一种内定子电机的定子铁芯结构及其制造方法与流程

本发明涉及一种内定子电机的定子铁芯结构及其制造方法。

背景技术：

目前定子铁心在结构上大多为整体结构，模具尺寸大，结构复杂，模具投入成本高，生产和维护难度较高。在制造工艺上，冲片大多采用整体冲压落料加工而成，结构简单但材料利用率很低，造成材料消耗过大，材料成本较高，虽然也有采用单瓣或多瓣分瓣式拼接结构，和整体冲裁相比会节省一定的材料，但是利用率仍然很低，电机成本较高；制作上，部分采用卷绕式，会造成槽口大，影响电机性能和槽满率，即使在牺牲性能的前提下节材，并且卷绕工艺受电机定子冲片大小影响，不能普遍适用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种内定子电机的定子铁芯结构及其制造方法，以提升铁芯冲片材料利用率、降低电机成本为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种内定子电机的定子铁芯结构，包括由多个冲片单元周向排列而成的圆形冲片，所述的冲片单元包括设于圆形冲片外周的齿、设于圆形冲片内周的齿轭、连接齿和齿轭的齿体，相邻齿体之间为槽位，其特征在于：所述的圆形冲片包括第一冲片和第二冲片，所述的第一冲片设于铁芯上端、中部和下端三个位置，第一冲片的相邻冲片单元之间的齿轭断开，第一冲片的相邻冲片单元之间的齿通过连接桥连接，所述的第二冲片叠压设于上述的三处第一冲片之间，第二冲片的相邻冲片单元的齿轭间断开，相邻圆形冲片间通过定位件在轴向方向定位叠压。通过对铁芯上、中、下三个部位的第一冲片的齿轭断开，齿间相连，形成笼型结构，对第二冲片的可作齿间做断裂处理，解决了电机的漏磁问题，并且有利于冲片排料时的优化排列，可以提升对料带排料的利用率，通过在叠加方向上设置定位件，能够精确快捷的进行冲片的叠压。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的第一冲片在铁芯上端、中部和下端的叠压数量为一片或多片。 根据铁芯直径及高度的不同，可以合理地采用第一冲片的叠压数量，使之符合铁芯的电气特性。

所述的定位件为2个圆形定位凸起，分别设于冲片单元径向中心线上。通过把定位凸起设置于冲片单元径向的中心线上，使结构整体的平衡性和电气稳定性较好。

所述的连接桥的宽度小于连接桥所连接齿的宽度的1/2。连接桥的宽度较窄，降低了直冲片卷圆时的阻碍作用。

第二冲片的相邻冲片单元间的部分或全部齿断开。断开的齿不但可以提升电气性能，而且方便冲片时的排料优化，可以提升材料的利用效率。

一种内定子电机的定子铁芯结构的制造方法，包括如下步骤：

1） 根据圆形冲片展平后的形状进行料带的排料，冲片单元平行设置使圆形冲片的胚料设于直条形料带上，两圆形冲片的胚料相对并错位设置使两圆形冲片的齿轭相嵌，冲压后在同一直条形料带上形成两分离的展平的圆形冲片；展平的圆形冲片为中部设有定位凸起的半成品冲片；半成品冲片分为相邻齿连接的第一直冲片和相邻齿部分或全部断开的第二直冲片；

2）相邻的半成品冲片间通过定位件进行轴向的定位，先叠压铁芯下端的第一直冲片，然后在直冲片之上根据定位凸起定位，叠压第二直冲片，在铁芯的中部再叠压第一直冲片，然后在铁芯中部的第一直冲片之上叠压第二直冲片，最后在铁芯上部叠压第一直冲片；

3）对叠压后的半成品冲片进行绕线；

4）绕线完成后，对直冲片进行卷圆，使同一半成品冲片的相邻齿轭相抵；

5）卷圆后，第一直冲片的首端的冲片单元和末端的冲片单元的固定连接。

第一冲片和第二冲片进行直线形的排料时，第一直冲片或第二直冲片的相邻冲片单元之间的槽位宽度大于齿轭的宽度，第一直冲片和第二直冲片上每两个相邻冲片单元的齿轭之间的距离大于齿体宽度。槽位宽度大于齿轭的宽度和齿轭之间的间距大于齿体宽度，便于实现排料时齿和齿体插入槽位，优化排料。

通过在料带上把一个直冲片的齿和齿轭插入到另一个直冲片的槽位中，实现2个直冲片的对称错位穿插排列。对称错位穿插排列的排料方式能够几乎成倍的提升料带的利用率，大大降低了材料成本。

所述的第一直冲片的两端设有对应的凹凸槽结构，所述的第一直冲片卷圆后，通过凹凸槽结构连接。凹凸槽结构连接稳定，不会发生侧向移位。

所述的凹凸槽结构包括燕尾槽、T型槽、直槽。燕尾槽、T型槽、直槽是比较常用的凹凸槽结构，制造工艺成熟。

有益效果：从结构上有效的保证电机性能，提升冲片对冲压材料的利用率，提高绕线速度，降低了人工成本。

附图说明

图1是本发明圆形冲片结构示意图。

图2是图1的A部放大示意图。

图3是本发明冲片单元排料示意图。

图4是本发明直冲片排料示意图。

图中：1-冲片单元；2-凹凸槽结构； 3-槽位；4-连接桥；5-第一直冲片；6-料带；7-第二直冲片；101-齿；102-齿体；103-齿轭；104-定位凸起。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种内定子电机的定子铁芯结构，包括由冲片单元1组成的圆形冲片，冲片单元1包括设于圆形冲片外周的齿101、设于圆形冲片内周的齿轭103、连接齿101和齿轭103的齿体102，相邻齿体102之间为槽位3，圆形冲片包括第一冲片和第二冲片，第一冲片设于铁芯上端、中部和下端三个位置，第一冲片和第二冲片的相邻冲片单元1之间的齿轭103断开，第一冲片的相邻冲片单元1之间的齿101通过连接桥4连接，第二冲片叠压设于上述的三处第一冲片之间，第二冲片的相邻冲片单元1的齿101间断开，第一冲片之间、第一冲片和第二冲片之间、第二冲片之间在轴向均通过定位件定位叠压。

为了适应不同直径和高度的铁芯结构强度和电气特性，第一冲片在铁芯上端、中部和下端的叠压数量为多片。根据铁芯直径及高度的不同，可以合理地采用第一冲片的叠压数量，使之符合铁芯的电气特性。

为了方便叠压时的定位，定位件为2个圆形定位凸起104，分别设于冲片单元1径向中心线的齿轭103中心和齿101与齿体102相连部位的中心。通过把定位凸起104设置于冲片单元1径向的中心线上，使结构整体的平衡性和电气稳定性较好。通过把定位凸起104设置于冲片单元1径向的中心线上，使结构整体的平衡性和电气稳定性较好。

如图2所示，为了方便直冲片5的卷圆，连接桥4的宽度为连接桥4所连接齿101的侧端宽度的1/3。连接桥4的宽度较窄，降低了直冲片卷圆时的阻碍作用。

为了提升电气性能和便于优化排料，第二冲片相邻冲片单元1的齿101间均断开。断开的齿101不但可以提升电气性能，而且方便冲片时的排料优化，可以提升材料的利用效率。

制造方法过程如下：

1 ）如图3、4所示，对第一冲片和第二冲片进行料带6的排料设计，根据第一冲片的特点设计成直线形的第一直冲片5，对第二冲片的冲片单元1也排列成直线形，形成第二直冲片7，然后对第一直冲片5和第二直冲片7进行冲压落片；

2）通过定位凸起104定位，先叠压铁芯下端的第一直冲片5，然后在直冲片之上根据定位凸起104定位，叠压第二直冲片7，在铁芯的中部再叠压第一直冲片5，然后在铁芯中部的第一直冲片5之上叠压第二直冲片7，最后在铁芯上部叠压第一直冲片5；

3）对叠压后的冲片进行绕线；

4）绕线完成后，对直冲片进行卷圆；

5）卷圆完成后，对第一冲片由第一直冲片5卷圆相连的部位进行焊接固定。卷圆后的第一冲片如图1所示。

本实例中，第一冲片和第二冲片进行直线形的排料设计后，第一直冲片5或第二直冲片7的相邻冲片单元1之间的槽位3宽度大于齿轭103的宽度，第一直冲片5或第二直冲片7上每两个相邻冲片单元1的齿轭103之间的间距大于齿体102宽度，便于在料带6排料设计上把一个直冲片的齿101和齿轭103插入到另一个直冲片的槽位3中，实现2个直冲片的对称错位穿插排列，能够几乎成倍的提升料带6的利用率，大大降低了材料成本。

本实例中，第一直冲片5的两端设有对应的燕尾槽形状的凹凸槽结构2。结构连接稳定，不会发生侧向移位。

以上图1-4所示的一种内定子电机的定子铁芯结构及其制造方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。