一种新形直流无刷电机的定子铁芯及电机冲片生产工艺的制作方法

1.本发明属于直流无刷电机技术领域，具体涉及到一种新形直流无刷电机的定子铁芯及电机冲片生产工艺。


背景技术：

2.电机包含定子和转子，定子和转子均采用的材质是硅钢片，目前常见的电机转子、定子的生产方式通常都是一套模具生产，或者把落下的废料再使用单冲模生产另外一个产品，现有生产方式存在材料利用率不高，生产效率低的问题，不利于人们的使用。且随着硅钢片价格的上涨，电机制造成本成为制约产品价格的主要因素。
3.传统直流无刷电机定子外形有两种结构形式，一种是圆形，另一种是多边形，尤其以四边形结构居多；传统多边形电机常见的外形结构中，边与边的连接处是尖角过渡方式。这种尖角过渡连接方式，模具凸模刀口不好加工，在定子芯片冲制过程中，模具刀口容易发生崩口损坏。模具维修量大，模寿命短，铁芯加工成本进一步加高。
4.中国发明专利(申请号cn202111507149.5)公开了一种多组台阶绕线槽电机定子铁芯的制造工艺，包括以下工艺步骤：步骤a、上料；步骤b、冲绕线槽孔：具体包括以下子步骤：子步骤b1、冲a槽孔；子步骤b2、冲b槽孔；每对a槽孔和b槽孔之间经间隔部相隔开；子步骤b3、冲c槽孔；将间隔部完整冲落后得到若干个绕线槽孔；步骤c、冲计量孔或扣点；步骤d、冲内孔；步骤e、落料；步骤f、多次循环步骤b至步骤e，以获得绕线槽宽度不同的多片定子铁芯单片体；步骤g、叠片：将多片定子铁芯单片体相互扣合，得到定子铁芯成品。该方案使用条料冲制圆形电机定子铁芯，会导致废料过多、成本过高，且只针对单列条料进行冲制，效率低下。
5.中国实用新型专利(申请号cn202022291906.7)公开了一种2极铝线电机用定子冲片，包括定子冲片本体，定子冲片本体中间设有圆形通孔，圆形通孔内壁上设有一组均匀分布的冲片槽；所述冲片槽包括槽体，槽体内侧端设有平面的槽底，槽体的外侧端设有槽口，且槽体和槽口之间还设有倾斜连接面；所述槽体的两侧壁为斜面，槽底和斜面之间设有倒圆角；所述槽底的宽度为6.35-6.42mm，倒圆角的半径为2.4-2.6mm；斜面与竖直面之间的夹角为7-9
°
，倾斜连接面与竖直面之间夹角为45-50
°
，其电机的边角部均采用尖角方式进行过渡，在冲片冲压时，刀具容易存在发生崩口损坏，模具维修量大，模寿命短，成本高。
6.如何降低电机生产制造成本，提高原材料的利用率，解决尖角结构的电机定子铁芯模具维修量大、模寿命短的缺陷是需要解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种新形直流无刷电机的定子铁芯及电机冲片生产工艺，该方案有着成本低、模具寿命长、生产效率高的优点。
8.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新形直流无刷电机的定子铁芯，包括若干片层叠的冲片，所述冲片包含长方体形的主体结构，所述主体结构的四个角部设
置有圆角结构，所述主体结构的四个侧面上均设置有梯形凸起结构，所述梯形凸起结构的厚度与所述主体结构的厚度相等，所述主体结构的四个角部均开有安装孔，所述冲片上开有沿圆形阵列的9个冲片槽，相邻所述冲片槽的侧面平行且等距的设置，9个所述冲片槽的中心位置开有定子内孔，每个所述冲片槽与所述定子内孔之间均开有布线口，层叠的所述冲片的两个相对的侧面上设置有焊接结构。
9.上述方案中层叠的冲片结构相同，层叠后固定在一起形成定子铁芯，长方形的主体结构方便在条料上进行排布，边角处的废料量少，主体结构的四个角部设置有圆角结构，同时设计铁芯冲制刀具，可简化芯片冲模加工，同时大大减少芯片冲模崩口故障，减少芯片冲模维修量，有效降低冲片加工成本，由于定子内部结构的设置需要考虑连接线圈，容易发生变形，在定子外侧设置梯形凸起结构，增加定子铁芯轭部的宽度，防止铁芯变形，开有安装孔用于连接螺栓进行定子铁芯的固定，冲片槽的侧面平行且等距的设置，用于连接漆包线，固定线圈，冲片槽的中心位置开有定子内孔，用于安装转子，开有布线口供绕线使用，层叠的所述冲片的相对的两个侧面上通过焊接结构进行焊接，将冲片进行固定。
10.进一步的，所述主体结构为正方形，所述定子内孔位于所述主体结构的中心位置，所述定子内孔的直径为所述主体结构边长的0.5-0.7倍。
11.正方形主体结构上定子内孔设于中心位置，结构规则，性能均匀，定子内孔的直径为所述主体结构边长的0.5-0.7倍，保证定子直径足够大的同时保证定子结构的稳定性。
12.进一步的，所述梯形凸起结构的高度为所述主体结构边长的0.03-0.08倍，在每个所述梯形凸起结构上的两侧位置均设置有叠铆点，所述梯形凸起结构的角部设置有圆角结构，所述梯形凸起结构与所述主体结构连接过渡部位设置为弧形结构，所述定子铁芯的厚度为其边长的0.2-0.5倍。
13.梯形凸起结构的高度如此设置，加强定子轭部的强度防止变形，同时避免增加过多成本，梯形凸起结构上设置叠铆点用于叠铆将定子冲片固定在一起，叠铆和焊接固定方式二选一进行。设置有圆角结构、弧形结构，避免形成尖角，减少冲模刀具崩口故障，减少芯片冲模维修量，通过调整定子铁芯的厚度能够实现电机的不同性能要求，厚度范围如此设置保证电机的性能符合要求。
14.进一步的，所述梯形凸起结构包含两个左右凸起结构和两个前后凸起结构，每个所述前后凸起结构的顶边、底边之和小于或等于两个所述左右凸起结构顶边的间距。
15.顶边、底边如此设置保证冲片在冲压条料上梯形凸起结构沿进料方向交错布置，不发生干涉，降低边角废料量，提高原料利用率。
16.进一步的，所述焊接结构包含两道平行的焊接槽，所述焊接槽设置在所述梯形凸起结构的左右两侧。
17.通过在层叠的所述冲片的两个相对的侧面上分别设置两道焊接槽，焊接槽设置在左右两侧，来进行固定，保证冲片层叠的稳定性。
18.进一步的，所述冲片槽包含顶面、底面和两个侧面，所述布线口的宽度小于所述冲片槽的顶面宽度的一半。
19.所述冲片槽包含顶面、底面和两个侧面，为梯形形状，冲片槽的顶面、底面可带有弧度，冲片槽内部边角处为圆角过渡，布线口宽度如此设置，保证冲片槽对线圈的固定作用。
20.一种电机冲片生产工艺，包含如权利要求1-6任一项所述的新形直流无刷电机的定子铁芯，包括如下步骤：
21.s1：通过动力装置将条料步进送入冲床，通过对料带的两侧进行定位，将条料分成至少两列进行冲压，相邻两列条料的模具间隔半个工位设置，使相邻两列条料上定子冲片的梯形凸起结构沿进料方向交错布置；
22.将条料步进送入，对料带的两侧进行定位，方便各个工位对条料进行冲压，保证精度，将条料分成至少两列，相邻两列条料的模具间隔半个工位设置，梯形凸起结构沿进料方向交错布置，能够减少两列条料间的余料，提高条料利用率，同时两列模具的部件可以共用，降低模具设计成本，减小模具占地面积；
23.s2：先冲制定子的焊接槽、导正孔，导正孔用于后续冲压时的定位，然后冲制转子槽孔，接着冲制转子中心孔，再对转子冲片进行冲压落料，转子冲片落料处形成转子落料孔；
24.通过冲压模具进行冲压，先将转子部分冲压、落料，方便对定子内孔进行冲压，转子和定子在同一单位长度的条料上冲制，提高原料利用率，考虑到模具压力均匀分布，焊接槽、导正孔可在一起冲压，冲压转子槽孔和转子中心孔后对转子冲片进行落料；
25.s3：通过所述导正孔定位，先在所述转子落料孔的外圈冲定子的9个冲片槽，然后冲制定子的安装孔，再冲制所述定子内孔及布线口；
26.先冲冲片槽再冲定子内孔，可以保证冲压冲片槽时对冲片槽内外侧进行支撑固定，若需要叠铆点时可以和定子的安装孔同步冲制，最后冲定子内孔及所述布线口完成定子冲片内部结构冲制；
27.s4：对定子冲片进行落料，定子冲片的外圈边角处通过弧形模具进行冲压。
28.定子冲片的外圈边角处通过弧形模具进行冲压，避免冲压模具刀口处形成尖角，减少冲模崩口故障和冲模维修量，有效降低冲片加工成本。定子冲片落料后，可设置废料切断结构，对废料切断，方便回收。
29.进一步的，步骤s2及s4中，在冲床的下方分别设置有垂直于进料方向的输送装置，对下料进行输送。
30.设置输送装置对落料进行运输，输送装置可以是输送带，输送带可以连接收集装置。
31.进一步的，相邻的两列条料中领先半个工位的第一列条料在s3步骤中设置有至少一个空位，使两列条料上定子落料间隔至少一个半工位，在s4步骤中两列条料分别在定子落料处设置所述输送装置。
32.如此设置，可以使两列条料的定子冲片间隔落料，防止干涉。
33.进一步的，相邻的两列条料中冲压模具的刀具形状不同，用于生产不同的定子冲片型号。
34.刀具形状不同，对应凹模不同，两列条料可以实现不同型号的定子冲片同步生产，分别落料，能够降低单套模具的制造成本。适用于定子冲片外形一致，且两种冲片型号都需要生产的情况。同理，也可以在步骤s2中设置至少一个空位，通过对模具位置分布的控制使落料处错开，在两列条料转子落料处分别设置输送装置，进行不同型号的转子冲片的同步生产。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36.1.通过将电机定子冲片上的尖角部分改为圆角结构，可简化芯片冲模加工，同时减少芯片冲模崩口故障，减少芯片冲模维修量，有效降低冲片加工成本；
37.2.通过设计多列冲片交错布置、同步冲压的结构和工艺，定子冲片和转子冲片共用条料冲压，提高原材料的利用率，减少废料的产生，降低电机冲片的原材料成本；
38.3.通过多列冲片同步冲压的工艺，提高了模具的生产效率，部件可以共用，降低单套模具的制造成本；
39.4.通过设置梯形凸起结构加宽定子铁芯轭部的宽度，防止铁芯变形，加强铁芯的稳定性。
附图说明
40.图1为本发明的实施例1的一种新形直流无刷电机的定子铁芯中冲片的正视图；
41.图2为本发明的实施例1的一种新形直流无刷电机的定子铁芯的正视图；
42.图3为图2的左视图；
43.图4为本发明的实施例2的一种新形直流无刷电机的定子铁芯中冲片的正视图；
44.图5为本发明的实施例3的一种电机冲片生产工艺中冲压模具的排样图；
45.图中：1、主体结构；2、圆角结构；3、梯形凸起结构；4、安装孔；5、冲片槽；6、定子内孔；7、布线口；8、焊接槽；9、叠铆点；10、条料；11、导正孔；12、转子中心孔；13、转子槽孔。
具体实施方式
46.下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语前、后、左、右等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.实施例1
48.如图1-3所示，一种新形直流无刷电机的定子铁芯，包括若干片层叠的冲片，所述冲片包含长方体形的主体结构1，所述主体结构1的四个角部设置有圆角结构2，所述主体结构1的四个侧面上均设置有梯形凸起结构3，所述梯形凸起结构3的厚度与所述主体结构1的厚度相等，所述主体结构1的四个角部均开有安装孔4，所述冲片上开有沿圆形阵列的9个冲片槽5，相邻所述冲片槽5的侧面平行且等距的设置，9个所述冲片槽5的中心位置开有定子内孔6，每个所述冲片槽5与所述定子内孔6之间均开有布线口7，层叠的所述冲片的两个相对的侧面上设置有焊接结构。
49.上述方案中层叠的冲片结构相同，层叠后固定在一起形成定子铁芯，长方形的主体结构1方便在条料10上进行排布，边角处的废料量少，主体结构1的四个角部设置有圆角结构2，圆角结构2，半径6mm，同时设计铁芯冲制刀具，可简化芯片冲模加工，同时大大减少芯片冲模崩口故障，减少芯片冲模维修量，有效降低冲片加工成本，由于定子内部结构的设
置需要考虑连接线圈，容易发生变形，在定子外侧设置梯形凸起结构3，增加定子铁芯轭部的宽度，防止铁芯变形，开有安装孔4用于连接螺栓进行定子铁芯的固定，冲片槽5的侧面平行且等距的设置，用于连接漆包线，固定线圈，冲片槽5的中心位置开有定子内孔6，用于安装转子，开有布线口7供绕线使用，层叠的所述冲片的相对的两个侧面上通过焊接结构进行焊接，将冲片进行固定。定子铁芯的厚度为25mm-47mm。
50.进一步的，所述主体结构1为正方形，所述定子内孔6位于所述主体结构1的中心位置，所述定子内孔6的直径为所述主体结构1边长的0.5-0.7倍。
51.正方形主体结构1上定子内孔6设于中心位置，主体结构1边长100mm，定子内孔6直径66.2mm，结构规则，性能均匀，定子内孔6的直径为所述主体结构1边长的0.5-0.7倍，保证定子直径足够大的同时保证定子结构的稳定性。
52.进一步的，所述梯形凸起结构3包含两个左右凸起结构和两个前后凸起结构，每个所述前后凸起结构的顶边、底边之和小于或等于两个所述左右凸起结构顶边的间距。
53.顶边、底边如此设置保证冲片在冲压条料10上梯形凸起结构3沿进料方向交错布置，不发生干涉，降低边角废料量，提高原料利用率。
54.进一步的，所述焊接结构包含两道平行的焊接槽8，所述焊接槽8设置在所述梯形凸起结构3的左右两侧。
55.通过在层叠的所述冲片的两个相对的侧面上分别设置两道焊接槽8，焊接槽8设置在左右两侧，来进行固定，保证冲片层叠的稳定性。
56.进一步的，所述冲片槽5包含顶面、底面和两个侧面，所述布线口7的宽度小于所述冲片槽5的顶面宽度的一半。
57.所述冲片槽5包含顶面、底面和两个侧面，为梯形形状，冲片槽5的顶面、底面可带有弧度，冲片槽5内部边角处为圆角过渡，布线口7宽度如此设置，保证冲片槽5对线圈的固定作用。
58.实施例2
59.如图4所示，本实施例的一种新形直流无刷电机的定子铁芯，在实施例1的基础上进行进一步的优化：
60.进一步的，所述梯形凸起结构3的高度为所述主体结构1边长的0.03-0.08倍，在每个所述梯形凸起结构3上的两侧位置均设置有叠铆点9，所述梯形凸起结构3的角部设置有圆角结构2，所述梯形凸起结构3与所述主体结构1连接过渡部位设置为弧形结构，弧形结构半径2mm，所述定子铁芯的厚度为其边长的0.2-0.5倍。
61.梯形凸起结构3的高度如此设置，加强定子轭部的强度防止变形，同时避免增加过多成本，梯形凸起结构3上设置叠铆点9用于叠铆将定子冲片固定在一起，叠铆和焊接固定方式二选一进行。设置有圆角结构2、弧形结构，避免形成尖角，减少冲模刀具崩口故障，减少芯片冲模维修量，通过调整定子铁芯的厚度能够实现电机的不同性能要求，厚度范围如此设置保证电机的性能符合要求。
62.取消所述焊接结构及焊接槽8，直接通过铆接方式来固定定子冲片。
63.实施例3
64.如图5所示，一种电机冲片生产工艺，包含如权利要求1-6任一项所述的新形直流无刷电机定子铁芯，包括如下步骤：
65.s1：通过动力装置将条料10步进送入冲床，通过对料带的两侧进行定位，将条料10分成至少两列进行冲压，相邻两列条料10的模具间隔半个工位设置，使相邻两列条料10上定子冲片的梯形凸起结构3沿进料方向交错布置；
66.将条料10步进送入，对料带的两侧进行定位，方便各个工位对条料10进行冲压，保证精度，将条料10分成至少两列，相邻两列条料10的模具间隔半个工位设置，梯形凸起结构3沿进料方向交错布置，能够减少两列条料10间的余料，提高条料10利用率，同时两列模具的部件可以共用，降低模具设计成本，减小模具占地面积；条料步距为109.5mm，条料宽度224mm，冲压部分模具长度1500mm。模具结构紧凑，降低占地面积和成本。
67.s2：先冲制定子的焊接槽8、导正孔11，导正孔11用于后续冲压时的定位，然后冲制转子槽孔13，接着冲制转子中心孔12，再对转子冲片进行冲压落料，转子冲片落料处形成转子落料孔；
68.通过冲压模具进行冲压，先将转子部分冲压、落料，方便对定子内孔6进行冲压，转子和定子在同一单位长度的条料10上冲制，提高原料利用率，考虑到模具压力均匀分布，焊接槽8、导正孔11可在一起冲压，冲压转子槽孔13和转子中心孔12后对转子冲片进行落料；
69.s3：通过所述导正孔11定位，先在所述转子落料孔的外圈冲定子的9个冲片槽5，然后冲制定子的安装孔4，再冲制所述定子内孔6及布线口7；
70.先冲冲片槽5再冲定子内孔6，可以保证冲压冲片槽5时对冲片槽5内外侧进行支撑固定，若需要叠铆点9时可以和定子的安装孔4同步冲制，最后冲定子内孔6及所述布线口7完成定子冲片内部结构冲制；
71.s4：对定子冲片进行落料，定子冲片的外圈边角处通过弧形模具进行冲压。
72.定子冲片的外圈边角处通过弧形模具进行冲压，避免冲压模具刀口处形成尖角，减少冲模崩口故障和冲模维修量，有效降低冲片加工成本。定子冲片落料后，可设置废料切断结构，对废料切断，方便回收。
73.进一步的，步骤s2及s4中，在冲床的下方分别设置有垂直于进料方向的输送装置，对下料进行输送。
74.设置输送装置对落料进行运输，输送装置可以是输送带，输送带可以连接收集装置。
75.进一步的，相邻的两列条料10中领先半个工位的第一列条料10在s3步骤中设置有至少一个空位，使两列条料10上定子落料间隔至少一个半工位，在s4步骤中两列条料10分别在定子落料处设置所述输送装置。
76.如此设置，可以使两列条料10的定子冲片间隔落料，防止干涉。
77.实施例4
78.本实施例的一种电机冲片生产工艺，在实施例3的基础上进行进一步的优化：
79.进一步的，相邻的两列条料10中冲压模具的刀具形状不同，用于生产不同的定子冲片型号。
80.同时两列条料10可以实现不同型号的定子冲片同步生产，分别落料，能够降低单套模具的制造成本。适用于定子冲片外形一致，且两种冲片型号都需要生产的情况。同理，也可以在步骤s2中设置至少一个空位，通过对模具位置分布的控制使落料处错开，在两列条料10转子落料处分别设置输送装置，进行不同型号的转子冲片的同步生产。
81.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。