一种换向器压入转子铁芯组件的治具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种换向器压入转子铁芯组件的治具，设置了定位转子铁芯和换向器的径向位置的铁芯定位筒和换向器定位环，铁芯定位筒和换向器定位环都设有2个定位筋，这样，转子铁芯和换向器的径向位置完全固定，保证了转子铁芯和换向器径向位置的准确性和一致性，并且为了使治具有更好的通用性，在铁芯定位筒和换向器定位环之间还设有调整圈，可以根据转子铁芯和换向器的轴向位置设置不同厚度(可以是单个，也可以是多个叠加的厚度)，这样，所有使用相同冲片规格和换向器的转子可以共用一付治具。该实用新型的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，提高了治具的通用性，减少了治具配件，既便于治具管理，也能避免误用而造成质量事故。
【专利说明】 一种换向器压入转子铁芯组件的治具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及直流电机加工设备工装领域，具体涉及一种换向器压入转子铁芯组件的治具。
【背景技术】
[0002]汽车起动机是一种将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动的装置。汽车起动机的动力来源是直流电机。
[0003]直流电机包括有刷电机和无刷电机，虽然无刷电机由于稳定性和可维护性更好，得到了越来越广泛的应用，有赶超有刷电机的趋势，但是在对起动转矩、过载能力要求更高的场合，对成本比较敏感的场合，还是大量的使用有刷电机。
[0004]有刷电机采用机械换向(无刷电机采用电子换向)，即在定子上设置电刷，转子上设置换向器。转子的换向器是通过一定的过盈量压入转子铁芯组件上(转子铁芯组件由转子铁芯压入转子轴而成)。
[0005]因为换向的缘故，换向器和转子铁芯在径向有一定的位置关系，以往这种位置关系的保证，是在换向器压入前，由操作人员人眼观察后，手动调整换向器的位置后再压入，其可靠性、一致性比较差，电机的质量也不够稳定，而且靠人眼观察，换向器压入工序的工时也比较长。
[0006]因此后来设计了定位转子铁芯的和换向器的径向位置的定位装置，这样定位不可靠和效率低的问题解决了。但是又有新的问题了，因为电机的种类是比较多的，而不同种类的电机中，即使其铁芯的冲片规格和换向器规格是一样的(转子铁芯是冲片叠装而成的，为了适应大规模冲压的需要，冲片规格比较少，同样的道理，换向器的规格也比较少，调整电机的性能主要通过绕组的变化来实现)，其转子铁芯和换向器的轴向距离也是不一样的，这样每个类型的电机，都需要制作一套治具，或者制作不同的铁芯定位筒和换向器定位环，在模架上更换，无论那种，成本都很高，而且要增加很多治具或治具配件，增加了治具的管理成本，也容易因误用而造成质量事故。
[0007]因此，改进一种换向器压入转子铁芯组件的治具，提高治具的通用性，减少治具配件，是本领域需要解决的技术问题。
实用新型内容
[0008]本实用新型要解决的技术问题:改进一种换向器压入转子铁芯组件的治具，提高治具的通用性，减少治具配件。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0010]一种换向器压入转子铁芯组件的治具，所述转子铁芯组件包括转子铁芯和转子轴，所述治具包括模架，所述模架包括上模板、下模板和导柱，所述上模板设有定位所述转子铁芯的径向位置的铁芯定位筒，所述铁芯定位筒的轴线平行于所述导柱的轴线，其内孔直径与所述转子铁芯的外径相匹配；所述下模板设有定位所述换向器的径向位置的换向器定位环，所述换向器定位环的内孔直径与所述换向器的换向区的外径相匹配，其轴线与所述铁芯定位筒的轴线重合；所述铁芯定位筒和所述换向器定位环之间还设有一个或多个调整圈，所述调整圈的内径大于所述换向器最大的外径。
[0011]优选的，所述调整圈的数量为一个，其内径与所述换向器最大的外径的差值大于2mm ο
[0012]优选的，所述换向器定位环上端面设有2根定位所述调整圈的定位柱，两根定位柱分别位于所述换向器定位环的两个垂直的半径上，所述调整圈的外径大于所述铁芯定位筒的外径。
[0013]优选的，所述铁芯定位筒和换向器定位环的内孔内壁均设有2个定位筋，所述定位筋的横截面的形状为一个锐角，所述锐角的两条边的边长相等，且所述锐角的角分线在所述定位筋所在的内孔的半径上。
[0014]优选的，所述铁芯定位筒的内孔与所述转子铁芯的间隙为0.2?0.3mm。
[0015]优选的，所述换向器定位环的内孔与所述换向器的换向区的外圆的间隙为0.15 ?0.2mm。
[0016]优选的，所述导柱在所述上模板和下模板之间的一段套设有压缩弹簧。
[0017]优选的，所述铁芯定位筒和换向器定位环通过圆柱销与内六角螺钉固定在上模板和下模板上。
[0018]通过上述技术方案，本实用新型提供的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，设置了定位转子铁芯和换向器的径向位置的铁芯定位筒和换向器定位环，铁芯定位筒和换向器定位环都设有2个定位筋，这样，转子铁芯和换向器的径向位置完全固定，保证了转子铁芯和换向器径向位置的准确性和一致性，并且为了使治具有更好的通用性，在铁芯定位筒和换向器定位环之间还设有调整圈，可以根据转子铁芯和换向器的轴向位置设置不同厚度(可以是单个，也可以是多个叠加的厚度)，这样，所有使用相同冲片规格和换向器的转子可以共用一付治具。其有益效果是:提高治具的通用性，减少治具配件，既便于治具管理，也能避免误用而造成质量事故。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本实用新型实施例所公开的一种换向器压入转子铁芯组件的治具的示意图；
[0021]图2为本实用新型实施例所公开的一种换向器压入转子铁芯组件的治具中的铁芯定位筒的俯视的示意图；
[0022]图3为本实用新型实施例所公开的一种换向器压入转子铁芯组件的治具中的换向器定位环的俯视的示意图。
[0023]图中数字和字母所表示的相应部件名称:
[0024]11.转子铁芯12.转子轴13.换向器2.上模板3.下模板4.导柱5.铁芯定位筒 6.换向器定位环 61.定位柱 7.压缩弹簧 81.圆柱销82.内六角螺钉83.定位筋9.压头10.调整圈。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0026]本实用新型的原理是:设置了定位转子铁芯和换向器的径向位置的铁芯定位筒和换向器定位环，铁芯定位筒和换向器定位环都设有2个定位筋，这样，转子铁芯和换向器的径向位置完全固定，保证了转子铁芯和换向器径向位置的准确性和一致性，并且为了使治具有更好的通用性，在铁芯定位筒和换向器定位环之间还设有调整圈，可以根据转子铁芯和换向器的轴向位置设置不同厚度(可以是单个，也可以是多个叠加的厚度)，这样，所有使用相同冲片规格和换向器的转子可以共用一付治具。
[0027]实施例:
[0028]如图1-图3所示，一种换向器压入转子铁芯组件的治具，转子铁芯组件包括转子铁芯11和转子轴12，治具包括模架，模架包括上模板2、下模板3和导柱4，上模板2设有定位转子铁芯11的径向位置的铁芯定位筒5，铁芯定位筒5的轴线平行于导柱4的轴线，其内孔直径与转子铁芯11的外径相匹配；下模板3设有定位换向器13的径向位置的换向器定位环6，换向器定位环6的内孔直径与换向器13的换向区的外径相匹配，其轴线与铁芯定位筒5的轴线重合；铁芯定位筒5和换向器定位环6之间还设有一个或多个调整圈10，调整圈10的内径大于换向器13最大的外径。
[0029]转子铁芯组件包括转子铁芯11和转子轴12，也就是转子铁芯11装配到转子轴12上了(通常也是压入的)。
[0030]本实用新型的模架和标准的模架类似，或者说可以借用标准的模架，在标准模架的基础上再进一步加工。
[0031]铁芯定位筒5的轴线平行于导柱4的轴线，其内孔直径与转子铁芯11的外径相匹配，这样转子铁芯11能顺利放入铁芯定位筒5，也便于定位。
[0032]同样的，换向器定位环6安装在下模板3上，其内孔直径与换向器13的外径相匹配。
[0033]铁芯定位筒5和换向器定位环6的高度都是计算好的，保证相同的冲片规格和换向器规格的转子都能使用，也就是按转子铁芯和换向器的轴向距离最短的转子计算，而距离长的转子，在压装时可以增加调整圈或更换调整圈。
[0034]本实施例中，调整圈10的数量为一个，其内径与换向器13最大的外径的差值大于2mm。数量只设一个，不同规格的电机，是通过更换调整圈10来实现换向器13的压入(调整圈表面可刻上电机型号)的。调整圈10的内径与换向器13最大的外径的差值大于2mm,对换向器来说，不容易在压入过程中碰伤。
[0035]本实施例中，换向器定位环6上端面设有2根定位调整圈的定位柱62，两根定位柱62分别位于换向器定位环6的两个垂直的半径上，调整圈的外径大于铁芯定位筒的外径。一般的，两个定位柱是放在后面(对操作者来讲)，呈90度角，这样操作者将调整圈从前往后推，就靠到定位柱，调整圈的位置就固定了。调整圈10的外径大于铁芯定位筒5的外径，这样在压入中，铁芯定位筒5的底端面就不会碰到定位柱62 了。
[0036]本实施例中，铁芯定位筒5和换向器定位环6的内孔内壁均设有2个定位筋83，定位筋83的横截面的形状为一个锐角，锐角的两条边的边长相等，且锐角的角分线在定位筋所在的内孔的半径上。
[0037]定位筋83的作用是，转子铁芯11从上往下插入铁芯定位筒5的内孔中时，其放置绕组的线槽的开口卡入定位筋83，径向位置得到固定。内孔与转子铁芯11的间隙不能太大，不然定位筋就起不了定位的作用了。
[0038]同样的，换向器13从上往下插入换向器定位环6的内孔中时，换向器的换向片与换向片之间的槽(可称之为云母槽)也卡入定位筋83，径向位置得到固定。内孔与换向器13的换向区的间隙也不能太大(换向器的换向区，就是多个换向片组成的外圆，因为换向器的外圆还有焊接导线的区域，这个外圆一般比换向区的外圆大)。
[0039]不过铁芯定位筒5和换向器定位环6内孔中的定位筋的大小是不同的，一般铁芯定位筒5中的定位筋大一些。
[0040]定位筋83的横截面的形状均为一个锐角，锐角的两条边的边长相等，且锐角的角分线在定位筋所在的内孔的半径上。说的明白一点，其实类似于一个等腰三角形，只不过没有底边，两条“腰”是直接接在内壁上的，其顶角是指向圆心的。因为转子铁芯11的线槽的中心线和换向器13的云母槽的中心线都是指向圆心的。
[0041]铁芯定位筒5和换向器定位环6内孔中的定位筋的顶角的大小也是不同的，一般铁芯定位筒5中的定位筋的角度为60度，换向器定位环6的定位筋的角度为30度。这是因为一般的转子铁芯的线槽的开口宽度比换向器的云母槽的宽度大。
[0042]定位筋83在径向的长度是很小的，铁芯定位筒5的定位筋的径向长度在2mm左右，换向器定位环6的定位筋在Imm左右，太长了，转子铁芯和换向器就放不下了，这是本领域技术人员都能理解的，就不在权利要求书中列出了。
[0043]定位筋83自身的位置是根据产品的设计要求确定和加工的，举例:如果转子铁芯11的线槽是偶数，则铁芯定位筒5的2个定位筋可做180度对称分布，比较便于加工，如果不是偶数，则可以是根据线槽数量，计算一个角度。换向器定位环6的定位筋的分布，需要根据产品要求，在径向上与铁芯定位筒5的定位筋错开规定的角度(当然也有是重合的)。
[0044]另外，从图中看出，铁芯定位筒5为了加工方便，分成两段，通过螺钉连接，下面的是挡环，其内孔小于铁芯外径，这样铁芯不容易漏出。而分成两段，不做成一体，是因为铁芯定位筒的内孔中有定位筋，一般是采用线切割加工(线切割加工的内孔，只能是上下直径一样的内孔，不能是阶梯孔)，这是一个优选的结构。
[0045]本实施例中，铁芯定位筒5的内孔与转子铁芯11的间隙为0.2?0.3mm。换向器定位环6的内孔与换向器13的换向区的外圆的间隙为0.15?0.2mm。间隙太大,贝U定位筋83起不到应有的作用，间隙太小，则转子铁芯11或换向器13放入比较困难。
[0046]本实施例中，导柱在上模板2和下模板3之间的一段套设有压缩弹簧7。这样在换向器压入到位后，就能自动复位，便于放置下一个换向器。
[0047]本实施例中，铁芯定位筒5和换向器定位环6通过圆柱销81与内六角螺钉82固定在上模板2和下模板3上。这主要是保证铁芯定位筒和换向器定位环位置的正确，避免安装不到位或拆装后再次安装时位置有偏差。
[0048]为了更加清楚的表述，将压入的简单步骤描述如下:
[0049]1)将转子铁芯组件放入铁芯定位筒5，转子铁芯11的线槽的开口卡入铁芯定位筒5的定位筋；
[0050]2)将换向器13放入换向器定位环6,换向器的云母槽卡入换向器定位环6的定位筋；
[0051]3)压头9在气缸或油缸的驱动下，向下运动，压到转子轴12的上端面，使转子铁芯组件向下运动，同时上模板2及铁芯定位筒5也被带动向下运动；
[0052]4)转子轴12的下端被压入换向器13的内孔中；
[0053]5)铁芯定位筒5的下端面碰到调整圈10的上端面，压头无法向下运动，自然回升(一般气缸或油缸的一个运动周期一下压和回升，都设定时间的)，再将压好后的转子铁芯组件取出，就完成了本工序的工作。
[0054]在上述实施例中，本实用新型提供的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，设置了定位转子铁芯和换向器的径向位置的铁芯定位筒和换向器定位环，铁芯定位筒和换向器定位环都设有多个定位筋，这样，转子铁芯和换向器的径向位置完全固定，保证了转子铁芯和换向器径向位置的准确性和一致性，并且为了使治具有更好的通用性，在铁芯定位筒和换向器定位环之间还设有调整圈，可以根据转子铁芯和换向器的轴向位置设置不同厚度(可以是单个，也可以是多个叠加的厚度)，这样，所有使用相同冲片规格和换向器的转子可以共用一付治具。其有益效果是:提高治具的通用性，减少治具配件，既便于治具管理，也能避免误用而造成质量事故。
[0055]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种换向器压入转子铁芯组件的治具，所述转子铁芯组件包括转子铁芯和转子轴，所述治具包括模架，所述模架包括上模板、下模板和导柱，其特征在于，所述上模板设有定位所述转子铁芯的径向位置的铁芯定位筒，所述铁芯定位筒的轴线平行于所述导柱的轴线，其内孔直径与所述转子铁芯的外径相匹配；所述下模板设有定位所述换向器的径向位置的换向器定位环，所述换向器定位环的内孔直径与所述换向器的换向区的外径相匹配，其轴线与所述铁芯定位筒的轴线重合；所述铁芯定位筒和所述换向器定位环之间还设有一个或多个调整圈，所述调整圈的内径大于所述换向器最大的外径。
2.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述调整圈的数量为一个，其内径与所述换向器最大的外径的差值大于2_。
3.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述换向器定位环上端面设有2根定位所述调整圈的定位柱，两根定位柱分别位于所述换向器定位环的两个垂直的半径上，所述调整圈的外径大于所述铁芯定位筒的外径。
4.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述铁芯定位筒和换向器定位环的内孔内壁均设有2个定位筋,所述定位筋的横截面的形状为一个锐角，所述锐角的两条边的边长相等，且所述锐角的角分线在所述定位筋所在的内孔的半径上。
5.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述铁芯定位筒的内孔与所述转子铁芯的间隙为0.2?0.3mm。
6.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述换向器定位环的内孔与所述换向器的换向区的外圆的间隙为0.15?0.2_。
7.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述导柱在所述上模板和下模板之间的一段套设有压缩弹簧。
8.根据权利要求1所述的一种换向器压入转子铁芯组件的治具，其特征在于，所述铁芯定位筒和换向器定位环通过圆柱销与内六角螺钉固定在上模板和下模板上。
【文档编号】H02K15/00GK204103685SQ201420455062
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】唐学文 申请人:常州普莱盛电器科技有限公司