本发明属于机械技术领域，涉及一种定子铁芯与机壳的热套定位工装。
背景技术
在电机制造行业中，热套工艺是定子铁芯和机壳装配的常用方式，所谓热套工艺，即先加热机壳，使得机壳在受热后变形内径尺寸变大，与定子形成间隙配合，随着机壳温度的下降，间隙配合变为过盈配合，从而使得壳体牢牢的套在定子铁芯的外壁上。
目前，热套工艺基本采用手动操作，定子铁芯与机壳的同轴度难以保证，容易出现卡滞、机壳装配不到位的情况，导致装配失败，如果重新加热后再次热套容易导致损坏机壳，造成废品率高的问题。
为了改善装配效率，有公司设计开发了用于手动进行热套装配的工装，例如，中国专利【申请号201620418299.7；授权公告号cn205657561u】公开的伺服电机热套工装，他包括底盘、设置在底盘上的机壳定位盘以及设置在机壳定位盘上的定子芯柱，底盘、机壳定位盘及定子芯柱同心，定子芯柱包括内柱以及活动套设在内柱上的轴套，内柱的下端与机壳定位盘固连。热套装配时，先通过提手将轴套从内柱上取下，将加热好的电机壳放置在底盘上，并通过机壳定位盘定位，然后再将定子套设在轴套上，定子卡设在定位环的上方定位，最后将套设有定子的轴套套设在内柱上。
通过采用上述工装能够改善手动进行热套装配时定子铁芯和机壳的同轴度，但是，定子铁芯和机壳的周向相对位置无法保证，造成永磁电机制造过程中，还需要对位置传感器零位进行较为复杂的调试。另外，手动装配效率较低也逐渐无法满足现在的自动化水平。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种定子铁芯与机壳的热套定位工装，本发明所要解决的技术问题是如何提高定子铁芯与机壳自动化热套装配中的周向定位准确性和稳定性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种定子铁芯与机壳的热套定位工装，包括上基座、下基座和至少两根立柱，所述立柱上滑动连接有支撑面板，其特征在于，所述上基座上安装升降驱动源，所述升降驱动源用于带动支撑面板相对于下基座上下滑动，所述支撑面板上具有朝下的安装座，所述安装座底部具有供机壳套设的定位凸台，所述安装座中心具有贯通孔，所述定位凸台周向开设有至少三个径向延伸至与贯通孔连通的滑动通道，每个所述滑动通道内均滑动连接有内撑滑块，所述内撑滑块内段伸入贯通孔内，所述贯通孔内穿设有伸缩导杆，所述安装座顶部安装有用于带动伸缩导杆在贯通孔内滑动并顶压内撑滑块沿着滑动通道向外滑动的伸缩驱动源，所述安装座还具有能够对机壳进行周向限位的限位结构；所述下基座上固定有与安装座同轴的定位座，所述定位座上具有能够插入定子铁芯的定子槽口对定子铁芯定位的定位结构。
铁芯与机壳进行热套装配时，先将定子铁芯放置在定位座上，通过定位结构插入定子槽口对定子铁芯进行定位。再将经过加热的机壳，套设在定位凸台处，此时伸缩驱动源带动伸缩导杆动作并顶压内撑滑块，使内撑滑块沿着滑动通道向外滑出作用在机壳的内壁上，进而将机壳定位在定位凸台上。然后，升降驱动源带动支撑面板向下基座滑动，机壳随着支撑面板运动并准确套设在定子铁芯上。伸缩驱动源复位使伸缩导杆与内撑滑块脱离，内撑滑块松开机壳，升降驱动源复位带动支撑面板上升，机壳与定子铁芯的装配体被留在定位座上，待冷却后定位结构放松定子铁芯，将装配体下料。
本定子铁芯与机壳的热套定位工装利用了定子槽口对定子铁芯进行定位，定位准确、方便。机壳通过内撑滑块进行定位，并通过限位结构确定机壳的周向位置，保证机壳和定子铁芯的周向相对位置。升降驱动源带动支撑面板滑动将机壳套装在定子铁芯上，改善了机壳和定子铁芯套装过程中的同轴度，套装过程更为稳定、顺畅，从而改善了机壳和定子铁芯的热套装配效率。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述内撑滑块具有伸入贯通孔内的接触部，所述接触部呈圆弧形且所有内撑滑块的接触部围成与贯通孔同心的圆形，所述接触部的表面为上大下小的锥形面，所述伸缩导杆下部具有呈锥形的导向部，所述导向部的外径向端部逐渐减小，所述导向部为内部中空的瓣状结构。伸缩导杆下降时，伸缩导杆的导向部能与内撑滑块的接触部充分接触，随着伸缩导杆逐渐下降，内撑滑块能匀速并稳定地伸出撑住机壳内壁，使机壳的定位更可靠；并且，机壳定位完成之后，在套设过程中，机壳也会逐渐冷却收缩，机壳会与内撑滑块互相作用，这一过程中，伸缩导杆的导向部的中空瓣状结构能够变形并给内撑滑块提供向内微动的空间，补偿机壳因冷却产生的收缩量，避免内撑滑块将机壳撑变形。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述贯通孔内还安装有直线轴承，所述伸缩导杆穿设在直线轴承上。通过设置直线轴承保证伸缩导杆运动的位置精度，使得每个内撑滑块能够同步滑动，保证了定位精度和稳定性。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述支撑面板上固定连接呈筒状的连接罩，所述连接罩内固定有连接板，所述安装座顶部伸入连接罩内并固定在连接板上，所述伸缩驱动源位于连接罩内并固定在连接板上。通过设置连接罩既提供了伸缩驱动源的安装空间，又保证了安装座与支撑面板的安装精度，提高了机壳和定子铁芯套设过程中的位置精度。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述连接罩上部固定有安装板，所述升降驱动源的动力输出端与安装板相连，所述连接罩和安装板之间设置有缓冲胶板。通过设置缓冲胶板避免机壳和定子铁芯套设过程中产生的冲击力对机壳和定子铁芯的定位结构的影响，保证机壳准确、稳定地套设在定子铁芯上。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述内撑滑块和安装座之间具有能使内撑滑块复位的弹簧，所述安装座上固定有弹簧压板，所述弹簧压板的端部位于滑动通道尾部，所述弹簧一端抵靠在弹簧压板的端部，另一端抵靠在内撑滑块上。当伸缩导杆复位时，内撑滑块在弹簧作用下复位，通过设置弹簧压板便于弹簧的安装。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述定位结构包括平行气爪，所述定位座上端中心具有呈筒状的凸起部，所述凸起部外周具有呈圆环形的容纳凹槽，所述平行气爪设置在凸起部内且平行气爪的定位卡块能沿着容纳凹槽的径向伸入容纳凹槽内。定子铁芯放置在容纳凹槽内时，平行气爪的定位卡块伸出凸起部，这时如果定位卡块没有卡入定子槽口，则定子铁芯能够周向运动，通过转动定子铁芯能够使定位卡块卡入定子槽口，实现对定子铁芯的周向定位。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述定位结构包括具有弹性的凸体，所述定位座上端中心具有高出定位座的凸起部，所述凸起部外周具有呈圆环形的容纳凹槽，所述凸体固定在凸起部的外表面。定子铁芯放置在容纳凹槽内时，通过周向转动定子铁芯，使得凸体发生弹性变形并卡入定子槽口内，从而实现对定子铁芯的定位。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述安装座上还安装有位置传感器一，所述定位座上安装有位置传感器二。通过设置位置传感器一和位置传感器二，能够检测机壳和定子铁芯是否到位，进而控制执行机构动作，提高热套的自动化程度。
在上述的定子铁芯与机壳的热套定位工装中，所述立柱两端具有外螺纹，所述立柱上端穿过上基座上的固定套一并通过螺母与上基座固定，所述立柱下端穿过下基座上的固定套二并通过螺母与下基座固定，所述支撑面板上固定有法兰直线轴承，所述立柱分别穿设在对应的法兰直线轴承上。上基座、下基座和立柱形成了热套定位工装的主体，这样的结构保证了主体的稳定性，又能够使得主体拆装更为方便。
与现有技术相比，本定子铁芯与机壳的热套定位工装的优点在于：
1、本定子铁芯与机壳的热套定位工装利用了定子槽口对定子铁芯进行定位，定位准确、方便；机壳通过内撑滑块进行定位，并通过限位结构确定机壳的周向位置，保证机壳和定子铁芯的周向相对位置。
2、本定子铁芯与机壳的热套定位工装升降驱动源带动支撑面板滑动将机壳套装在定子铁芯上，套装过程更为稳定、顺畅，从而改善了机壳和定子铁芯的热套装配效率。
3、本定子铁芯与机壳的热套定位工装机壳定位完成之后，在套设过程中，伸缩导杆的导向部的中空瓣状结构能够变形并给内撑滑块提供向内微动的空间，补偿机壳因冷却产生的收缩量，保证内撑滑块能够持续定位机壳同时也不会将机壳撑变形。
附图说明
图1是本定子铁芯与机壳的热套定位工装立体结构示意图。
图2是本定子铁芯与机壳的热套定位工装剖视结构示意图。
图3是图2中a-a方向的剖视图和局部放大图。
图4是图2中b-b方向的剖视图。
图5是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中用于定位定子铁芯的部分的爆炸图。
图6是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中用于定位定子铁芯的部分的剖视结构示意图。
图7是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中用于定位机壳的部分的爆炸图。
图8是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中用于定位机壳的部分的局部示意图。
图9是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中位置传感器一的安装结构示意图。
图10是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中伸缩导杆的立体结构示意图。
图11是本定子铁芯与机壳的热套定位工装中内撑滑块的立体结构示意图。
图中，1、上基座；2、下基座；3、立柱；4、支撑面板；5、升降驱动源；6、安装座；61、定位凸台；62、贯通孔；63、滑动通道；7、内撑滑块；71、接触部；8、伸缩导杆；81、导向部；9、伸缩驱动源；10、弹簧；11、定位座；111、凸起部；112、容纳凹槽；12、直线轴承；13、连接罩；14、连接板；15、安装板；16、缓冲胶板；17、弹簧压板；18、平行气爪；181、定位卡块；19、位置传感器一；20、位置传感器二；21、靠山；22、固定套一；23、固定套二；24、螺母；25、法兰直线轴承；26、阻挡块；27、定位基座；28、定位基座上面板；29、接头一；30、接头二；31、机壳；311、过线孔；32、定子铁芯；321、定子槽口；322、定子绝缘骨架。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
本定子铁芯与机壳的热套定位工装，包括上基座1、下基座2、导柱、支撑面板4、升降驱动源5、安装座6、定位凸台61、内撑滑块7、伸缩导杆8、弹簧10、定位座11、限位结构和定位结构。
具体来说，如图1所示，本实施例中立柱3的数量为两根，每根立柱3两端具有外螺纹，立柱3上端穿过上基座1上的固定套一22并通过螺母24与上基座1固定，立柱3下端穿过下基座2上的固定套二23并通过螺母24与下基座2固定，支撑面板4上固定有法兰直线轴承25，立柱3分别穿设在对应的法兰直线轴承25上。上基座1、下基座2和立柱3形成了热套定位工装的主体，支撑面板4滑动连接在立柱3上。在实际的生产和制造过程中，立柱3的数量也可以是两根以上。
如图1和图2所示，上基座1上安装升降驱动源5，支撑面板4上固定连接呈筒状的连接罩13，连接罩13上部固定有安装板15，升降驱动源5的输出端与安装板15通过接头一29相连，升降驱动源5用于带动支撑面板4相对于下基座2上下滑动。连接罩13和安装板15之间还设置有缓冲胶板16，用于缓冲机壳31和定子铁芯32套设过程中产生的冲击力。连接罩13内固定有连接板14，伸缩驱动源9位于连接罩13内并固定在连接板14上。安装座6安装在支撑面板4下部，安装座6顶部伸入连接罩13内并固定在连接板14上。
如图2、图4和图7所示，安装座6底部具有供机壳31套设的定位凸台61，安装座6中心具有贯通孔62。本实施例中，定位凸台61周向开设有至少四个径向延伸至与贯通孔62连通的滑动通道63，每个滑动通道63内均滑动连接有内撑滑块7，贯通孔62内穿设有伸缩导杆8。如图11所示，内撑滑块7具有伸入贯通孔62内的接触部71，接触部71呈圆弧形且所有内撑滑块7的接触部71围成与贯通孔62同心的圆形，接触部71的表面为上大下小的锥形面。如图10所示，伸缩导杆8下部具有呈锥形的导向部81，导向部81的外径向端部逐渐减小，导向部81为内部中空的瓣状结构。伸缩驱动源9的动力输出端与伸缩导杆8通过接头二30相连，伸缩驱动源9能带动伸缩导杆8在贯通孔62内滑动并顶压内撑滑块7沿着滑动通道63向外滑动带动伸缩导杆8在贯通孔62内滑动并顶压内撑滑块7沿着滑动通道63向外滑动。在实际的生产和制造过程中，滑动通道63的数量可以为三个或者四个以上。
如图4和图7所示，本实施例中，安装座6上固定有弹簧压板17，弹簧压板17的端部位于滑动通道63尾部，弹簧10一端抵靠在弹簧压板17的端部，内撑滑块7的后端还开设有盲孔(图中未示出)，弹簧10另一端伸入盲孔并抵靠盲孔的底部。在弹簧10的弹力作用下内撑滑块7具备向内运动的复位趋势。
作为优选方案，如图2和图7所示，贯通孔62内还安装有直线轴承12，所述伸缩导杆8穿设在直线轴承12上，通过设置直线轴承12保证伸缩导杆8运动的位置精度，使得每个内撑滑块7能够同步滑动，保证了定位精度和稳定性。
如图7和图8所示，本实施例中，限位结构包括固定在安装座6上与机壳31的过线孔311相匹配的阻挡块26，阻挡块26能够卡入机壳31的过线孔311内阻止机壳31相对于安装座6周向运动，阻挡块26对机壳31起到周向限位作用。
如图2、图3和图5所示，下基座2上固定有与安装座6同轴的定位座11。定位结构设置在定位座11上，能够插入定子铁芯32的定子槽口321定位定子铁芯32。定位结构包括平行气爪18，定位座11上端中心具有呈筒状的凸起部111，凸起部111外周具有呈圆环形的容纳凹槽112，平行气爪18设置在凸起部111内且平行气爪18的定位卡块181能沿着容纳凹槽112的径向伸入容纳凹槽112内。本实施例中，下基座2上安装有定位基座27和定位基座上面板28，定位座11上面板固定在定位基座27上，所述定位基座27固定在下基座2上，定位座11固定在定位基座上面板28上；定位座11上还套设有供机壳31抵靠的靠山21。
如图5、图6、图7和图9所示，安装座6上还安装有位置传感器一19，定位座11上安装有位置传感器二20。通过设置位置传感器一19和位置传感器二20，能够检测机壳31和定子铁芯32是否到位，进而控制执行机构动作，提高热套的自动化程度。
本实施例中，升降驱动源5和伸缩驱动源9均可以选用气缸、液压缸和直线电机。
本定子铁芯与机壳的热套定位工装的使用过程是：铁芯与机壳31进行热套装配时，先将定子铁芯32放置在定位座11容纳凹槽112内，定子铁芯32的定子绝缘骨架322触动位置传感器二20。平行气爪18动作，使定位卡块181伸出凸起部111，这时如果定位卡块181没有卡入定子槽口321，则定子铁芯32能够周向运动，通过转动定子铁芯32能够使定位卡块181卡入定子槽口321，实现对定子铁芯32的周向定位。再将经过加热的机壳31，套设在定位凸台61处，机壳31出发位置传感器一19，此时伸缩驱动源9带动伸缩导杆8动作并顶压内撑滑块7，使内撑滑块7沿着滑动通道63向外滑出作用在机壳31的内壁上，进而将机壳31定位在定位凸台61上。然后，升降驱动源5带动支撑面板4向下基座2滑动，机壳31随着支撑面板4运动知道机壳31抵靠在靠山21上，此时机壳31被准确套设在定子铁芯32上。伸缩驱动源9复位使伸缩导杆8与内撑滑块7脱离，内撑滑块7在弹簧10作用下复位松开机壳31，升降驱动源5复位带动支撑面板4上升，机壳31与定子铁芯32的装配体被留在定位座11上，待冷却后定位结构放松定子铁芯32，将装配体下料。
实施例二：
本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，限位结构包括多个固定在安装座6上与机壳31的螺钉孔相匹配的限位销。
实施例三：
本实施例中的技术方案与实施例一和实施例二中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，定位结构包括具有弹性的凸体，定位座11上端中心具有高出定位座11的凸起部111，凸起部111外周具有呈圆环形的容纳凹槽112，凸体固定在凸起部111的外表面。定子铁芯32放置在容纳凹槽112内时，通过周向转动定子铁芯32，使得凸体发生弹性变形并卡入定子槽口321内，从而实现对定子铁芯32的定位。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。