CN117862363A - 一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺，包括立体成型工装，所述立体成型工装包括工作台、安装于工作台的冲压机构、安装于冲压机构处的快换组件和与快换组件相适配的第一模组、第二模组、第三模组；对于更复杂的绕组方式而使用到的铜线可进行高效的3D成型作业，整体工作流程简洁，便于工作人员操作，相比较传统的冲压设备而言，采用三次冲压的方式来实现3D铜线的成型，同时无需多台冲压设备，采用模块化、可拆卸的三个模组来进行不同冲压作业，节约了资金和厂房的空间，在具有高效冲压效果的同时，在安装和拆卸方式上也较为简便，容易上手操作。

Description

一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺

技术领域

本发明属于扁线成型技术领域，具体而言，涉及一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺。

背景技术

随着汽车驱动电机向高性能、高效率、高功率密度的发展,扁线电机由于其高槽满率、高散热效率及良好的NVH特性,目前已逐渐成为新能源汽车驱动电机推崇的对象。

绕组是构成电机的主要部件，电机就是通过感应绕组中的电势和通过绕组的电流来产生电磁功率和电磁转矩，从而达到能量转换的目的。不同的绕组匝数导体截面、空间分布、连接方式、绝缘等级等绕组结构参数，所体现出的电磁性能、力能指标也不同。

扁线绕组是一种常见的电机绕组类型，它的特点是线圈的截面形状为扁平矩形，而不是圆形，这种绕组类型在电机设计中有着广泛的应用，可以提高电机的效率和性能。

扁线绕组的优点是可以提高线圈的填充因数，由于线圈的截面形状为扁平矩形，可以更紧密地排列在电机的铁芯上，从而提高线圈的填充因数，这样可以减少电机的漏磁，提高电机的效率和功率密度；同时可以减少电机的损耗，由于扁线绕组的线圈截面积比圆形线圈大，因此可以减少线圈的电阻和电流密度从而减少电机的铜损和焦耳损耗，这样可以提高电机的效率和寿命。

授权公告号为CN111509925B的中国专利公开了一种扁线电机定子平面发卡成型装置，包括左右对称设置的两个成型机构，成型机构包括成型模具组件和成型驱动机构，左右对称设置的两个成型模具组件包括：压头三、压头二、以及压头一，其中所有压头的顶面设有用于置放扁线直条的成型槽。成型驱动机构用于驱动成型模具组件围绕旋转中心转动以对扁线的中部进行折弯、还用于驱动压头二相对于压头三平移以对扁线的中间折弯段的折弯长度进行调整、以及用于驱动压头一相对于压头二偏转以对扁线的长直腿进行折弯。本发明的成型装置通过不同的执行器位移控制压头移动，对于不同形状的发卡可以通过执行器控制发卡的形状，其适应性强，通用性、工作效率高。

上述技术方案存在以下缺陷：

其折弯方式仅对铜线的中部折弯端进行折弯角度、长度的调节完成发卡状折弯，其折弯状态仍为传统的2D折弯成型的方式，但是对于盘式扁线电机定子绕组而言，对于更复杂的绕组方式而言，对于铜线也需要为3D成型的铜线；同时其冲压结构功能单一，不具有模块化多种操作的特点。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供了一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺，包括立体成型工装，所述立体成型工装包括工作台、安装于工作台的冲压机构、安装于冲压机构处的快换组件和与快换组件相适配的第一模组、第二模组、第三模组；

所述工作台的顶部固定有固定架，所述冲压机构包括用于冲压的压机，所述压机固定安装于固定架的顶端，所述压机贯穿固定架并延伸至其底部，所述压机的输出端固定安装有压头；

所述快换组件包括安装板I和安装板II，所述安装板I和安装板II分别固定于压头的底部和工作台的顶部。

通过上述技术方案，可以实现对铜线3D成型的作业。

进一步地，所述第一模组包括第一上压块和第一下压块，所述第一下压块的侧面开设有供铜线放置的压槽，所述第一上压块的底端为与压槽的顶端相贴合的曲面；

所述第二模组包括第二上压块、第二下压块和手柄，所述第二下压块的上表面固定有下成型块，所述下成型块上表面的后端开设有下成型槽，所述下成型块上表面的左侧开设有斜槽，所述下成型块的上表面固定有若干个对铜线进行限位的限位齿I，所述下成型块的正面通过两个弹簧销I分别铰接有相对称的折线块，两个手柄分别安装于两个折线块的前端，两个所述折线块相互远离的一端均开设有与铜线相适配的折线槽，所述第二上压块的底面固定有与下成型槽相适配的上成型块，所述上成型块的底端安装有两个压线块，所述上成型块的左侧安装有与斜槽相适配的抵紧块；

所述第三模组包括第三上压块和第三下压块，所述第三上压块的底面固定有上压板，所述上压板的左右两侧分别固定有第一上脚模和第二上脚模，所述第三下压块的上表面固定有下压板，所述下压板的左右两侧分别固定有与第一上脚模和第二上脚模相适配的第一下脚模和第二下脚模，所述下压块的上表面固定有两个分别将第一下脚模和第二下脚模延长为平面的放置块，两个所述放置块的上表面均固定有两个限位齿II。

通过上述技术方案，采用模块化可拆卸的结构，在进行不同冲压作业时无需更换设备，仅需更换不同模组即可实现不同的冲压需求。

进一步地，所述安装板I和安装板II相互靠近的一端均固定有一组位于两侧的扣紧块，每组扣紧块分别组成T字形卡槽，且两组扣紧块分别与第一上压块、第二上压块、第三上压块和第一下压块、第二下压块、第三下压块的连接端活动卡接，且安装板II的前端通过弹簧销II铰接有前挡块，安装板II上表面远离前挡块的一端固定有挡条。

通过上述技术方案，用于实现对不同模组的限位和固定工作。

进一步地，所述折线块为梯形，与铜线接触的一侧为斜面。

通过上述技术方案，便于对铜线进行折弯处理，同时可以避免刮损。

进一步地，所述抵紧块为梯形，与铜线接触的一侧为斜面。

通过上述技术方案，方便***斜槽的内部对铜线进行限位。

进一步地，所述压线块和抵紧块分别通过第一弹簧和第二弹簧连接于上成型块处开设的复位槽内部。

通过上述技术方案，可以通过弹簧的回弹实现停止冲压后的复位工作。

进一步地，所述压头的左右两端均通过液压杆与固定架连接。

通过上述技术方案，对压头进行加固处理。

进一步地，所述第一上压块与第一下压块、第二上压块与第二下压块、第三上压块与第三下压块相互远离的一端均开设有滑槽，安装板I和安装板II相互靠近的一端固定有与滑槽相适配的滑条。

通过上述技术方案，方便对不同模组在安装时定位，同时还具有一定的限位效果。

进一步地，本发明还公开了一种盘式电机用发卡线的立体成型工艺，包括上述的盘式电机用发卡线的立体成型工装，还包括以下步骤：

S1、安装第一模具，将3D成型好的铜线放置在第一模具内，对3D铜线的其中一根引脚进行冲压，得到一次成型的铜线；

S2-1、将第一模具更换为第二模具，将一次成型的铜线进行二次冲压；

S2-2、将二次冲压的铜线的两个引脚折弯，得到二次成型的铜线；

S3、将第二模具更换为第三模具，分别对二次成型的铜线的两个引脚冲压，得到最终成型的铜线；

S4、将最终成型的铜线加工成盘式扁线电机定子绕组。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、对于更复杂的绕组方式而使用到的铜线可进行高效的3D成型作业，整体工作流程简洁，便于工作人员操作；

2、相比较传统的冲压设备而言，采用三次冲压的方式来实现3D铜线的成型，同时无需多台冲压设备，采用模块化、可拆卸的三个模组来进行不同冲压作业，节约了资金和厂房的空间，在具有高效冲压效果的同时，在安装和拆卸方式上也较为简便，容易上手操作。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明中快换组件的结构示意图。

图3为本发明中第一模组的立体图。

图4为本发明中第二模组的立体图。

图5为本发明中第二下压块后视方向的立体图。

图6为本发明中第一下压块后视方向的立体图。

图7为本发明中第一下压块的***示意图。

图8为本发明中第三模组的立体图。

图9为本发明中第一上脚模和第一下脚模的工作示意图。

图10为本发明中第二上脚模和第二下脚模的工作示意图。

图11为本发明中压槽工作状态的示意图。

图12为本发明中铜线一次成型的示意图。

图13为本发明中铜线二次成型的示意图。

图14为本发明中铜线最终成型的示意图。

图中：1、工作台；2、固定架；31、冲压机构；32、压头；4、铜线；5、快换组件；501、安装板I；502、安装板II；503、扣紧块；504、滑条；505、前挡块；506、挡条；6、第一模组；601、第一上压块；602、第一下压块；603、压槽；7、第二模组；701、第二上压块；702、第二下压块；703、手柄；704、下成型槽；705、斜槽；706、限位齿I；707、折线块；708、折线槽；709、上成型块；710、压线块；711、抵紧块；712、第一弹簧；713、第二弹簧；714、下成型块；8、第三模组；801、第三上压块；802、第三下压块；803、上压板；804、第一上脚模；805、第二上脚模；806、下压板；807、第一下脚模；808、第二下脚模；809、放置块；810、限位齿II。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明装置进行更全面的描述。附图中给出了所述装置的实施例。但是，该装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是对本发明公开内容更加透彻全面。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-10所示，本实施例提供了一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺，包括立体成型工装，立体成型工装包括工作台1、安装于工作台1的冲压机构31、安装于冲压机构31处的快换组件5和与快换组件5相适配的第一模组6、第二模组7、第三模组8；

工作台1的顶部固定有固定架2，冲压机构31包括用于冲压的压机，压机固定安装于固定架2的顶端，压机贯穿固定架2并延伸至其底部，压机的输出端固定安装有压头32，压头32的左右两端均通过液压杆与固定架2连接，在上下运动时可以保证运动轨迹的一定性，保证冲压的准确度。

快换组件5包括安装板I501和安装板II502，安装板I501和安装板II502分别固定于压头32的底部和工作台1的顶部。安装板I501和安装板II502相互靠近的一端均固定有一组位于两侧的扣紧块503，每组扣紧块503分别组成T字形卡槽，在后续安装和更换三个不同的模块时采用滑动***的方式更加便捷，且两组扣紧块503分别与第一上压块601、第二上压块701、第三上压块801和第一下压块602、第二下压块702、第三下压块802的连接端活动卡接，且安装板II502的前端通过弹簧销II铰接有前挡块505，安装板II502上表面远离前挡块505的一端固定有挡条506，分别用于对三个不同模块后前后位置的限位工作。

第一模组6包括第一上压块601和第一下压块602，第一下压块602的侧面开设有供铜线4放置的压槽603，第一上压块601与第一下压块602、第二上压块701与第二下压块702、第三上压块801与第三下压块802相互远离的一端均开设有滑槽，安装板I501和安装板II502相互靠近的一端固定有与滑槽相适配的滑条504，完成对三个不同模块安装时的定位，第一上压块601的底端为与压槽603的顶端相贴合的曲面，用于对铜线4的冲压。

第二模组7包括第二上压块701、第二下压块702和手柄703，第二下压块702的上表面固定有下成型块714，下成型块714上表面的后端开设有下成型槽704，下成型块714上表面的左侧开设有斜槽705，下成型块714的上表面固定有若干个对铜线4进行限位的限位齿I706，下成型块714的正面通过两个弹簧销I分别铰接有相对称的折线块707，折线块707为梯形，与铜线4接触的一侧为斜面。两个手柄703分别安装于两个折线块707的前端，两个折线块707相互远离的一端均开设有与铜线4相适配的折线槽708，实现对铜线4两根引脚偏折的目的。第二上压块701的底面固定有与下成型槽704相适配的上成型块709，上成型块709的底端安装有两个压线块710，上成型块709的左侧安装有与斜槽705相适配的抵紧块711，抵紧块711为梯形，与铜线4接触的一侧为斜面，方便***斜槽705的内部对铜线4进行限位。压线块710和抵紧块711分别通过第一弹簧712和第二弹簧713连接于上成型块709处开设的复位槽内部，在下移冲压作业时可以进行收缩缓冲，在冲压工作完成后可以进行回弹复位。压线块710预先与铜线4接触，实现预压的目的，在继续下移的过程中，抵紧块711滑入斜槽705内，进一步固定铜线4。

第三模组8包括第三上压块801和第三下压块802，第三上压块801的底面固定有上压板803，上压板803的左右两侧分别固定有第一上脚模804和第二上脚模805，第三下压块802的上表面固定有下压板806，下压板806的左右两侧分别固定有与第一上脚模804和第二上脚模805相适配的第一下脚模807和第二下脚模808，分别对应设置，用于对铜线4的两个引脚进行分别冲压处理。下压块的上表面固定有两个分别将第一下脚模807和第二下脚模808延长为平面的放置块809，两个放置块809的上表面均固定有两个限位齿II810，与限位齿I706的作用相同，均是为了对铜线4进行限位处理，可采用光滑面的螺栓柱进行置换。

需要说明的是，第一上脚模804和第一下脚模807靠近铜线4的一侧、第二上脚模805和第二下脚模808靠近铜线4的一侧同样都设置有一定的弧面，使得铜线4的另一引脚被冲压成需要的弧度。

还叙述了一种盘式电机用发卡线的立体成型工艺，包括上述的盘式电机用发卡线的立体成型工装，包括以下步骤：

S1、首先安装第一模具，通过将第一上压块601和第一下压块602***两组扣紧块503所形成的T字形卡槽内部，完成左右方限位，同时通过挡条506和转动前挡块505完成前后方限位，将2D成型好的铜线4放置在压槽603处，通过压机驱动压头32，带动第一上压块601下移对2D铜线4的其中一根引脚进行冲压，得到一次成型的铜线4(如附图12所示)；

S2-1、将第一模具更换为第二模具(待压机复位后，反转前挡块505后，取下第一模具，随后与步骤S1中安装方式相同，对第二上压块701和第二下压块702进行安装)，通过压机带动第二上压块701使上成型块709朝下成型槽704移动，将一次成型的铜线4进行二次冲压；

S2-2、将二次冲压的铜线4的两个引脚通过工作人员扳动两个手柄703(手柄703也可通过连接自动化设备实现自动化调节，可根据实际生产情况确定)，通过两个折线块707分别对外侧二次冲压的铜线4的两个引脚将按照要求折弯一定角度折弯，得到二次成型的铜线4(如附图13所示)；

S3、将第二模具更换为第三模具(与步骤S2-1的拆卸步骤相同，安装客体替换为第三上压块801和第三下压块802)，通过压机带动第三上压块801向下运动，使第一上脚模804和第二上脚模805分别通过第一下脚模807和第二下脚模808分别对二次成型的铜线4的两个引脚冲压，得到最终成型的铜线4(如附图14所示)；

S4、将最终成型的铜线4加工成盘式扁线电机定子绕组。

需要说明的是，本发明所述结构可以以多种不同的形式来实现，并不限于所述实施例，凡是本领域普通技术人员利用本发明说明书及附图内容所作的任何等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，例如其他物品的装卸，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，包括立体成型工装，其特征在于：所述立体成型工装包括工作台、安装于工作台的冲压机构、安装于冲压机构处的快换组件和与快换组件相适配的第一模组、第二模组、第三模组；

所述工作台的顶部固定有固定架，所述冲压机构包括用于冲压的压机，所述压机固定安装于固定架的顶端，所述压机贯穿固定架并延伸至其底部，所述压机的输出端固定安装有压头；

所述快换组件包括安装板I和安装板II，所述安装板I和安装板II分别固定于压头的底部和工作台的顶部。

2.如权利要求1所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，其特征在于：所述第一模组包括第一上压块和第一下压块，所述第一下压块的侧面开设有供铜线放置的压槽，所述第一上压块的底端为与压槽的顶端相贴合的曲面；

所述第二模组包括第二上压块、第二下压块和手柄，所述第二下压块的上表面固定有下成型块，所述下成型块上表面的后端开设有下成型槽，所述下成型块上表面的左侧开设有斜槽，所述下成型块的上表面固定有若干个对铜线进行限位的限位齿I，所述下成型块的正面通过两个弹簧销I分别铰接有相对称的折线块，两个手柄分别安装于两个折线块的前端，两个所述折线块相互远离的一端均开设有与铜线相适配的折线槽，所述第二上压块的底面固定有与下成型槽相适配的上成型块，所述上成型块的底端安装有两个压线块，所述上成型块的左侧安装有与斜槽相适配的抵紧块；

所述第三模组包括第三上压块和第三下压块，所述第三上压块的底面固定有上压板，所述上压板的左右两侧分别固定有第一上脚模和第二上脚模，所述第三下压块的上表面固定有下压板，所述下压板的左右两侧分别固定有与第一上脚模和第二上脚模相适配的第一下脚模和第二下脚模，所述下压块的上表面固定有两个分别将第一下脚模和第二下脚模延长为平面的放置块，两个所述放置块的上表面均固定有两个限位齿II。

3.如权利要求2所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，其特征在于：所述安装板I和安装板II相互靠近的一端均固定有一组位于两侧的扣紧块，每组扣紧块分别组成T字形卡槽，且两组扣紧块分别与第一上压块、第二上压块、第三上压块和第一下压块、第二下压块、第三下压块的连接端活动卡接，且安装板II的前端通过弹簧销II铰接有前挡块，安装板II上表面远离前挡块的一端固定有挡条。

4.如权利要求2所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装及其工艺，其特征在于：所述折线块为梯形，与铜线接触的一侧为斜面。

5.如权利要求2所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，其特征在于：所述抵紧块为梯形，与铜线接触的一侧为斜面。

6.如权利要求2所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，其特征在于：所述压线块和抵紧块分别通过第一弹簧和第二弹簧连接于上成型块处开设的复位槽内部。

7.如权利要求1所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，其特征在于：所述压头的左右两端均通过液压杆与固定架连接。

8.如权利要求2所述的一种盘式电机用发卡线的立体成型工装，其特征在于：所述第一上压块与第一下压块、第二上压块与第二下压块、第三上压块与第三下压块相互远离的一端均开设有滑槽，安装板I和安装板II相互靠近的一端固定有与滑槽相适配的滑条。

9.一种盘式电机用发卡线的立体成型工艺，其特征在于：包括权利要求1-8任一项盘式电机用发卡线的立体成型工装，还包括以下步骤：

S1、安装第一模具，将2D成型好的铜线放置在第一模具内，对2D铜线的其中一根引脚进行冲压，得到一次成型的铜线；

S2-1、将第一模具更换为第二模具，将一次成型的铜线进行二次冲压；

S2-2、将二次冲压的铜线的两个引脚折弯，得到二次成型的铜线；

S3、将第二模具更换为第三模具，分别对二次成型的铜线的两个引脚冲压，得到最终成型的铜线；

S4、将最终成型的铜线加工成盘式扁线电机定子绕组。