电机铁芯的制造设备及其制造方法与流程

本发明涉及一种电机铁芯的制造设备及制造方法。

背景技术：

电机定子铁芯是电机的心脏，小型化、高效化、高功密、高频高速是未来电机的发展趋势，这就对定子铁芯的电磁性能就提出了更高的要求，而高性能的电机要求电机铁损越小越好（为了降低电机发热），所以希望铁芯片越薄越好（能够有效降低铁芯片涡流损耗）或者采用新型铁芯材料。而铁芯片通常采用硅钢片（矽钢片）或非晶片（以下统称片材）来制作，对于厚度大于0.2mm的片材能够很容易实现高速冲切，而厚度小于0.2mm的片材特别是超薄带材这种铁基超薄片（0.01-0.15mm）的加工就成为实现工业化生产的一大难题。超薄片材除了“薄”还有“硬”“脆”特性，铁基超薄片由于特殊的生产工艺导致其加工性很差（例如硬度提高5-6倍），同时由于超薄片材太薄导致不易直接切割，切割效率低下，首先难于量产，其次使超薄片制作的高效电机价格高昂无法大范围推广，如果采用直接冲切的方式，对模具的加工精度要求很高，难以实现，也会造成毛刺大、撕裂、未断、折弯等现象，从而无法实现批量冲压，对冲床精度、送料固定机构、模具配合精度、模具材质等要求都非常高，设备实现难度极大，设备及铁芯制作成本高昂，无法规模应用。

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缺陷，提供一种电机铁芯的制造设备，它可以将超薄带材复合成覆合板材，并采用切割装置对覆合板材进行切割，提高了切割效率，也有效降低了因待切片材太薄对切割装置的要求。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电机铁芯的制造设备，它包括：

用于将至少两层超薄带材覆合成覆合板材的覆合板材覆合装置；

用于对覆合板材进行切割以得到板材片的切割装置；

用于在板材片表面喷胶水以使得相邻板材片粘接在一起的的点胶机构。

进一步提供了一种覆合板材覆合装置的具体结构，所述覆合板材覆合装置包括放卷装置、分料机构、涂胶机构、覆合沥胶机构、覆合辊压机构和烘道；其中，

所述放卷装置包括一个用于支撑超薄带材卷料并对超薄带材卷料进行放卷的放料机构，该放料机构所支撑的超薄带材卷料由至少两层超薄带材卷绕而成；或所述放卷装置包括至少两个用于支撑超薄带材卷料并对超薄带材卷料进行放卷的放料机构，该放料机构所支撑的超薄带材卷料由至少一层超薄带材卷绕而成；

所述分料机构用于使得放卷装置放卷的至少两层超薄带材上下平行设置、且相邻层之间留有间隙；

所述涂胶机构用于在上下平行设置、且相邻层之间留有间隙的各超薄带材上附着胶黏剂；

所述覆合辊压机构用于对附着有胶黏剂的超薄带材进行层间覆合并沥除多余的胶黏剂以得到初步覆合板材；

所述覆合辊压机构用于对初步覆合板材施压以使得相邻层的超薄带材紧密贴合以得到粘合板材；

所述烘道用于对粘合板材进行烘干以得到覆合板材。

进一步，所述切割装置为激光切割装置或水刀切割装置或火焰切割装置或等离子切割装置或线切割装置或冲切机床。

进一步提供了一种冲切机床的具体结构，所述冲切机床包括：

下模具；

与所述下模具相配合的上模具；

与上模具相连以驱动上模具下行以冲切下板材片的冲床驱动机构；

设置在下模具上、且用于压紧覆合板材以使得覆合板材紧贴固定在下模具表面的下模具压料机构。

进一步，所述点胶机构通过升降驱动机构与所述上模具相连，以便在上模具下行冲切下板材片后，所述升降驱动机构驱动点胶机构下降以与板材片相抵接。

进一步为了使得覆合板材两侧边整齐排布，所述覆合辊压机构的左、右两侧分别设置有用于限制所述初步覆合板材的位置的限位机构。

进一步为了加快覆合板材的冷却速度，所述覆合板材覆合装置还包括用于对覆合板材进行冷却的冷却风道；

和/或为了方便测量所述覆合板材的厚度，所述覆合板材覆合装置还包括用于测量所述覆合板材的厚度的在线测厚装置。

进一步为了方便将覆合板材收卷备用，所述覆合板材覆合装置还包括用于对覆合板材进行收卷以得到覆合板材卷的收卷机构。

进一步为了使得收卷备用的覆合板材卷可以向冲切机床供料，电机铁芯的制造设备还包括用于支撑覆合板材卷并对覆合板材卷进行放卷的板材放料机构；其中，板材放料机构放卷的覆合板材进入冲切机床内。

进一步为了使得覆合板材更好地进入冲切机床内，电机铁芯的制造设备还包括用于导向覆合板材进入冲切机床内的导料机构。

进一步，所述超薄带材的厚度为0.01~0.15mm，所述覆合板材的厚度为0.1~1mm。

本发明还提供了一种电机铁芯的制备方法，方法步骤中包含制造铁芯叠层，其中，制造铁芯叠层的方法中包含：

将至少两层超薄带材进行覆合，得到覆合板材；

对覆合板材进行切割，得到板材片；

将多个板材片进行胶合叠压，得到铁芯叠层。

进一步，方法步骤中还包含：

通过夹具对铁芯叠层进行叠压；

将被夹具夹持的铁芯叠层放入真空或气氛保护的退火炉中退火；

将退火后的铁芯叠层浸入绝缘胶水中，待铁芯叠层充分浸润后取出铁芯叠层并沥干；

将沥干胶水后的铁芯叠层放入固化炉固化，后取出铁芯叠层并降温至室温，得到铁芯。

进一步，将至少两层超薄带材进行覆合，得到覆合板材的方法中包含：

对一超薄带材卷料放卷，每卷超薄带材卷料由至少两层超薄带材卷绕而成；或对至少两超薄带材卷料放卷，每卷超薄带材卷料由至少一层超薄带材卷绕而成；

将放卷的所有超薄带材通过胶黏剂粘接覆合以使得相邻层的超薄带材紧密贴合，得到粘合板材；

对粘合板材进行烘干以使得粘合板材内的胶黏剂完全干燥，然后冷却，得到覆合板材。

进一步，将放卷的所有超薄带材通过胶黏剂粘接覆合以使得相邻层的超薄带材紧密贴合，得到粘合板材的方法中包含：

先使得放卷的超薄带材上下平行设置、且相邻层之间留有间隙；

后采用胶水涂层工艺使胶黏剂附着在每一层超薄带材上；

接着对多层超薄带材进行覆合并除去多余的胶黏剂；

再对多层超薄带材施压以使得相邻层的超薄带材初步粘结，得到粘合板材。

进一步为了使得板材更平整、致密，在对粘合板材进行烘干处理的同时对粘合板材进行施压。

进一步，对覆合板材进行切割，得到板材片；将多个板材片进行胶合叠压，得到铁芯叠层的方法中包含：

一过程，覆合板材送入下模具上方的指定位置后，紧贴固定在下模具表面，上模具下行冲切，冲切下板材片，在板材片落料的过程中，点胶机构下行抵住板材片，并在板材片表面喷胶水；

重复所述一过程，直至叠放的板材片的总厚度达到设定高度，得到铁芯叠层；其中，针对每一个铁芯叠层，

在冲切下的第一刀板材片落料的过程中，点胶机构施于该板材片上的压力使得该板材片紧贴接料台；

在冲切下的其它板材片落料的过程中，点胶机构施于该板材片上的压力使得上一刀板材片表面的胶水摊平以将该板材片与上一刀板材片粘接在一起。

采用了上述技术方案后，本发明将多层超薄带材覆合成覆合板材，提高了切割效率，也有效降低了因待切片材太薄对切割装置的要求，特别是对机床和模具加工精度的要求，利用常规硅钢片冲切机床或其它切割装置实现非晶合金电机和超薄硅钢片电机定子铁芯的批量加工，大幅提高非晶合金铁芯的加工效率、降低非晶合金铁芯的加工成本，使非晶合金电机有能力实现工业化生产，提高生产效率的同时大大降低设备和电机生产成本，既符合国家对节能减排的需求，又能够带来广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明的电机铁芯的制造设备的结构示意图；

图2为本发明的覆合板材覆合装置的结构示意图；

图3为本发明的冲切机床的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1、2、3所示，一种电机铁芯的制造设备，它包括：

用于将至少两层超薄带材100覆合成覆合板材200的覆合板材覆合装置；

用于对覆合板材200进行切割以得到板材片的切割装置；

用于在板材片表面喷胶水以使得相邻板材片粘接在一起的的点胶机构。

在本实施例中，点胶机构所喷胶水为压敏胶。所述超薄带材100为厚度为0.01~0.15mm的非晶带材或厚度为0.01~0.15mm的超薄硅钢片或厚度为0.01~0.15mm的其他铁芯材料。所述覆合板材200的厚度为0.1~1mm。

如图1、2所示，所述覆合板材覆合装置包括放卷装置、分料机构2、涂胶机构3、覆合沥胶机构4、覆合辊压机构5和烘道6；其中，

所述放卷装置包括一个用于支撑超薄带材卷料并对超薄带材卷料进行放卷的放料机构1，该放料机构1所支撑的超薄带材卷料由至少两层超薄带材100卷绕而成；或所述放卷装置包括至少两个用于支撑超薄带材卷料并对超薄带材卷料进行放卷的放料机构1，该放料机构1所支撑的超薄带材卷料由至少一层超薄带材100卷绕而成；

所述分料机构2用于使得放卷装置放卷的至少两层超薄带材100上下平行设置、且相邻层之间留有间隙；

所述涂胶机构3用于在上下平行设置、且相邻层之间留有间隙的各超薄带材100上附着胶黏剂；

所述覆合辊压机构5用于对附着有胶黏剂的超薄带材100进行层间覆合并沥除多余的胶黏剂以得到初步覆合板材；

所述覆合辊压机构5用于对初步覆合板材施压以使得相邻层的超薄带材100紧密贴合以得到粘合板材；

所述烘道6用于对粘合板材进行烘干以得到覆合板材200。

在本实施例中，所述切割装置为激光切割装置或水刀切割装置或火焰切割装置或等离子切割装置或线切割装置或冲切机床。

如图1、3所示，所述冲切机床包括：

下模具71；

与所述下模具71相配合的上模具72；

与上模具72相连以驱动上模具72下行以冲切下板材片的冲床驱动机构；

设置在下模具71上、且用于压紧覆合板材100以使得覆合板材100紧贴固定在下模具71表面的下模具压料机构。

在本实施例中，所述点胶机构通过升降驱动机构与所述上模具72相连，以便在上模具72下行冲切下板材片后，所述升降驱动机构驱动点胶机构下降以与板材片相抵接。

在本实施例中，为了使得覆合板材200两侧边整齐排布，所述覆合辊压机构5的左、右两侧分别设置有用于限制所述初步覆合板材的位置的限位机构。

如图1、2所示，为了加快覆合板材200的冷却速度，所述覆合板材覆合装置还包括用于对覆合板材200进行冷却的冷却风道8；

为了方便测量所述覆合板材200的厚度，所述覆合板材覆合装置还包括用于测量所述覆合板材200的厚度的在线测厚装置9。

如图2所示，为了方便将覆合板材200收卷备用，所述覆合板材覆合装置还包括用于对覆合板材200进行收卷以得到覆合板材卷的收卷机构10。

如图3所示，为了使得收卷备用的覆合板材卷可以向冲切机床供料，电机铁芯的制造设备还包括用于支撑覆合板材卷并对覆合板材卷进行放卷的板材放料机构11；其中，板材放料机构11放卷的覆合板材200进入冲切机床内。

如图1、3所示，为了使得覆合板材200更好地进入冲切机床内，电机铁芯的制造设备还包括用于导向覆合板材200进入冲切机床内的导料机构12。

实施例二

采用0.025±0.005mm厚非晶或纳米晶带材这种铁基超薄片材覆合成0.5mm厚的覆合板材200以制作电机铁芯。

采用正常0.5mm无取向硅钢片冲切机床，根据需要设置配套模具精度及上下模具的配合冲切间隙，其中，上模具72具有特殊的点胶机构用于叠层间的胶合叠压。

第一步：选取0.025mm厚度超薄带材100卷料4卷，每卷都是由5层超薄带材100卷绕而成，将超薄带材100卷料置于放料机构1上，拉出带头，分别将20层超薄带材100穿过分料机构2的分料辊架，使超薄带材100均匀有规律的分成上下分别平行的20层；

第二步：可以采用诸如浸、雾化喷涂、涂布、过胶液等一切胶水涂层工艺手段实现使胶黏剂分别附着于20层超薄带材100上，通过覆合沥胶机构4对20层超薄带材100进行层间覆合和沥除多余的胶黏剂，得到初步覆合板材；

第三步：将初步覆合板材通过具有一定压力的覆合辊压机构5，使初步覆合板材的各层超薄带材100更紧密的贴合在一起，并实现初步的黏合，得到粘合板材；覆合辊压机构5具有用于限制所述初步覆合板材的位置的限位机构，以使覆合板材200两侧边整齐排布；

第四步：将粘合板材继续送料进入烘道6内，使粘合板材处于温度50℃的氛围内保持100min的保温时间，直至粘合板材内的胶黏剂完全干燥，得到覆合板材200；

第五步：将干燥的覆合板材200通过冷却风道8，对覆合板材200冷却，再通过在线测厚装置9，获得覆合板材200厚度数据，将合格的覆合板材200送入下一道工序或进行收卷备用；

第六步：将覆合板材200直接导入冲切机床的导料机构12，或将备用的覆合板材200卷料放置于板材放料机构11中，并将覆合板材200导入导料机构12，开始送料使覆合板材200位于下模具71上方，送料到指定位置进行冲切，待落料前，下模具压料机构压住覆合板材200，使覆合板材200紧贴在下模具71表面，冲切下板材片，点胶机构的点胶口迅速下压抵住被冲切下来的板材片，使板材片紧贴在接料台73或上一板材片上，点胶机构的点胶阀门打开喷射一定量的胶水，在点胶口位置形成胶点，关闭点胶阀门，点胶机构迅速回弹，跟随上模具72回到预冲位置；

第七步：根据冲切机床的运行方式连续不断的重复第六步，进行送料、冲切、喷胶、叠压动作，直到板材片达到指定叠高，铁芯叠层完成，通过冲切机床的铁芯输出机构使铁芯叠层运送到叠压工位，通过夹具进行铁芯叠层进行叠压，使铁芯尺寸符合铁芯图纸要求；

第八步：将带有夹具的铁芯叠层放入真空或气氛保护（可以是氮气、氩气等惰性保护气体）的退火炉中进行退火，退火温度为200℃，退火时间为600min；

第九步：将经过热处理的铁芯叠层浸入绝缘胶水（绝缘漆、环氧树脂、聚酯亚胺漆、水性绝缘漆、无机绝缘漆等所有具有黏合作用的液体）中10min，使叠层间充分浸润，取出铁芯叠层沥干绝缘胶水；

第十步：将沥干绝缘胶水的铁芯叠层放入固化炉中进行固化，固化温度为300℃，固化时间为10min，固化完成后取出铁芯降温到室温，整个铁芯加工完成。

实施例三

采用0.02±0.005mm厚非晶或纳米晶带材这种铁基超薄片材覆合成0.2mm厚的覆合板材200以制作电机铁芯。

采用正常0.2mm无取向硅钢片冲切机床，根据需要设置配套模具精度及上下模具的配合冲切间隙，其中，上模具72具有特殊的点胶机构用于叠层间的胶合叠压。

第一步：选取0.02mm厚度超薄带材100卷料2卷，每卷都是由5层超薄带材100卷绕而成，将超薄带材100卷料置于放料机构1上，拉出带头，分别将10层超薄带材100穿过分料机构2的分料辊架，使超薄带材100均匀有规律的分成上下分别平行的10层；

第二步：可以采用诸如雾化喷涂、涂布、过胶液等一切胶水涂层工艺手段实现使胶黏剂分别附着于10层超薄带材100上，通过覆合沥胶机构4对10层超薄带材100进行层间覆合和沥除多余的胶黏剂，得到初步覆合板材；

第三步：将初步覆合板材通过具有一定压力的覆合辊压机构5，使初步覆合板材的各层超薄带材100更紧密的贴合在一起，并实现初步的黏合，得到粘合板材；覆合辊压机构5具有用于限制所述初步覆合板材的位置的限位机构，以使覆合板材200两侧边整齐排布；

第四步：将粘合板材继续送料进入烘道6内，使粘合板材处于一定温度300℃的氛围内保持1min的保温时间，直至粘合板材内的胶黏剂完全干燥，得到覆合板材200；

第五步：将干燥的覆合板材200通过冷却风道8，对覆合板材200冷却，再通过在线测厚装置9，获得覆合板材200厚度数据，将合格的覆合板材200送入下一道工序或进行收卷备用；

第六步：将覆合板材200直接导入冲切机床的导料机构12，或将备用的覆合板材200卷料放置于板材放料机构11中，并将覆合板材200导入导料机构12，开始送料使覆合板材200位于下模具71上方，送料到指定位置进行冲切，待落料前，下模具压料机构压住覆合板材200，使覆合板材200紧贴在下模具71表面，冲切下板材片，点胶机构的点胶口迅速下压抵住被冲切下来的板材片，使板材片紧贴在接料台73或上一板材片上，点胶机构的点胶阀门打开喷射一定量的胶水，在点胶口位置形成胶点，关闭点胶阀门，点胶机构迅速回弹，跟随上模具72回到预冲位置；

第七步：根据冲切机床的运行方式连续不断的重复第六步，进行送料、冲切、喷胶、叠压动作，直到板材片达到指定叠高，铁芯叠层完成，通过冲切机床的铁芯输出机构使铁芯叠层运送到叠压工位，通过夹具进行铁芯叠层进行叠压，使铁芯尺寸符合铁芯图纸要求；

第八步：将带有夹具的铁芯叠层放入真空或气氛保护（可以是氮气、氩气等惰性保护气体）的退火炉中进行退火，退火温度为600℃，退火时间为10min；

第九步：将经过热处理的铁芯叠层浸入绝缘胶水（绝缘漆、环氧树脂、聚酯亚胺漆、水性绝缘漆、无机绝缘漆等所有具有黏合作用的液体）中1000min，使叠层间充分浸润，取出铁芯叠层沥干绝缘胶水；

第十步：将沥干绝缘胶水的铁芯叠层放入固化炉中进行固化，固化温度为60℃，固化时间为600min，固化完成后取出铁芯降温到室温，整个铁芯加工完成。

其中，在实施例二和实施例三中，烘道6的烘干温度可以为50~300℃，烘干时间可以为1~100min；退火炉的退火温度可以为200~600℃，退火时间可以为10~600min；铁芯叠层浸胶时间可以为10~1000min；固化炉的固化时间可以为10~600min。

本发明的工作原理如下：

本发明将多层超薄带材100覆合成覆合板材200，提高了切割效率，也有效降低了因待切片材太薄对切割装置的要求，特别是对机床和模具加工精度的要求，利用常规硅钢片冲切机床或其它切割装置实现非晶合金电机和超薄硅钢片电机定子铁芯的批量加工，大幅提高非晶合金铁芯的加工效率、降低非晶合金铁芯的加工成本，使非晶合金电机有能力实现工业化生产，提高生产效率的同时大大降低设备和电机生产成本，既符合国家对节能减排的需求，又能够带来广阔的市场前景。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。