一种电机发卡导体的成型方法与流程

1.本发明涉及电机生产技术领域，特别的涉及一种电机发卡导体的成型方法。


背景技术：

2.电机(包括电动机和发电机)是根据电磁感应原理将电能转换为机械能(或将机械能转换为电能)的一种装置，可作为各种电器如家用电器、各种机械如电动车、电动汽车的动力来源或发电装置。电机根据其工作电源的种类可分为直流电机和交流电机，而交流电机又可分为单相电机和多相电机(如三相电机等)。电机包括定子和转子，在定子的定子铁芯槽内设置有绕组。传统的绕组采用圆形导线绕制而成，虽然绕制工艺相对简单，但铁芯槽内空间利用率低，端部无用铜浪费大，且功率密度低，逐渐被扁铜线或矩形截面铜线替代。
3.目前，扁铜线或矩形截面铜线的绕组主要采用整体成u形弯折的分段式的发卡导体焊接而成，装配时，将u形弯折的发卡导体依次插装到定子铁芯槽内，再对穿过定子铁芯槽的一端沿周向逐层整体弯折到位后焊接。发卡导体的整体形状如图1～图3，由图1和图2可以看出，发卡导体整体呈u形弯折，由图3可以看出，发卡导体在宽度方向上有一个呈波浪形弯折。
4.中国专利文献公开了一种新能源电机线圈成型冲压机构，通过下模具和成型前挡板将导线挤压成平面u形弯折状，然后利用上模具对平面u形弯折的导线施加压力，利用下模具冲压头边缘的曲面对平面u形弯折的导线进行成型，在该成型过程中，平面u形弯折导线的宽度不变，但其弯折端需要由平面冲压成波浪形，由此会造成u形弯折端的导线被拉长，这样的成型方式一方面会造成导线的线径变小，另一方面会造成导线表面的绝缘层在拉长过程中破坏，增大被击穿的隐患，影响装配后的电机可靠性。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种成型效果好，对导线损伤小，能够降低击穿隐患，有利于改善电机可靠性的电机发卡导体的成型方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
7.一种电机发卡导体的成型方法，其特征在于，先获取如下结构的成型模具，包括使用时相对设置的第一模具体和第二模具体，所述第一模具体和第二模具体相对的一侧分别为呈波浪形弯曲的第一成型面和第二成型面，所述第一成型面和第二成型面均由弯曲母线沿引导直线延伸而成，使所述第一模具体和第二模具体在所述第一成型面和第二成型面相贴近状态下能够沿引导直线方向相对移动；
8.所述第一成型面和第二成型面在所述引导直线方向上均形成有压弯成型区和折弯成型区，且在引导直线方向上，所述第一成型面上的压弯成型区和折弯成型区的方位与所述第二成型面上的压弯成型区和折弯成型区的方位相反；
9.所述第一成型面的折弯成型区具有突出形成的第一成型凸台，所述第一成型凸台
的中部形成有沿引导直线方向朝向压弯成型区贯通的成型凹槽，所述成型凹槽的侧壁形状与待成型发卡导体的外廓形状一致，所述成型凹槽朝向压弯成型区的侧壁相外弯曲成弧形引导部；所述第一成型凸台的顶部具有与所述第二成型面的形状相匹配的第三成型面；所述第一成型凸台的高度与待成型发卡导体的厚度相匹配；
10.所述第二成型面的折弯成型区突出形成有与所述成型凹槽对应设置的第二成型凸台，所述第二成型凸台的高度与所述成型凹槽的深度相匹配，所述第二成型凸台的顶部具有与所述第一成型面的形状相匹配的第四成型面；所述第二成型凸台的折弯成型端沿引导直线方向朝向压弯成型区设置，且所述第二成型凸台的外壁形状与待成型发卡导体的内廓形状一致，使所述第二成型凸台与所述成型凹槽在配合状态下的间隙与发卡导体的成型形状一致；
11.成型时，将第一模具体和第二模具体在竖向上相对设置，并使第一模具体的压弯成型区和第二模具体的压弯成型区在竖向上正对，将待成型扁线沿宽度方向放置在所述第一模具体和第二模具体的压弯成型区之间，先将第一模具体和第二模具体压合，在将第一模具体和第二模具体沿引导直线方向相对移动，使第二成型凸台挤入成型凹槽内，完成发卡导体成型。
12.上述结构中，第一模具体和第二模具体可在第一成型面和第二成型面相贴近(即模具压合)状态下沿引导直线方向相对移动，即第一模具体和第二模具体可先压合，再沿引导直线方向相对移动。而第一成型面和第二成型面上的压弯成型区和折弯成型区在引导直线方向上方位相反，这样，就可以先将第一成型面和第二成型面的压弯成型区相对设置，将待成型发卡导体的直扁线沿垂直于引导直线的方向放置在二者之间，将第一模具体和第二模具体压合，直扁线在第一成型面和第二成型面的作用下形成波浪形弯曲；然后再将第一模具体和第二模具体沿引导直线方向相对移动，利用第二成型凸台将弯曲后的直扁线推挤进入成型凹槽内，直扁线在成型凹槽两侧的弧形引导部的预弯曲引导作用下，逐步弯曲成型，直至第二成型凸台完全滑入成型凹槽内，从而完成发卡导体成型。采用上述成型模具，先完成发卡导体宽度方向上的弯曲，再完成发卡导体端部的折弯，整个成型过程中均不会在长度方向上对扁线形成拉伸，从而避免扁线线径变小和绝缘层的拉伸破坏，从而降低了绝缘层被击穿的风险，有利于改善电机的可靠性。
13.进一步的，所述第一模具体包括第一主模体和第一副模体，所述第一主体的中部具有与所述成型凹槽的侧壁形状一致的第一安装槽，所述第一安装槽朝压弯成型区方向贯通设置，所述第一副模体安装在所述第一安装槽内；所述第三成型面位于所述第一主模体上，所述第一成型面位于所述第一副模体上；
14.所述第二模具体包括第二主模体和第二副模体，所述第二主模体的中部具有与所述第二成型凸台的外壁形状一致的第二安装槽，所述第二安装槽朝压弯成型区方向贯通设置，所述第二副模体安装在所述第二安装槽内；所述第四成型面位于所述第二副模体上，所述第二成型面位于所述第二主模体上。
15.由于第一成型面、第二成型面、第三成型面和第四成型面均为曲面，将第一成型面和第三成型面、以及第二成型面和第四成型面分别设置在不同的模体上，方便曲面的加工。
16.作为优化，还获取如下结构的成型机构，包括水平设置的第一横板和竖直设置的第一立板；
17.所述第一横板上安装有第一直线导向机构，所述第一直线导向机构上可移动地安装有第一模座，所述第一横板与所述第一模座之间还设置有用于驱动所述第一模座沿所述第一直线导向机构水平移动的第一直线驱动机构；
18.所述第一立板上具有竖向安装的第二直线导向机构，所述第二直线导向机构上可移动地安装有第二模座，所述第一立板与所述第二模座之间还设置有用于驱动所述第二模座沿第二直线导向机构竖向移动的第二直线驱动机构；
19.所述第一模具体和第二模具体在竖向上相对设置，且其中一个安装在所述第一模座，另一个安装在所述第二模座上；所述第一直线导向机构的导向方向与第一模具体和第二模具体的引导直线方向一致；所述第一模具体的压弯成型区与所述第二模具体的压弯成型区在竖向上正对。
20.上述结构中，第一模具体的压弯成型区和第二模具体的压弯成型区在竖向上正对，将直扁线沿宽度方向放置在二者之间，启动第二直线驱动机构带动第二模座沿竖向移动，使第一模具体和第二模具体压合，利用第一成型面和第二成型面对直扁线进行压弯，然后启动第一直线驱动机构带动第一模座沿水平方向移动，使第二成型凸台将弯曲后的直扁线推挤进入成型凹槽内，直扁线在成型凹槽两侧的弧形引导部的预弯曲引导作用下，逐步弯曲成型，直至第二成型凸台完全滑入成型凹槽内，从而完成发卡导体成型。
21.进一步的，所述第二模座位于所述第一模座的正下方，且二者移动方向上的两侧设置有用于水平放置待成型扁线的托架，所述托架的置物部在竖向上的投影位于所述第一模具体和第二模具体的压弯成型区，且置物部的高度位于所述第一模具体和第二模具体之间，且所述托架的上方具有可供待成型扁线随所述第一直线驱动机构和第二直线驱动机构移动的空间。
22.由于压弯成型区的第一成型面和第二成型面均为波浪形，使得待成型扁线(直扁线)不易水平稳定地放置在二者之间，采用上述结构，将待成型扁线放置在托架的置物部上，待成型扁线即水平稳定地放置在第一模具体和第二模具体之间，第二直线驱动机构带动第二模座向上移动，同时推动待成型扁线上移，并在第一模具体和第二模具体压合时完成待成型扁线的压弯，然后在第一直线驱动机构的作用下完成折弯。
23.进一步的，所述托架为竖向安装在所述第一横板上的竖板，所述竖板的下端沿所述第一直线驱动机构的折弯成型方向突出形成所述置物部。
24.第一直线驱动机构的折弯成型方向即第一直线驱动机构带动第一模座移动来完成折弯成型的动作方向。
25.进一步的，所述置物部的端部具有竖向设置的挡条，所述挡条与所述竖板之间形成导向槽，所述导向槽的宽度与待成型扁线的宽度相匹配；所述挡条的上端低于安装在所述第一模座上的第一模具体或第二模具体的最低高度。
26.这样，待成型扁线在随第二直线驱动机构上移的过程中，始终受到导向槽的导向作用，从而避免待成型扁线在水平方向摆动。
27.进一步的，所述第一横板或所述第一立板的一侧还具有垂直设置的限位挡板，使放置在所述托架置物部上的待成型扁线的一端可抵接在所述限位挡板上。
28.这样，通过限位挡板就可以保证待成型扁线的放置位置统一，从而可以控制压弯和折弯的位置，使得成型发卡导体的一致性更好。
29.进一步的，所述第一直线导向机构的两侧各设置有一个限位块，所述限位块在所述第一直线导向机构的导向方向上正对所述第一模座。
30.进一步的，所述限位块上具有朝向所述第一模座贯通设置的螺纹孔，所述螺纹孔上安装有限位螺柱，所述限位螺柱上还安装有锁紧螺母。
31.进一步的，所述第一直线导向机构和第二直线导向机构均为直线导轨；所述第一直线驱动机构和第二直线驱动机构均为气缸；所述第一横板的另一端还具有与所述第一立板平行设置的第二立板，所述第一立板和第二立板的下端安装有第二横板；所述第一直线驱动机构安装在所述第二立板上，所述第二直线驱动机构安装在所述第二横板上。
32.综上所述，本发明电机发卡导体成型方法具有成型效率高，速度快，可以同时成型多根发卡导体，先压弯再折弯的方式可以避免铜线的拉伸，不会导致漆皮拉伸和变薄，使漆皮不易被击穿，有利于提高电机可靠性等优点。
附图说明
33.图1～图3为发卡导体的结构示意图。
34.图4为成型模具的爆炸结构示意图。
35.图5为第二模具体的结构示意图。
36.图6～图8为成型机构的结构示意图。
具体实施方式
37.下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
38.具体实施时：如图6～图8所示，一种电机发卡导体的成型机构，包括水平设置的第一横板3和竖直设置的第一立板4，所述第一横板3的另一端还具有与所述第一立板4平行设置的第二立板8，所述第一立板4和第二立板8的下端安装有第二横板9。
39.所述第一横板3上安装有第一直线导向机构31，所述第一直线导向机构31上可移动地安装有第一模座32，所述第一横板3与所述第一模座32之间还设置有用于驱动所述第一模座32沿所述第一直线导向机构31水平移动的第一直线驱动机构33，所述第一直线驱动机构33安装在所述第二立板4上。所述第一立板4上具有竖向安装的第二直线导向机构41，所述第二直线导向机构41上可移动地安装有第二模座42，所述第一立板4与所述第二模座42之间还设置有用于驱动所述第二模座42沿第二直线导向机构41竖向移动的第二直线驱动机构43，所述第二直线驱动机构43安装在所述第二横板9上。
40.本实施例中，所述第一直线导向机构31和第二直线导向机构41均为直线导轨，且均设置有两个，所述第一模座32和第二模座42通过滑块安装在直线导轨上。所述第一直线驱动机构33和第二直线驱动机构43均为气缸。
41.所述第一模座32和第二模座42上还安装有电机发卡导体的成型模具，如图4和图5所示，所述成型模具包括竖向上正对设置的第一模具体1和第二模具体2，且其中一个安装在所述第一模座32，另一个安装在所述第二模座42上；所述第一模具体1和第二模具体2相对的一侧分别为呈波浪形弯曲的第一成型面11和第二成型面21，所述第一成型面11和第二成型面21均由弯曲母线沿引导直线延伸而成，使所述第一模具体1和第二模具体2在所述第一成型面11和第二成型面21相贴近状态下能够沿引导直线方向相对移动；
42.所述第一成型面11和第二成型面21在所述引导直线方向上均形成有压弯成型区b和折弯成型区a，且在引导直线方向上，所述第一成型面11上的压弯成型区b和折弯成型区a的方位与所述第二成型面21上的压弯成型区b和折弯成型区a的方位相反；
43.所述第一成型面11的折弯成型区a具有突出形成的第一成型凸台12，所述第一成型凸台12的中部形成有沿引导直线方向朝向压弯成型区b贯通的成型凹槽13，所述成型凹槽13的侧壁形状与待成型发卡导体的外廓形状一致，所述成型凹槽13朝向压弯成型区b的侧壁相外弯曲成弧形引导部15；所述第一成型凸台12的顶部具有与所述第二成型面21的形状相匹配的第三成型面14；所述第一成型凸台12的高度与待成型发卡导体的厚度相匹配。具体实施时，待成型发卡导体的厚度是单个发卡导体厚度的整数倍，比如，第一成型凸台12的高度与5个发卡导体的厚度之和相匹配，就可以将5个发卡导体层叠放置之后一次成型，即5个层叠发卡导体为1个待成型发卡导体。
44.所述第二成型面21的折弯成型区a突出形成有与所述成型凹槽13对应设置的第二成型凸台22，所述第二成型凸台22的高度与所述成型凹槽13的深度相匹配，所述第二成型凸台22的顶部具有与所述第一成型面11的形状相匹配的第四成型面23；所述第二成型凸台22的折弯成型端沿引导直线方向朝向压弯成型区b设置，且所述第二成型凸台22的外壁形状与待成型发卡导体的内廓形状一致，使所述第二成型凸台22与所述成型凹槽13在配合状态下的间隙与发卡导体的成型形状一致。
45.所述第一模具体1的压弯成型区b与所述第二模具体2的压弯成型区b在竖向上正对，且所述第一直线导向机构31的导向方向与第一模具体1和第二模具体2的引导直线方向一致。
46.第一模具体和第二模具体可在第一成型面和第二成型面相贴近(即模具压合)状态下沿引导直线方向相对移动，即第一模具体和第二模具体可先压合，再沿引导直线方向相对移动。而第一成型面和第二成型面上的压弯成型区b和折弯成型区a在引导直线方向上方位相反，这样，就可以先将第一成型面和第二成型面的压弯成型区b相对设置，将待成型发卡导体的直扁线沿垂直于引导直线的方向放置在二者之间，启动第二直线驱动机构带动第二模座沿竖向移动，使第一模具体和第二模具体压合，利用第一成型面和第二成型面对直扁线进行压弯，然后启动第一直线驱动机构带动第一模座沿水平方向移动，使第二成型凸台将弯曲后的直扁线推挤进入成型凹槽内，直扁线在成型凹槽两侧的弧形引导部的预弯曲引导作用下，逐步弯曲成型，直至第二成型凸台完全滑入成型凹槽内，从而完成发卡导体成型。上述成型过程中，先完成发卡导体宽度方向上的弯曲，再完成发卡导体端部的折弯，整个成型过程中均不会在长度方向上对扁线形成拉伸，从而避免扁线线径变小和绝缘层的拉伸破坏，从而降低了绝缘层被击穿的风险，有利于改善电机的可靠性。
47.实施时，所述第二模座42位于所述第一模座32的正下方，且二者移动方向上的两侧设置有用于水平放置待成型扁线的托架5，所述托架5的置物部在竖向上的投影位于所述第一模具体1和第二模具体2的压弯成型区b，且置物部的高度位于所述第一模具体1和第二模具体2之间，且所述托架5的上方具有可供待成型扁线随所述第一直线驱动机构和第二直线驱动机构移动的空间。
48.由于压弯成型区b的第一成型面和第二成型面均为波浪形，使得待成型扁线(直扁线)不易水平稳定地放置在二者之间，采用上述结构，将待成型扁线放置在托架的置物部
上，待成型扁线即水平稳定地放置在第一模具体和第二模具体之间，第二直线驱动机构带动第二模座向上移动，同时推动待成型扁线上移，并在第一模具体和第二模具体压合时完成待成型扁线的压弯，然后在第一直线驱动机构的作用下完成折弯。
49.实施时，所述托架5为竖向安装在所述第一横板3上的竖板51，所述竖板51的下端沿所述第一直线驱动机构的折弯成型方向突出形成所述置物部52。
50.第一直线驱动机构的折弯成型方向即第一直线驱动机构带动第一模座移动来完成折弯成型的动作方向。
51.实施时，所述置物部51的端部具有竖向设置的挡条53，所述挡条53与所述竖板51之间形成导向槽，所述导向槽的宽度与待成型扁线的宽度相匹配；所述挡条53的上端低于安装在所述第一模座32上的第一模具体或第二模具体的最低高度。
52.这样，待成型扁线在随第二直线驱动机构上移的过程中，始终受到导向槽的导向作用，从而避免待成型扁线在水平方向摆动。
53.实施时，所述第一横板3或所述第一立板4的一侧还具有垂直设置的限位挡板6，使放置在所述托架5置物部上的待成型扁线的一端可抵接在所述限位挡板6上。
54.这样，通过限位挡板就可以保证待成型扁线的放置位置统一，从而可以控制压弯和折弯的位置，使得成型发卡导体的一致性更好。
55.实施时，所述第一直线导向机构31的两侧各设置有一个限位块7，所述限位块7在所述第一直线导向机构31的导向方向上正对所述第一模座32。
56.实施时，所述限位块7上具有朝向所述第一模座32贯通设置的螺纹孔，所述螺纹孔上安装有限位螺柱，所述限位螺柱上还安装有锁紧螺母。
57.实施时，所述第一模具体1包括第一主模体16和第一副模体17，所述第一主体16的中部具有与所述成型凹槽13的侧壁形状一致的第一安装槽，所述第一安装槽朝压弯成型区b方向贯通设置，所述第一副模体17安装在所述第一安装槽内；所述第三成型面14位于所述第一主模体16上，所述第一成型面11位于所述第一副模体17上；
58.所述第二模具体2包括第二主模体24和第二副模体25，所述第二主模体24的中部具有与所述第二成型凸台22的外壁形状一致的第二安装槽，所述第二安装槽朝压弯成型区b方向贯通设置，所述第二副模体25安装在所述第二安装槽内；所述第四成型面23位于所述第二副模体25上，所述第二成型面21位于所述第二主模体24上。
59.由于第一成型面、第二成型面、第三成型面和第四成型面均为曲面，将第一成型面和第三成型面、以及第二成型面和第四成型面分别设置在不同的模体上，方便曲面的加工。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。