CN105703557B - 混合励磁电机爪极制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混合励磁电机爪极热锻件和混合励磁电机爪极制作方法，属于电机技术领域。它解决了现有的爪极制造工艺存在着制造周期长和制造成本高的问题。本混合励磁电机爪极热锻件中爪极指的内壁面和两个外侧面之间均具有磁铁安装预成型槽，磁铁安装预成型槽的横截面积小于磁铁安装槽的横截面积，爪极指根的顶面具有与磁铁安装预成型槽相贯通的废料堆积槽。本爪极热锻件适合一次冷挤压成型为爪极成型件。采用本混合励磁电机爪极热锻件和本混合励磁电机爪极制作方法制作爪极具有缩短制造周期，降低制造成本和提高爪极市场竞争力的优点。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，涉及一种混合励磁电机，特别是一种混合励磁电机爪极制作方法。
背景技术
电机作为将电能变换为机械能输出的驱动设备，广泛应用于工业、家电、汽车等领域。其中，爪极电机由于具有结构成本低和驱动电路简单等优势，在汽车领域具有广泛的应用。混合励磁电机是爪极电机的一种；爪极是爪极电机的核心部件之一。如图1所示的爪极是一种混合励磁电机爪极。关于混合励磁电机爪极制作方法的相关文献如中国专利文献记载的一种汽车发电机爪极及其制造工艺(申请公布号CN104493442A)，爪极的磁筋需要两次冷挤压整形成形，即先使磁筋粗成形，再使磁筋精成形；因此磁筋成形需要两套冷挤压模具。因而该爪极制造工艺存在着制造周期长，制造成本高，爪极市场竞争力弱等不足。
发明内容
本发明提出了一种混合励磁电机爪极制作方法，本发明要解决的技术问题是如何降低爪极制造周期和制造成本。
本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：本混合励磁电机爪极热锻件，爪极成型件包括支撑部和若干个沿支撑部的轴心线周向均匀分布的爪极指，爪极指与支撑部之间通过爪极指根相连接；爪极指的内壁面和两个外侧面之间均具有磁铁安装槽；其特征在于，本混合励磁电机爪极热锻件中爪极指的内壁面和两个外侧面之间均具有磁铁安装预成型槽，磁铁安装预成型槽的横截面积小于磁铁安装槽的横截面积，爪极指根的顶面具有与磁铁安装预成型槽相贯通的废料堆积槽。
本混合励磁电机爪极制作方法是按以下顺序步骤进行的：首先，热锻成型上述的爪极热锻件；接着对爪极热锻件进行冷挤压预处理；最后将经过冷挤压预处理的爪极热锻件放入冷挤压成型模具内进行冷挤压成型，得到爪极成型件，爪极热锻件中磁铁安装预成型槽的槽壁受挤压产生的废料位于废料堆积槽内。
与现有技术相比，爪极热锻件中磁铁安装预成型槽相对于磁铁安装槽多余的材料量相对较少，进而使该结构的爪极热锻件适合一次冷挤压成型为爪极成型件。该结构的爪极热锻件经过一次冷挤压成型，爪极指受压使爪极热锻件中磁铁安装预成型槽相对于磁铁安装槽多余的材料大部分成为爪极指的一部分，使得爪极指硬度及机械强度得到提高。爪极热锻件中磁铁安装预成型槽相对于磁铁安装槽多余的材料极小部分成为废料，废料堆积槽空间足够一次冷挤压成型产生的废料堆积。
通过试验测试，本方法制作的爪极与现有技术制作的爪极，爪极指处硬度及机械强度基本相同，本方法制作的爪极完全符合爪极设计要求。
与现有技术相比，采用本混合励磁电机爪极热锻件和本混合励磁电机爪极制作方法制作爪极具有缩短制造周期，降低制造成本和提高爪极市场竞争力的优点。
附图说明
图1是本混合励磁电机爪极成型件的立体结构示意图。
图2是本混合励磁电机爪极热锻件的立体结构示意图。
图3是本混合励磁电机爪极热锻件的爪极指横截结构示意图。
图4是实施例二中爪极热锻件的爪极指横截结构示意图。
图中，1、支撑部；2、爪极指；2a、内壁面；2b、外侧面；2c、外壁面；3、磁铁安装槽；4、磁筋；5、磁铁安装预成型槽；5a、磁铁安装预成型槽一侧面；6、大圆弧；7、小圆弧；8、第一斜面；9、第二斜面；10、圆弧面；11、废料；12、废料堆积槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本混合励磁电机爪极成型件包括支撑部1和若干个沿支撑部1的轴心线周向均匀分布的爪极指2，说明书附图给出爪极指2的数量为6个。爪极指2与支撑部1之间通过爪极指根相连接；爪极指2的内壁面2a和两个外侧面2b之间均具有磁铁安装槽3；即爪极指2的两个外侧部均具有磁筋4，磁铁安装槽3的两侧面大致垂直设置，磁筋4的一侧面即为磁铁安装槽3的一侧面；磁铁安装槽3的另一侧面定义为磁铁安装槽3底面。
实施例一
如图2所示，混合励磁电机爪极热锻件与混合励磁电机爪极成型件的结构形式基本相同，主要不同的地方在于：混合励磁电机爪极热锻件中爪极指2的内壁面2a和两个外侧面2b之间均具有磁铁安装预成型槽5，磁铁安装预成型槽5的横截面积小于磁铁安装槽3的横截面积，爪极指根的顶面具有与磁铁安装预成型槽5相贯通的废料堆积槽12。
如图3所示，磁铁安装预成型槽一侧面5a与磁铁安装槽3底面相同，磁铁安装预成型槽一侧面5a与爪极指2的外侧面2b之间采用圆弧面10过渡。具体来说，圆弧面10包括与磁铁安装预成型槽一侧面5a相切连贯的大圆弧6和连贯大圆弧6与爪极指2的外侧面2b的小圆弧7。该结构可保证一次冷挤压成型符合设计要求的磁筋4。
在爪极指2的横截面中，大圆弧6的圆心与爪极指2的内壁面2a的圆心之间距离R1为爪极指2的内壁面2a半径，R2为爪极指2的外壁面2c半径；大圆弧6的半径为0.4R2-R1～0.5R2-R1。小圆弧7的半径为1～1.5㎜。该结构的磁铁安装预成型槽5在爪极指2顶端处余量比例大于爪极指根部处余量比例，余量比例为磁铁安装槽3的横截面积与磁铁安装预成型槽5的横截面积差值和磁铁安装槽3的横截面积的比值；进而保证冷挤压成型时爪极指2的磁铁安装槽3两侧壁受压变形幅度均符合设计要求，即保证爪极指2的磁筋4强度符合设计要求。
本混合励磁电机爪极制作方法是按以下顺序步骤进行的：首先，热锻成型上述的爪极热锻件。
接着对爪极热锻件进行冷挤压预处理；冷挤压预处理依次为热处理调整爪极热锻件的硬度和晶粒度，抛丸去除爪极热锻件表面的氧化皮，整形使爪极热锻件形状一致性更高，保证爪极热锻件均能放入冷挤压成型模具内，磷皂化使爪极热锻件表面形成磷皂化层，提高冷挤压成型模具的使用寿命。
最后将经过冷挤压预处理的爪极热锻件放入冷挤压成型模具内进行冷挤压成型，得到爪极成型件，爪极热锻件中磁铁安装预成型槽5的槽壁受挤压产生的废料11位于废料堆积槽12内。
采用上述爪极热锻件和上述爪极制作方法制作混合励磁电机爪极，在冷挤压成型步骤中合格率可达到98％以上。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：如图4所示，磁铁安装预成型槽一侧面5a与磁铁安装槽3底面相同，磁铁安装预成型槽一侧面5a与爪极指2的外侧面2b之间采用多个斜面和圆弧面10过渡。具体来说，斜面包括与磁铁安装预成型槽一侧面5a倾斜设置的第一斜面8和与第一斜面8倾斜设置的第二斜面9，圆弧面10连贯第二斜面9与爪极指2的外侧面2b。第一斜面8与磁铁安装预成型槽一侧面5a之间夹角α为15°～25°，第二斜面9与第一斜面8之间夹角β为20°～30°。说明书附图给出α为15°，β为20°。
Claims (9)
1.一种混合励磁电机爪极制作方法，爪极成型件包括支撑部(1)和若干个沿支撑部(1)的轴心线周向均匀分布的爪极指(2)，爪极指(2)与支撑部(1)之间通过爪极指根相连接；爪极指(2)的内壁面(2a)和两个外侧面(2b)之间均具有磁铁安装槽(3)；
其特征在于，混合励磁电机爪极制作方法是按以下顺序步骤进行的：首先，热锻成型爪极热锻件；爪极热锻件中爪极指(2)的内壁面(2a)和两个外侧面(2b)之间均具有磁铁安装预成型槽(5)，磁铁安装预成型槽(5)的横截面积小于磁铁安装槽(3)的横截面积，爪极指根的顶面具有与磁铁安装预成型槽(5)相贯通的废料堆积槽(12)；
接着，对爪极热锻件进行冷挤压预处理；
最后，将经过冷挤压预处理的爪极热锻件放入冷挤压成型模具内进行冷挤压成型，得到爪极成型件，爪极热锻件中磁铁安装预成型槽(5)的槽壁受挤压形成磁铁安装槽(3)且磁铁安装预成型槽(5)的槽壁受挤压过程中磁铁安装预成型槽(5)相对于磁铁安装槽(3)多余的材料大部分成为爪极指(2)的一部分，极小部分成为废料(11)，产生的废料(11)位于废料堆积槽(12)内。
2.根据权利要求1所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述冷挤压预处理依次为热处理、抛丸、整形和磷皂化。
3.根据权利要求1所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述磁铁安装预成型槽一侧面(5a)与爪极指(2)的外侧面(2b)之间采用圆弧面(10)过渡。
4.根据权利要求3所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述圆弧面(10)包括与磁铁安装预成型槽一侧面(5a)相切连贯的大圆弧(6)和连贯大圆弧(6)与爪极指(2)的外侧面(2b)的小圆弧(7)。
5.根据权利要求4所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述大圆弧(6)的圆心与爪极指(2)的内壁面(2a)的圆心之间距离R1为爪极指(2)的内壁面(2a)半径，R2为爪极指(2)的外壁面(2c)半径；大圆弧(6)的半径为0.4(R2-R1)～0.5(R2-R1)。
6.根据权利要求4所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述小圆弧(7)的半径为1㎜～1.5㎜。
7.根据权利要求1所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述磁铁安装预成型槽一侧面(5a)与爪极指(2)的外侧面(2b)之间采用多个斜面和圆弧面(10)过渡。
8.根据权利要求7所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述斜面包括与磁铁安装预成型槽一侧面(5a)倾斜设置的第一斜面(8)和与第一斜面(8)倾斜设置的第二斜面(9)，圆弧面(10)连贯第二斜面(9)与爪极指(2)的外侧面(2b)。
9.根据权利要求8所述的混合励磁电机爪极制作方法，其特征在于，所述第一斜面(8)与磁铁安装预成型槽一侧面(5a)之间夹角α为15°～25°，第二斜面(9)与第一斜面(8)之间夹角β为20°～30°。
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