一种换向器及生产设备和生产工艺的制作方法

本发明涉及一种换向器，特别涉及一种换向器及生产设备和生产工艺。

背景技术：

换向器广泛应用于电动工具、汽车电机，换向器在生产时通常会采用上下加固环对换向器的换向片进行加固，并在换向器的电木粉主体内侧设置弹簧衬套，以提高换向器的机械强度和超速性能；而且换向器制作过程中有一道非常重要的工序叫换向器注塑工序，换向器注塑工序是通过电木粉的压注来完成换向器铜脚、弹簧衬套与电木粉的结合，换向器注塑工序的前后还有多道相关辅助工序，而这些工序都要消耗大量工时，操作显得复杂和松散，生产效率低，工人劳动强度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供了一种机械强度高、超速性能强、生产工序流程简单、生产效率高、劳动强度低的换向器及生产设备和生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种换向器，包括电木粉主体，所述电木粉主体内设有弹簧衬套，所述电木粉主体外圈均匀嵌设有若干片换向片，所述换向片包括铜脚、凸台，所述换向片的铜脚两侧均设有延伸条，所述延伸条与换向片的铜脚之间形成加固槽，所述加固槽内设有加固环，所述延伸条的端部朝向加固槽一侧设有用于锁紧加固环的紧固条；所述弹簧衬套朝向换向片的凸台一侧表面沿弹簧衬套的螺旋方向均匀设有若干个加强条，所述弹簧衬套在加强条的两侧均设有紧固槽。

作为优选，所述弹簧衬套朝向换向片的凸台一侧表面沿弹簧衬套的螺旋方向一周均匀设有五个加强条。

一种换向器的生产设备，包括呈半包围形状布设的工作台、固定换向片的紧圈托盘、料室，所述工作台的中间依次设有涨加固环工位、脱模工位、破注口工位，所述工作台相对于脱模工位处设有升降装置，所述工作台的右侧设有注塑工位，所述工作台在破注口工位与注塑工位之间的转角处设有用于预加热换向片的加热装置；所述紧圈托盘包括托盘本体，所述托盘本体上还设有若干个用于固定换向片的限位孔，所述料室上相对于托盘本体的限位孔处设有压注孔。

作为优选，所述涨加固环工位的两侧设有用于放置紧圈托盘的固定滑槽，所述固定滑槽的上下两侧分别设有滑槽导柱、滑槽拉杆；所述滑槽拉杆上设有下垫板a，所述下垫板a下侧连接有驱动气缸，所述下垫板a上侧依次设有下固定板、下定位板，所述下垫板a、下固定板、下定位板之间通过定位销相连接，所述下定位板上设有下导柱，所述下导柱上套设有下压块固定板，所述下压块固定板上设有若干个下压块，所述下压块内设有下推块，所述下推块与下定位板之间套设有下弹簧；所述滑槽导柱上设有上压块固定板，所述滑槽导柱上还设有用于固定上压块固定板的拉杆固定块，所述上压块固定板上侧设有上垫板a，所述上垫板a上侧连接有驱动气缸，所述上压块固定板上设有若干个上压块，所述上压块内设有上推块，所述上推块与上垫板a之间套设有上弹簧，所述上压块固定板上还设有上导柱。

作为优选，所述脱模工位的两侧由下至上均依次设有下垫板b、中间垫板b、上垫板b，所述脱模工位的两侧的下垫板b、中间垫板b、上垫板b之间的间距依次增大，所述脱模工位在上垫板b的上侧设有盖板，所述盖板上设有若干个通孔，所述盖板上表面设有用于固定盖板的压板，所述脱模工位在盖板的下侧设有送脚板b，所述送脚板b的下侧连接有驱动气缸，所述送脚板b上设有若干根送脚b、送脚板导柱，所述脱模工位在盖板的上侧设有换向片送板，所述换向片送板的上侧连接有驱动气缸，所述换向片送板的下表面设有若干根换向片顶柱；所述升降装置包括升降架，所述升降架上设有升降导柱，所述升降导柱上设有升降板，所述升降架上还设有驱动升降板升降的升降气缸。

作为优选，所述破注口工位的两侧由下至上均依次设有下垫板c、中间垫板c、上垫板c、扣板，所述破注口工位的两侧的中间垫板c之间设有定位板，所述定位板卡接于下垫板c与上垫板c之间，所述上垫板c、扣板之间交错设置有料室支撑组件、紧圈托盘限位组件；所述扣板的上设有上滑槽导柱，所述上滑槽导柱上设有上滑槽，所述上滑槽内嵌设有送脚板c，所述送脚板c上连接有驱动气缸，所述送脚板c的下侧设有若干根送脚c；所述下垫板c、上垫板c内设有下滑槽导柱，所述下滑槽导柱从中间垫板c、定位板之间穿过，所述下滑槽导柱上设有下滑槽，所述下滑槽的下侧连接有连接垫板，所述连接垫板的下侧连接有驱动气缸，所述下滑槽内嵌设有送针板，所述送针板上嵌设有顶针、顶料室导柱、送针板导柱，所述定位板上设有分别用于顶针、顶料室导柱、送针板导柱穿过的顶针通孔、顶料室导柱通孔、送针板导柱通孔。

作为优选，所述料室支撑组件包括设置于上垫板c、扣板之间的小支撑板，所述小支撑板的端部设有料室支撑块，所述料室支撑块的下表面设有料室定位斜面，所述扣板的内侧上端设有与料室支撑块相匹配的料室定位块，所述料室支撑块与料室定位块之间放置有料室，所述上垫板c、扣板外侧相对于小支撑板处设有小弹簧扣板，所述小弹簧扣板与小支撑板之间设有小复位弹簧；所述紧圈托盘限位组件包括设置于上垫板c、扣板之间的大支撑板，所述大支撑板的端部设有紧圈托盘限位块，所述紧圈托盘限位块的上表面设有料室通过斜面，所述上垫板c的内侧下端设有与紧圈托盘限位块相匹配的紧圈托盘支撑块，所述紧圈托盘放置于紧圈托盘限位块与紧圈托盘支撑块之间，所述上垫板c、扣板外侧相对于大支撑板处设有大弹簧扣板，所述大弹簧扣板与大支撑板之间设有大复位弹簧。

作为优选，所述注塑工位的两侧均设有压注导柱，所述压注导柱上下两端分别套设有上模板、下模板，所述上模板的上侧连接有驱动气缸，所述上模板的下侧设有与料室相匹配的料室压块，所述下模板的下侧连接有驱动气缸，所述下模板上嵌设有用于压注弹簧衬套的下压头，所述注塑工位在上模板、下模板之间设有用于放置紧圈托盘与料室的压注滑槽。

作为优选，所述工作台的左侧设有排废孔，所述托盘本体侧壁上设有把手。

一种换向器的生产工艺，包括以下步骤：

s1、将换向片放置在紧圈托盘的限位孔内，并在换向片上侧放置加固环，同时在涨加固环工位的下推块上放置加固环；

s2、将紧固托盘放置到涨加固环工位的固定滑槽，同时驱动下垫板a下侧的驱动气缸与上垫板a上侧的驱动气缸，下垫板a在驱动气缸的驱动下通过下压块上移将下推块上的加固环压到紧圈托盘上的换向片上，上垫板a在驱动气缸的驱动下通过上压块、上推块的下移将放置在紧圈托盘内的换向片上侧的加固环压到紧圈托盘上的换向片上；

s3、通过驱动气缸将下垫板a与上垫板a复位，并将紧固托盘从涨加固环工位的固定滑槽上抽出，然后放置到加热装置内对紧圈托盘内的换向片进行预加热；

s4、将预加热好换向片的紧固托盘从加热装置内抽出，并放置到破注口工位的紧圈托盘限位块与紧圈托盘支撑块之间，同时在破注口工位的料室支撑块与料室定位块之间放置料室，驱动送脚板c上的驱动气缸，送脚板c在驱动气缸的驱动下通过送脚c下移将料室与紧圈托盘压合；

s5、在注塑工位的下压头上套设弹簧衬套，同时通过驱动气缸将送脚板c复位，并将破注口工位上压合的料室与紧圈托盘从破注口工位内抽出放置到注塑工位的压注滑槽内，并在料室上放置加热好的电木粉，同时驱动上模板上的驱动气缸与下模板上的驱动气缸，上模板上的料室压块通过驱动气缸的驱动下下移将料室上的电木粉经料室的压注孔压注到紧圈托盘的限位孔内，下模板上的下压头通过驱动气缸的驱动下上移将弹簧衬套推送至紧圈托盘的限位孔，紧圈托盘的限位孔内的换向片与弹簧衬套、电木粉压制成换向器成品；

s6、通过驱动气缸将上模板上的料室压块与下模板上的下压头复位，然后将料室与紧圈托盘从压注滑槽内抽出，并放置到破注口工位的紧圈托盘支撑块与料室支撑块之间，接着驱动连接垫板上的驱动气缸，连接垫板上的送针板在驱动气缸的驱动下上移，送针板上的顶针穿过顶针通孔将紧圈托盘内的换向器成品的废料剔除，同时送针板上的送针板导柱穿过送针板导柱通孔与紧圈托盘限位块的配合下将料室与紧圈托盘分离；

s7、通过驱动气缸将送针板复位，然后将与料室分离的紧圈托盘从紧圈托盘限位块与紧圈托盘支撑块之间抽出，然后将紧圈托盘放置到脱模工位的上垫板b之间，并驱动送脚板b、送脚b或换向片送板、换向片顶柱，将紧圈托盘上的换向器成品顶出实现换向器成品脱模。

本发明换向器在换向片的铜脚两侧设置用于放置加固环的加固槽，并在加固槽一侧设置用于锁紧加固环的紧固条来避免加固环的脱落，还在弹簧衬套上设置加强条与紧固槽来提高电木粉与弹簧衬套的接触面积，从而提高了换向器的整体强度，在保证生产成本的前提下，本发明换向器在持续超越试验中能达到400秒以上且换向器整体保持完整。

本发明的生产设备在使用时，将换向片放置在紧圈托盘的限位孔内，依次经过涨加固环工位在换向片上下两端涨加固环，加热装置对换向片预加热，破注口工位将料室与紧圈托盘连接，注塑工位将换向片与弹簧衬套和电木粉压注成型，再由破注口工位将料室与紧圈托盘分离并剔除废料，最后由脱模工位将换向器成品从紧圈托盘顶出；本发明的将换向器生产所涉及到的各个工位集成到半包围形状布设的工作台上，且可以根据换向器的规格来调整各个工位的模具，具有布局空间小、工作强度低、工作效率高、生产成本低、换模方便快速、换向器生产方便等优点。

附图说明

图1是本发明换向器的整体结构示意图；

图2是本发明图1的a处放大图；

图3是本发明生产设备的整体结构示意图；

图4是本发明紧圈托盘的整体结构示意图；

图5是本发明涨加固环工位的结构示意图；

图6是本发明图5的b处放大图；

图7是本发明图5的c处放大图；

图8是本发明脱模工位的结构示意图；

图9是本发明破注口工位的结构示意图；

图10是本发明图9的d处放大图；

图11是本发明图9的e处放大图；

图12是本发明注塑工位的结构示意图。

图中：11、电木粉主体；12、弹簧衬套；121、加强条；122、紧固槽；13、换向片；131、铜脚；132、凸台；133、延伸条；134、加固槽；135、紧固条；14、加固环；2、工作台；21、升降装置；211、升降架；212、升降导柱；213、升降板；214、升降气缸；22、排废孔；3、紧圈托盘；31、托盘本体；32、限位孔；33、把手；4、涨加固环工位；41、固定滑槽；411、滑槽导柱；412、滑槽拉杆；42、下垫板a；421、下固定板；422、下定位板；423、定位销；424、下导柱；43、下压块固定板；431、下压块；432、下推块；433、下弹簧；44、上压块固定板；441、拉杆固定块；442、上垫板a；443、上压块；444、上推块；445、上弹簧；446、上导柱；5、脱模工位；51、下垫板b；52、中间垫板b；53、上垫板b；54、盖板；541、通孔；542、压板；55、送脚板b；551、送脚b；552、送脚板导柱；56、换向片送板；561、换向片顶柱；6、破注口工位；61、下垫板c；611、下滑槽导柱；612、下滑槽；613、连接垫板；62、中间垫板c；63、上垫板c；631、紧圈托盘支撑块；64、扣板；641、上滑槽导柱；642、上滑槽；643、料室定位块；65、定位板；651、顶针通孔；652、顶料室导柱通孔；653、送针板导柱通孔；66、料室支撑组件；661、小支撑板；662、料室支撑块；663、料室定位斜面；664、小弹簧扣板；665、小复位弹簧；67、紧圈托盘限位组件；671、大支撑板；672、紧圈托盘限位块；673、料室通过斜面；674、大弹簧扣板；675、大复位弹簧；68、送脚板c；681、送脚c；69、送针板；691、顶针；692、顶料室导柱；693、送针板导柱；7、加热装置；8、注塑工位；81、料室；811、压注孔；82、压注导柱；83、上模板；84、下模板；85、料室压块；86、下压头；87、压注滑槽。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：

如图1至图2所示的一种换向器，包括电木粉主体11，所述电木粉主体11内设有弹簧衬套12，所述电木粉主体11外圈均匀嵌设有若干片换向片13，所述换向片13包括铜脚131、凸台132，所述换向片13的铜脚131两侧均设有延伸条133，所述延伸条133与换向片13的铜脚131之间形成加固槽134，所述加固槽134内设有加固环14，所述延伸条133的端部朝向加固槽134一侧设有用于锁紧加固环14的紧固条135；所述弹簧衬套12朝向换向片13的凸台132一侧表面沿弹簧衬套12的螺旋方向一周均匀设有五个加强条121，所述弹簧衬套12在加强条121的两侧均设有紧固槽122。

如图3至图12所示的一种换向器的生产设备，包括呈半包围形状布设的工作台2、固定换向片13的紧圈托盘3、料室81，所述工作台2的中间依次设有涨加固环工位14、脱模工位5、破注口工位6，所述工作台2相对于脱模工位5处设有升降装置21，所述工作台2的右侧设有注塑工位8，所述工作台2在破注口工位6与注塑工位8之间的转角处设有用于预加热换向片13的加热装置7；所述紧圈托盘3包括托盘本体31，所述托盘本体31侧壁上设有把手33，所述托盘本体31上还设有若干个用于固定换向片13的限位孔32，所述料室81上相对于托盘本体31的限位孔32处设有压注孔811；所述工作台2的左侧设有排废孔22。

所述涨加固环工位14的两侧设有用于放置紧圈托盘3的固定滑槽41，所述固定滑槽41的上下两侧分别设有滑槽导柱411、滑槽拉杆412；所述滑槽拉杆412上设有下垫板a42，所述下垫板a42下侧连接有驱动气缸，所述下垫板a42上侧依次设有下固定板421、下定位板422，所述下垫板a42、下固定板421、下定位板422之间通过定位销423相连接，所述下定位板422上设有下导柱424，所述下导柱424上套设有下压块固定板43，所述下压块固定板43上设有若干个下压块431，所述下压块431内设有下推块432，所述下推块432与下定位板422之间套设有下弹簧433；所述滑槽导柱411上设有上压块固定板44，所述滑槽导柱411上还设有用于固定上压块固定板44的拉杆固定块441，所述上压块固定板44上侧设有上垫板a442，所述上垫板a442上侧连接有驱动气缸，所述上压块固定板44上设有若干个上压块443，所述上压块443内设有上推块444，所述上推块444与上垫板a442之间套设有上弹簧445，所述上压块固定板44上还设有上导柱446。

所述脱模工位5的两侧由下至上均依次设有下垫板b51、中间垫板b52、上垫板b53，所述脱模工位5的两侧的下垫板b51、中间垫板b52、上垫板b53之间的间距依次增大，所述脱模工位5在上垫板b53的上侧设有盖板54，所述盖板54上设有若干个通孔541，所述盖板54上表面设有用于固定盖板54的压板542，所述脱模工位5在盖板54的下侧设有送脚板b55，所述送脚板b55的下侧连接有驱动气缸，所述送脚板b55上设有若干根送脚b551、送脚板导柱552，所述脱模工位5在盖板54的上侧设有换向片送板56，所述换向片送板56的上侧连接有驱动气缸，所述换向片送板56的下表面设有若干根换向片顶柱561；所述升降装置21包括升降架211，所述升降架211上设有升降导柱212，所述升降导柱212上设有升降板213，所述升降架211上还设有驱动升降板213升降的升降气缸214。

所述破注口工位6的两侧由下至上均依次设有下垫板c61、中间垫板c62、上垫板c63、扣板64，所述破注口工位6的两侧的中间垫板c62之间设有定位板65，所述定位板65卡接于下垫板c61与上垫板c63之间，所述上垫板c63、扣板64之间交错设置有料室支撑组件66、紧圈托盘限位组件67；所述扣板64的上设有上滑槽导柱641，所述上滑槽导柱641上设有上滑槽642，所述上滑槽642内嵌设有送脚板c68，所述送脚板c68上连接有驱动气缸，所述送脚板c68的下侧设有若干根送脚c681；所述下垫板c61、上垫板c63内设有下滑槽导柱611，所述下滑槽导柱611从中间垫板c62、定位板65之间穿过，所述下滑槽导柱611上设有下滑槽612，所述下滑槽612的下侧连接有连接垫板613，所述连接垫板613的下侧连接有驱动气缸，所述下滑槽612内嵌设有送针板69，所述送针板69上嵌设有顶针691、顶料室导柱692、送针板导柱693，所述定位板65上设有分别用于顶针691、顶料室导柱692、送针板导柱693穿过的顶针通孔651、顶料室导柱通孔652、送针板导柱通孔653；所述料室支撑组件66包括设置于上垫板c63、扣板64之间的小支撑板661，所述小支撑板661的端部设有料室支撑块662，所述料室支撑块662的下表面设有料室定位斜面663，所述扣板64的内侧上端设有与料室支撑块662相匹配的料室定位块643，所述料室支撑块662与料室定位块643之间放置有料室81，所述上垫板c63、扣板64外侧相对于小支撑板661处设有小弹簧扣板664，所述小弹簧扣板664与小支撑板661之间设有小复位弹簧665；所述紧圈托盘限位组件67包括设置于上垫板c63、扣板64之间的大支撑板671，所述大支撑板671的端部设有紧圈托盘限位块672，所述紧圈托盘限位块672的上表面设有料室通过斜面673，所述上垫板c63的内侧下端设有与紧圈托盘限位块672相匹配的紧圈托盘支撑块631，所述紧圈托盘3放置于紧圈托盘限位块672与紧圈托盘支撑块631之间，所述上垫板c63、扣板64外侧相对于大支撑板671处设有大弹簧扣板674，所述大弹簧扣板674与大支撑板671之间设有大复位弹簧675。

所述注塑工位8的两侧均设有压注导柱82，所述压注导柱82上下两端分别套设有上模板83、下模板84，所述上模板83的上侧连接有驱动气缸，所述上模板83的下侧设有与料室81相匹配的料室压块85，所述下模板84的下侧连接有驱动气缸，所述下模板84上嵌设有用于压注弹簧衬套12的下压头86，所述注塑工位8在上模板83、下模板84之间设有用于放置紧圈托盘3与料室81的压注滑槽87。

一种换向器的生产工艺，包括以下步骤：

s1、将换向片13放置在紧圈托盘3的限位孔32内，并在换向片13上侧放置加固环14，同时在涨加固环工位14的下推块432上放置加固环14；

s2、将紧固托盘放置到涨加固环工位14的固定滑槽41，同时驱动下垫板a42下侧的驱动气缸与上垫板a442上侧的驱动气缸，下垫板a42在驱动气缸的驱动下通过下压块431上移将下推块432上的加固环14压到紧圈托盘3上的换向片13上，上垫板a442在驱动气缸的驱动下通过上压块443、上推块444的下移将放置在紧圈托盘3内的换向片13上侧的加固环14压到紧圈托盘3上的换向片13上；

s3、通过驱动气缸将下垫板a42与上垫板a442复位，并将紧固托盘从涨加固环工位14的固定滑槽41上抽出，然后放置到加热装置7内对紧圈托盘3内的换向片13进行预加热；

s4、将预加热好换向片13的紧固托盘从加热装置7内抽出，并放置到破注口工位6的紧圈托盘限位块672与紧圈托盘支撑块631之间，同时在破注口工位6的料室支撑块662与料室定位块643之间放置料室81，驱动送脚板c68上的驱动气缸，送脚板c68在驱动气缸的驱动下通过送脚c681下移将料室81与紧圈托盘3压合；

s5、在注塑工位8的下压头86上套设弹簧衬套12，同时通过驱动气缸将送脚板c68复位，并将破注口工位6上压合的料室81与紧圈托盘3从破注口工位6内抽出放置到注塑工位8的压注滑槽87内，并在料室81上放置加热好的电木粉，同时驱动上模板83上的驱动气缸与下模板84上的驱动气缸，上模板83上的料室压块85通过驱动气缸的驱动下下移将料室81上的电木粉经料室81的压注孔811压注到紧圈托盘3的限位孔32内，下模板84上的下压头86通过驱动气缸的驱动下上移将弹簧衬套12推送至紧圈托盘3的限位孔32，紧圈托盘3的限位孔32内的换向片13与弹簧衬套12、电木粉压制成换向器成品；

s6、通过驱动气缸将上模板83上的料室压块85与下模板84上的下压头86复位，然后将料室81与紧圈托盘3从压注滑槽87内抽出，并放置到破注口工位6的紧圈托盘支撑块631与料室支撑块662之间，接着驱动连接垫板613上的驱动气缸，连接垫板613上的送针板69在驱动气缸的驱动下上移，送针板69上的顶针691穿过顶针通孔651将紧圈托盘3内的换向器成品的废料剔除，同时送针板69上的送针板导柱693穿过送针板导柱693通孔653541与紧圈托盘限位块672的配合下将料室81与紧圈托盘3分离；

s7、通过驱动气缸将送针板69复位，然后将与料室81分离的紧圈托盘3从紧圈托盘限位块672与紧圈托盘支撑块631之间抽出，然后将紧圈托盘3放置到脱模工位5的上垫板b53之间，并驱动送脚板b55、送脚b551或换向片送板56、换向片顶柱561，将紧圈托盘3上的换向器成品顶出实现换向器成品脱模。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。