一种永磁铁氧体转子的成型方法与流程

【技术领域】

本发明涉及一种永磁铁氧体转子的成型方法，属于永磁电机转子技术领域。

背景技术：

永磁体与转子铁芯一起组装是借助于上、下端盖与上、下护盖并通过铆钉固定成为永磁体转子的，永磁体转子需要六个公知不可缺少的组装工序才能成型，存在组装工序繁杂的不足。永磁体与转子铁芯的连接固定通常是逐片将永磁体采用胶粘剂表贴式低效地固定到转子铁芯的侧面上，这种表面粘接方式不利于转子的维修，转子铁芯与永磁体拆分困难易损伤。当需要更换转子铁芯时，永磁体剥离转子铁芯的过程中易损及原装可正常工作的永磁体；而当需要剥离某片坏损的永磁体时，极易伤及转子铁芯，严重时将导致转子铁芯报废。再者，转子旋转过程中因离心力易造成被胶剂粘接的永磁体脱落。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种永磁铁氧体转子的成型方法，转子组装高效、工序简单，通过本方法成型的永磁铁氧体转子，不但固定持久可靠，永磁体能够承受高速旋转工况下产生的大离心力而不脱落，而且确保转子外部磁场为正弦波形。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种永磁铁氧体转子的成型方法，该方法是采用如下步骤实现的：

a、转子铁芯设计成正棱柱形，在转子铁芯中心具有轴孔，转子铁芯上间隔均匀地开设多个轴向通孔，经设计后加工得到转子铁芯。

b、永磁体的选择与设计：采用永磁铁氧体，设计成面包形，该永磁铁氧体具有一个内平面、一个偏心外弧面、对称的两个侧平面及对称的两个端平面，永磁铁氧体的片数与一个转子铁芯其侧面的个数相等，经设计后得到所需片数的永磁铁氧体。

c、设计得到的永磁铁氧体与转子铁芯进行注塑：先将上述永磁铁氧体逐片贴到转子铁芯的各个侧面上，使每片永磁铁氧体的内平面与转子铁芯对应的侧面贴合，以及相邻永磁铁氧体的侧平面互相贴合，接着将所述永磁铁氧体与转子铁芯一道放入注塑机的模具中，模具其模腔的内径与待成型转子的外径匹配，且模腔的内侧壁与二二邻接的偏心外弧面共同形成间隔空隙，然后注塑机往模具内压注熔融塑料，使熔融塑料分别充盈所述间隔空隙、轴向通孔，以及使熔融塑料包覆所述永磁铁氧体的两个端平面和转子铁芯的两个底面。

d、冷却后固化成型：注塑完毕待模腔内的熔融塑料冷却固化后形成为一个笼形注塑件，该笼形注塑件与转子铁芯、永磁铁氧体共同成型为一体式转子，其中，该转子其外周缘轮廓与各永磁铁氧体的偏心外弧面均不重合。

上述转子铁芯其呈正多边形的每个底面具有4+2n条边，其中，n＝0～4。

上述步骤c中的熔融塑料采用非导磁性材料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、永磁铁氧体设计成面包形，面包形永磁铁氧体与设计为正棱柱形的转子铁芯相配合，且使得永磁铁氧体的偏心外弧面与成型后的转子其外周缘轮廓不重合，永磁铁氧体设计与转子铁芯的设计能确保本发明转子外部磁场为正弦波形。

2、采用注塑固定的方法，将多片永磁铁氧体与转子铁芯的固定连接通过注塑得以固定成型，使笼形注塑件、永磁铁氧体和转子铁芯固定成一体，实现了全部永磁铁氧体的偏心外弧面周向固定成型，以及转子铁芯的底面与永磁铁氧体的端平面共同被包覆固定成型，转子这种组装成型方法工序大为简化，工效高。

3、轴向通孔的注塑填充可使笼形注塑件结构更为牢固、耐用，结合笼形注塑件对永磁铁氧体的周向固定以及对永磁铁氧体端平面和转子铁芯底面的固定作用，转子旋转产生的离心力仍能确保永磁铁氧体持续被可靠固定而不会脱落，摒弃了现有技术永磁体需要用胶粘剂逐片粘接到转子铁芯的外表面，可避免完整转子中的个别永磁体可能存在的粘接缺陷。

4、本方法方法得到的永磁铁氧体转子可以便利地从外部破坏成本低廉的笼形注塑件来实现转子的拆解。当因转子铁芯损坏需进行维修时，转子铁芯的更换不损及可正常工作的永磁铁氧体；而当因某片永磁铁氧体损坏需进行维修时，仅需更换掉损坏的那片永磁铁氧体，不会损及正常可用的转子铁芯，重新注塑时可利用完好的转子铁芯和完好片数的永磁铁氧体，不致于报废整个转子。

【附图说明】

图1是本发明的转子铁芯的立体图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的永磁铁氧体的立体图；

图4是永磁铁氧体贴到转子铁芯各侧面上的示意图；

图5示意性地示出了转子的外周缘轮廓(局部)线与其中一片永磁铁氧体其偏心外弧面所在圆(局部)的示意图；

图6示意性地示出了转子铁芯和永磁铁氧体注塑的示意图；

图7是笼形注塑件的立体图；

图8是注塑后笼形注塑件与转子铁芯、永磁铁氧体共同成型为一体式转子的示意图；

图9是六极永磁铁氧体转子的外部磁场波形的示意图(正弦波形)。

【具体实施方式】

请参阅图1、2、3、4、5、6、7、8所示，一种永磁铁氧体转子的成型方法，该方法是采用如下步骤实现的：

1)转子铁芯1设计成正棱柱形，在转子铁芯1中心具有轴孔10，环绕轴孔10在转子铁芯1上间隔均匀地开设多个轴向通孔100，经设计后加工得到转子铁芯1。

请见图1、2，本实施例中的转子铁芯1为正六棱柱形，该正六棱柱形的转子铁芯1具有二个底面12和六个侧面11，轴向通孔100均匀分布有六个。

转子铁芯1可采用现有技术加工而成，比如由多片正六边形的转子冲片经叠积后在角部焊接而成，本实施例转子铁芯1优先采用多片正六边形的转子冲片经叠铆获得。

2)永磁体的选择与设计：本发明的永磁体是采用铁氧体为磁性材料的永磁铁氧体2，永磁铁氧体2设计成面包形，该永磁铁氧体2具有一个内平面21、一个偏心外弧面23、对称的两个侧平面24及对称的两个端平面22，永磁铁氧体2的片数与一个转子铁芯1其侧面11的个数相等，经设计后得到所需片数的永磁铁氧体2，见图3。

如图3、4，一个正六棱柱形的转子铁芯1需要六片数量的永磁铁氧体2配套，永磁铁氧体2可按本设计要求交由磁性材料厂加工得到。

在本实施例中，永磁铁氧体2其偏心外弧面23所在圆的直径为31.06mm。

3)将设计得到的永磁铁氧体2与转子铁芯1进行注塑：请见图4，先将六片永磁铁氧体2逐片贴到转子铁芯1的六个侧面11上，使每片永磁铁氧体2的内平面21与转子铁芯1对应的侧面11贴合，以及相邻永磁铁氧体2的侧平面24互相贴合，接着将这六片永磁铁氧体2和一个转子铁芯1一道放入注塑机的模具中，模具其模腔的内径与待成型转子的外径匹配，且模腔的内侧壁与邻接的永磁铁氧体的偏心外弧面共同形成间隔空隙231(图4可见六个间隔空隙231)，然后注塑机往模具内压注熔融塑料，使熔融塑料分别充盈六个间隔空隙231、六个轴向通孔100(图6可见六个间隔空隙及六个轴向通孔均充盈有熔融塑料)，以及使熔融塑料包覆永磁铁氧体2的两个端平面22和转子铁芯1的两个底面12(图6未显示出)。

模具其模腔的内径与待成型转子的外径匹配时，模腔的内侧壁均与每片永磁铁氧体2其偏心外弧面23的中央(最凸处)抵触。

4)冷却后固化成型：请见图8结合图7，注塑完毕待模腔内的熔融塑料冷却固化后形成为一个笼形注塑件3，该笼形注塑件3与转子铁芯1、永磁铁氧体2共同成型为一体式转子，其中，该转子其外周缘轮廓线c1与各永磁铁氧体2的偏心外弧面23均不重合。

笼形注塑件3通过注塑方式与转子铁芯1及围于该转子铁芯1外周的六片永磁铁氧体2一体成型，笼形注塑件3紧固地收容转子铁芯1和上述片数的永磁铁氧体2，图8示出了一个转子铁芯1和六片永磁铁氧体2被此笼形注塑件3固定，结合图7。

由图5可见，永磁铁氧体其偏心外弧面所在圆的圆周轨迹c2(未全部画出)与转子的外周缘轮廓线c1(仅画一半)未重合。

本实施例永磁铁氧体转子其外周缘直径为54mm。

转子铁芯1其呈正多边形的每个底面12具有4+(2×n)条边，其中，n＝0～4，n为自然数。

在本实施例中，转子铁芯1呈正六棱柱形，转子铁芯1的二个底面12均为正六边形，此时n＝1。

当n＝0时，转子铁芯呈正四棱柱形；当n＝2时，转子铁芯呈正八棱柱形；当n＝3时，转子铁芯呈正十棱柱形；当n＝4时，转子铁芯呈正十二棱柱形。

步骤c中的熔融塑料采用非导磁性材料，本实施例采用可市购的pbt为原料。

由图9可见，按本发明得到的六极永磁铁氧体转子的外部磁场波形为正弦波形。