位孔，200侧壁构件，210内环壁，220中环壁，221第一过液孔，230外环壁，231第二过液孔，232定位凸起，240第一分隔壁，250第二分隔壁，260第三分隔壁，270第一区域，280第二区域，281子区，290过渡连接段，291螺孔，300钎料镀层，400钎焊层，500支架构件，510第三通孔，520第四通孔，600侧壁构件型材，700定子绕组。
具体实施方式
34.本技术描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
35.本技术提供了一种定子骨架10的制作方法，如图3至图8所示，包括：
36.步骤102，制作底壁构件100和采用挤压成型工艺制作一体成型结构的侧壁构件200，侧壁构件200包括内环壁210、中环壁220、外环壁230、周向(即定子骨架10的周向)间隔的m个第一分隔壁240、周向间隔的m个第二分隔壁250和周向间隔的n个第三分隔壁260，内环壁210、中环壁220和m个第一分隔壁240构造出沿周向依次设置的m个第一区域270，中环壁220、外环壁230和m个第二分隔壁250构造出沿周向依次设置的m个第二区域280，m个第一区域270和m个第二区域280相对应，n个第三分隔壁260设置在m个第二区域280内、并使m个第二区域280分隔成沿周向依次设置的p个子区281，底壁构件100包括第一通孔110和p个第二通孔120，p个第二通孔120沿周向围设在第一通孔110外；
37.步骤106，将底壁构件100固定在侧壁构件200的第一侧，第一通孔110和内环壁210的内部构成轴孔，p个第二通孔120和p个子区281相对应，且每个第二通孔120的孔壁在其对应的子区281的内部构造出环形壁121；
38.其中，m为不小于2的正整数，n为不小于m的正整数，p为不小于2m的正整数。
39.该定子骨架10的制作方法，侧壁构件200为采用挤压成型工艺制成的一体成型结构，其制作工艺简单、且无需进行焊接，底壁构件100固定在侧壁构件200的第一侧，将定子骨架10制造过程中的部件个数减少为两个，同时省去了侧壁构件200制作过程中的焊接工作，大幅提高了生产效率，降低了生产成本，制成的定子骨架10工艺简单，生产效率更高。
40.在一示例性实施例中，制作方法还包括：步骤104，在中环壁220上与每个子区281相对应的位置开设第一过液孔221，在外环壁230上与每个子区281相对应的位置开设第二过液孔231；
41.其中，如图3和图4所示，每个第二区域280包括的多个子区281，该多个子区281具有的多个第一过液孔221中的一部分为进液孔、另一部分为出液孔，该多个子区281具有的多个第二过液孔231中的一部分也为进液孔、另一部分也为出液孔，而且每个子区281至少
具有一个进液孔和一个出液孔，以此来确保每个第二区域280的多个子区281存在串联的流路，这样相邻的区域就可以通过串联的方式连通，此种方式定子骨架10采用油冷进行冷却的冷却效果会更好。
42.在一示例性实施例中，如图7所示，在步骤102中，采用挤压成型工艺将铝合金基材(或其它等同基材)制作成一体成型结构的侧壁构件型材600，在侧壁构件型材600上截取出侧壁构件200。
43.铝基材的塑性好，更利于挤压成型制作出侧壁构件型材600；另外铝基材的耐腐蚀性能也好，焊接性能也好，侧壁构件200和底壁构件100之间可以通过焊接的方式密封连接，工艺简单。
44.在一实施例中，铝合金基材为3系铝合金基材或其它等同基材。
45.在一示例性实施例中，如图5和图6所示，在步骤106中，底壁构件100和侧壁构件200采用钎焊工艺焊接连接。
46.底壁构件100和侧壁构件200采用钎焊工艺进行焊接，未采用直接熔融母材的工艺进行焊接，钎焊工艺相比于熔融母材的工艺，能够降低底壁构件100和侧壁构件200进行焊接连接过程中的变形，确保制成的定子骨架10尺寸更精确，对于复杂的薄壁结构，钎焊工艺的此优点更为明显。
47.在一示例中，如图5和图6所示，钎焊工艺包括：将侧壁构件200放入电镀池中镀上钎料镀层300；然后取出侧壁构件200、并将侧壁构件200和底壁构件100通过工装夹具组装在一起，组装好的侧壁构件200和底壁构件100置于钎焊作业设备内，且使得侧壁构件200处于底壁构件100的上方：
48.组装在一起的侧壁构件200和底壁构件100进入钎焊作业设备的加热区，侧壁构件200上的钎料镀层300在钎焊作业设备的加热区进行融化，融化的钎料在重力作用和毛细作用下流动而充满侧壁构件200和底壁构件100之间的缝隙；
49.组装在一起的侧壁构件200和底壁构件100进入钎焊作业设备的冷却区，侧壁构件200和底壁构件100之间缝隙内充满的钎料在钎焊作业设备的冷却区冷却凝固，形成钎焊层400，实现侧壁构件200和底壁构件100密封焊接连接；
50.将组装在一起的侧壁构件200和底壁构件100自钎焊作业设备内取出，再拆卸下工装夹具，并对定子骨架10进行检验，即检验成型的定子骨架10的各项尺寸参数及轮廓度公差是否满足设计要求。
51.在一示例性实施例中，如图4所示，在步骤104中，在朝向侧壁构件200第一侧的外环壁230的一端通过周向间隔开设多个缺口制作出周向间隔的多个定位凸起232，在底壁构件100的边缘开设周向间隔的多个定位孔130；在步骤106中，多个定位凸起232插装在多个定位孔130内。在钎焊焊接过程中，融化的钎料也会充满定位凸起232和定位孔130之间的间隙，形成的钎焊层400同时密封定位凸起232和定位孔130之间的间隙。
52.截取的侧壁构件200具有不大于10mm的余量，用于后续加工定位凸起232等结构。多个定位凸起232一一对应插装在多个定位孔130内，对侧壁构件200和底壁构件100的相对位置进行定位，确保侧壁构件200和底壁构件100密封焊接连接在一起之后，p个第二通孔120和p个子区281的位置公差不变。
53.多个定位凸起232和多个定位孔130可以设置成2组、3组、6组或10组等，均可实现
本技术的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本技术的保护范围内。
54.在一示例性实施例中，如图3和图4所示，在步骤102中，侧壁构件200还包括m个过渡连接段290，m个第二分隔壁250通过m个过渡连接段290与外环壁230相连接，且过渡连接段290的厚度大于第二分隔壁250的厚度；在步骤104中，在朝向侧壁构件200第二侧的过渡连接段290的端壁上开设螺孔291(螺孔291背向底壁构件100)。支架构件500包括第三通孔510和p个第四通孔520，螺钉穿过支架构件500旋装在螺孔291内，实现支架构件500和定子骨架10组装在一起，定子绕组位于p个子区281、并通过轴向两端密封固定在支架构件500上的第四通孔520和底壁构件100上的第二通孔120处(与第二通孔120的孔壁形成的环形壁221以及第四通孔520的孔壁形成的环形壁相密封配合)而构成定子总成，轴孔也包括第三通孔510。第二通孔120的孔壁与定子绕组700的配合公差以及第四通孔520的孔壁与定子绕组700的配合工差均设置为0.05～0.1mm，更利于实现定子绕组700同支架构件500和底壁构件100相密封配合。
55.在一示例性实施例中，在步骤102中，底壁构件100采用冲压工艺和整形工艺制成，冲压工艺包括冲压去料和精冲轮廓。底壁构件100经过整形工艺对轮廓进行整形后，再加工各个定位孔130。
56.在一实施例中，如图3和图4所示，m＝n，p＝2m，m个第一分隔壁240和m个第二分隔壁250在径向上一一对应(这样第一区域270和第二区域280在径向上一一对应)，n个第三分隔壁260一一对应设置在m个第二区域280内。
57.m可以是2、3、4、6、8或10等，n可以是m的非整数倍，此时各个第二子区281内的第三分隔壁260的数量则不完全相同，以上均可实现本技术的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述。均应属于本技术的保护范围内。
58.综上所述，本技术提供的定子骨架的制作方法，侧壁构件为采用挤压成型工艺制成的一体成型结构，其制作工艺简单、且无需进行焊接，底壁构件固定在侧壁构件的第一侧，因此制成的定子骨架工艺简单，生产效率更高。
59.在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。