电枢换向器的压制装置及压制方法与流程

本发明涉及起动机电枢的制备装置和方法，特别涉及一种电枢换向器的压制装置和方法。

背景技术：

起动电机由电磁开关，直流电机和传动机构三大部分组成，直流电机又由前端盖，后端盖，刷架，定子，电枢构成。其中电枢包括换向器1，铁芯2，轴3，铜制导线4（绕组导线）组成。电枢的铁芯内部装有导线的部分，实现电能向机械能的转换。换向器的槽数与铁芯片的槽数是相等的，槽数从13～37槽，不同的槽数满足着不同功率输出的要求。同样体积的电枢槽满率（导线的截面积之和与铁芯槽面积占比）越高，电机输出功率就越大，扁导线比圆导线有更高的槽满率，所以采用扁导线设计的电枢更紧凑，输出的性能更大，同时对制造的工艺也提出了更高的挑战。电枢在电机中高速运转，是决定电机可靠性和寿命的最关键部件。

在现有的电枢生产过程中，换向器在被压入轴的过程中电枢的导线同步进入换向器槽内，由于导线在扭头时受多种因素的影响，扭完头的导线往往存在位置和形状误差，造成导线和换向器的槽对不齐，因此在压换向器时往往因为绕组扭头后导线的变形以及换向器的定位偏差，导致绕组的导线不容易压入换向器的槽中、导线被顶弯、压偏等情况的出现，需要返工，甚至报废。现有的解决方法之一是加宽换向器槽的宽度以方便绕组导线的进入，但这势必会加大绕组导线与换向器的接触电阻，影响绕组导线与换向器的焊接牢度，降低电枢的质量；现有的解决方法之二是先将扭头后绕组的导线在专用的扩口设备上进行扩口，再在专用的压机上完成换向器的压入，最后在缩口专机上将绕组导线压入换向器的槽内，由于在导线压入换向器槽内的过程中往往无法保证同时压入，就会产生绕组的每根导线与换向器的接触电阻不一致，从而降低电枢的质量，而且这种方法需三台设备，三个人操作，生产效率低，制造成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种电枢换向器的压制方法，其能有效确保导线顺利进入到换向器槽中，大大提高了生产效率和降低了制造的成本，同时也确保了起动机性能更加稳定可靠。

本发明还提供一种电枢换向器的压制装置，通过其能够更好地实施电枢换向器的压制方法，其能有效确保导线顺利进入到换向器槽中，大大提高了生产效率和降低了制造的成本，同时也确保了起动机性能更加稳定可靠。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：。

电枢换向器的压制方法，将扭好头的电枢半成品的导线头部的下端限制后径向扩大，再将换向器压入电枢半成品的轴，并同时将径向扩大后的导线头部限制后再径向挤入到换向器的槽中。

本发明相应地提供一种电枢换向器的压制装置，其包括：

主体，其中间设置能够容纳铁芯衬套和铁芯座的圆柱形竖直通孔，下部设置横向贯通孔；

铁芯座，放置在主体的圆柱形通孔下部，铁芯座中间开设容纳工件轴的圆柱孔，通过工件的轴插入圆柱孔而轴向固定工件；

铁芯座引导套，包括中间为贯通孔的主体和设置孔孔壁的轴向引导部，其固定在主体的圆柱形通孔上部，一部分套在铁芯座外，轴向引导部位引导铁芯座上下移动；

上定位圈，周向设置与换向器相同数量的槽口，定位圈槽宽略大于换向器槽宽，这样工件导线可限位在槽口中，并且容易在槽口中移动；

下定位圈，周向设置与换向器相同数量和宽度的槽口，槽口可容纳工件导线，其槽口直径小于上定位圈的槽口直径；

缩口环，中间通孔上部为上大下小的圆台形，下部为圆柱形；

限位套，设置在电枢半成品铜制导线下部与铁芯座之间，支撑电枢半成品下部，使导线与铁芯座顶面不接触，确保导线下部不被碰伤；

扩口齿头，头部为上大下小的圆台形，圆台上周向设置与换向器相同数量和宽度的长槽齿，与上定位圈、下定位圈、缩口环的槽口对应；

换向器压头，换压器压头把换向器压入工件轴中；

换向器定位组件，其包括换向器定位主体和换向器定位件，中间设置可容纳换向器的贯通孔，贯通孔周边设置换向器定位件，换向器放入贯通孔后由换向器定位件轴向引导；

高度调整件，其处于导线扩口位置时的高度和处于导线挤入换向器位置时的高度差等于导线头部缩口的行程，并置于主体的横向贯通孔中，支撑铁芯座，并可在二个位置间变换；

固定件，固定件下段活动固定在本体上，上定位圈、下定位圈、缩口环由上到下依次放置在本体上，固定件上段将上定位圈、下定位圈活动固定；上定位圈更换成换向器定位组件后也由固定件上段固定。

更好地，上述主体可分成本体和底座，本体固定在底座上，这样容易制造和安装。

更好地，上述铁芯座引导套主体和轴向引导部分成二分部分，这样容易制造。

更好地，上述高度调整件为手柄，其包括手持部分和转动部分，转动部分的宽度与高度之差等于导线头部缩口的行程，转动部分置于本体的横向贯通孔中并支撑铁芯座；这样通过手持部分可以方便转动手柄转动部分而改变转动部分的高度。

更好地，上述换向器定位组件为分体结构，分成换向器定位圈、换向器衬套、换向器定位导条，换向器定位圈内设置并固定换向器衬套，换向器定位导条固定在换向器衬套内壁上并轴向定位换向器；这样容易制造和安装。

更好地，上述本体与缩口环之间还设置高度调整件，调整件包括调整螺杆和螺母，螺母固定在本体顶面，螺杆旋在螺母，这样通过旋转螺杆改变其进入螺母的高度，从而调整螺杆的高度，也就是调整缩口环与本体之间的距离，以满足铁芯高度的变化。

更好地，上述本体外周表面上和上定位圈、下定位圈、换向器定位组件外周表面上均设置竖向固定槽，固定件置于竖向固定槽上并活动固定。

更好地，上述固定件有按周向对称分布的二个，二个固定件为不同的宽度尺寸导轨，以确保了下定位圈、上定位圈、换向器定位圈在使用时位置的唯一性，起到防错作用。

更好地，上述上定位圈的槽口后段宽度明显大于换向器槽口，这样再需要取出上定位圈时不受导线阻碍，比较容易。

更具体地，电枢换向器的压制方法包括以下步骤：

（1）在主体的横向贯通孔中放好起始位置的高度调整件，铁芯座放入圆柱形通孔中并由高度调整件支撑，铁芯座上部套入铁芯座引导套中，铁芯座引导套固定在主体上；

（2）将扭好头的电枢半成品放入到铁芯座引导套中，主体上方依次固定好缩口环、下定位圈、上定位圈，使部件的导线头部进入上定位圈的槽口中；

（3）再装上扩口齿头，启动驱动器压下扩口齿头，导线头部在扩口齿头齿部的作用力下从上定位圈槽口中挤出，导线下部进入下定位圈槽口中；

（4）取出扩口齿头和上定位圈，在上定位圈位置处装上换向器定位组件，再在换向器定位组件中放入换向器，在换向器上面放好换压器压头，启动驱动器压入换压器，高度调整件降低到另一高度，将在下定位圈槽口中的导线通过缩口环斜面同时挤入换向器的槽口中；

（5）再将高度调整件到起始位置顶出工件。

本发明的优点在于：

1、本发明将压换向器和导线进入换向器槽内分成二步动作来完成，并且导线始终被工装定位，消除了位置和形状误差，从而确保电枢生产时性能参数一致性好，返工率，报废率大大降低。

2、由于铜制导线是被下定位圈精准定位下压入到换向器槽内，因此换向器的槽宽可以与导线宽度或直径尺寸接近或相同尺寸，减少了导线与换向器的接触电阻，保证了焊接牢固度，确保了起动机的性能。

3、将导线压入换向器槽内仅仅通过一个缩口环来完成，做到了同步压入，彻底解决了导线压入不同步造成的换向器槽口变化的问题。

4、仅仅使用一台普通的压机（气压机或油压机），使绕组扭头后的导线能同时顺利进入到换向器的槽内，仅需一人操作，大大提升了生产效率，节约了占地面积，降低了制造成本。

附图说明

图1是本发明使用的待压换向器的电枢工件、换向器的结构示意图。

图2是本发明实施例压换向器装置的分解结构示意图。

图3是本发明实施例压换向器装置进行导线扩口时的结构示意图。

图4是本发明实施例压换向器装置进行压换向器时的结构示意图。

图5是本发明实施例换向器定位组件的结构示意图。

图6是本发明实施例压换向器开始时的结构示意图。

图7是本发明实施例压换向器导线扩口时的结构示意图。

图8是本发明实施例压换向器起始时的状态图。

图9是本发明实施例压换向器完成时的状态图。

图10是本发明实施例将压好换向器工件退出时的状态图。

图11是本发明实施例压换向器完成后的工件图。

图12是本发明实施例导线扩口开始时的导线与上定位圈的对应位置图。

图13是本发明实施例导线扩口完成时的导线与下定位圈的对应位置图。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的电枢工件222的一般形状，其有铜制导线120的头部122，中间有开口1231的铁芯123，下部有导线端部121，需要在轴124上压入换向器114，并将头部122导线定位在换向器114的槽1141中。

如图2、3、4所示，本发明提供的电枢换向器的压制装置，其包括以下部件：

底板1，其支撑本体2并与本体2固定；

本体2，其中间设置能够容纳铁芯衬套3和铁芯座5的圆柱形竖起通孔25，下部设置横向贯通孔22，本体外表面上设置竖向固定槽26、27；

铁芯衬套3，放置在本体2的圆柱形通孔25上部中，并由螺栓21与外侧的本体2固定，铁芯衬套3内侧圆周上还设置引导铁芯导条4的开口31；

铁芯导条4，分成二部分，一部分41放入铁芯衬套3的开口31，另一部分42与铁芯开口对应，放置在铁芯123的开口1231中，周向定位和轴向引导铁芯123；

铁芯座5，放置在本体2的圆柱形通孔25下部，铁芯座5中间开设容纳工件222轴的圆柱孔51，通过工件222的轴插入圆柱孔51而轴向固定工件222；

限位套6，设置在工件222铜制导线120下部121与铁芯座5之间，支撑工件222铜制导线120下部121，使其与铁芯座5平面52不接触，确保铜制导线120端部121不被碰伤；

高度调整手柄7，其包括手持部分72和转动部分71，转动部分71的宽度712与高度711之差等于铜制导线120头部122缩口的行程，转动部分71置于本体2的横向贯通孔22中并支撑铁芯座5；

缩口环8，中间通孔为：上部可容纳导线的上大下小的圆台形缩口槽81、下部为圆柱形孔82，上部圆台形缩口槽81可限制铜制导线120端部122扩口尺寸，下部圆柱形孔82可将涨开后的铜制导线120的头部122向下移动时因缩口而压入到换向器114对应槽口1141内；

上定位圈9，周向设置与换向器槽口数量相同和宽度稍宽的槽口91，槽口91宽度以容纳工件222铜制导线120又间隙不大为宜，这样在工件222铜制导线120头部122扩口时能使上部的铜制导线120顺利进入槽口91，从而使下部的铜制导线120引入下定位圈10中，防止铜制导线120错位，见图12；本实施例中，槽口91后段宽度92明显大于换向器槽口，这样在取出上定位圈9时不会受到槽口91内的铜制导线120的阻碍而方便取出；

下定位圈10，设置与与换向器槽口数量和宽度相同的槽口101，槽口101容纳工件222铜制导线120，下定位圈10起到准确定位铜制导线120头部122进入到下定位圈10槽口101中，见图13，确保铜制导线120头部122准确进入换向器114的槽口1141中；

换向器定位圈11内设置换向器衬套12，换向器定位圈11与换向器衬套12之间通过连接件113在二侧边部位111、112处连接，换向器定位圈11固定换向器衬套12，换向器衬套12轴向定位换向器；

换向器定位导条13，换向器定位导条13起到与换向器114槽口1141周向定位的作用；

扩口齿头14，扩口齿头14设置与上定位圈9的槽口91对应的齿部142，扩口齿头14的齿数与换向器的槽数相同，上定位圈9的槽口91接处进行初步引导定位，开始铜制导线120头部122直接在上定位圈9的槽口91中，如图12，在压机压力作用下扩口齿头14齿部142把铜制导线120头部122推进下定位圈10槽口101中，如图13，扩口齿头14度141起到使铜制导线120头部122扩口的作用，并被缩口环8斜面081所限制。

换压器压头15，换压器压头15起到把换向器114压入工件222轴端124；

导轨16、17，上部分别带有限定部163、173，分别放入本体外表面上的竖向固定槽26、27、下定位圈10的缺口102、103、上定位圈9的缺口92、93、换向器定位圈11的缺口114、115中，通过螺栓161、162、171、172与本体2固定，并通过导轨16、17的限定部163、173将下定位圈10、上定位圈9、换向器定位圈11与本体2相对位置准确定位；

上述本体2上面还设置调整件18，调整件18包括调整螺杆182和螺母181，螺母181固定在本体2顶面，螺杆182旋在螺母181，见图2，这样通过旋转螺杆182改变其进入螺母181的高度，从而调整螺杆182的高度，也就是调整下定位圈10与本体2之间的距离，以满足铁芯123高度1232的变化，见图6。

上述导轨16宽度与导轨17宽度不同，起到防错的作用。

上述铁芯衬套3与铁芯导条4也可成一体。

上述换向器定位圈11、换向器衬套12、换向器定位导条13构成换向器定位组件，见图5，三者也可以设计成一体。

利用上述换向器的压制装置进行电枢换向器的压制方法，其步骤如下：

（1）在本体2的横向贯通孔22中放入高度调整手柄7的转动部71，此时，高度调整手柄转动部的高度711部分向上，铁芯座5放入圆柱形通孔25中并由高度调整手柄7支撑，铁芯座5上部放入限位套6，再套入铁芯座引导套3中，铁芯座引导套3由螺栓21固定在本体2上，见图6；

（2）将电枢半成品222放入到铁芯座引导套中，在本体2上方导轨16、导轨17限制下依次放好缩口环8、下定位圈10、上定位圈9，并将导轨16、导轨17分别放入主体2的竖向固定槽26、27中并用螺栓161、162、171、172固定，然后使电枢半成品222的导线头部122进入上定位圈9的槽口91中，见图6、图12；

（3）再装上扩口齿头14，启动压机（图中未画出）压下扩口齿头14，导线头部122在扩口齿头齿部的作用力下从上定位圈槽口91中挤出，进入下定位圈10的槽口101中，见图7、13；

（4）取出扩口齿头14和上定位圈9，在上定位圈位置处装上换向器定位组件，再在换向器定位组件中放入换向器114，在换向器114上面放好换压器压头15，启动压机压换向器114，换向器114进入工件轴中，见图8，高度调整手柄7通过手持部分72将转动部分71转动将宽度712部分向上，再次启动压机，在向下移动过程中，扩过口的导线122通过缩口环的圆柱形孔82同时挤入换向器114的槽口1141中，见图9；

（5）再通过高度调整手柄7的手持部分72将高度调整手柄7转动部分转动到高度711位置而顶出压好换向器114后的工件444，见图10、11，完成压换向器工作。