一种交叠连接式定子铁芯及制备方法与流程

本发明涉及电机领域，特别涉及用于电机的定子铁芯，更具体地涉及一种交叠连接式定子铁芯及制备方法。

背景技术：

定子铁芯是电机的有效部分之一，定子铁芯的制造工艺对电机的运行性能影响很大。目前，电机的定子铁芯一般采用整体冲压方式加工。然而，这种制造方式不仅使得铁芯材料利用率低下，电机绕线槽的槽满率不高，而且由于机器绕线的要求，槽开口需较大，影响电机性能的提升。

公开号为cn104753198a的中国发明专利公开了一种预制定子冲片和具有其的定子冲片、定子以及电机，所述预制定子冲片包括：冲片段，所述冲片段包括可弯折成弧形的直线轭部和沿所述直线轭部的长度方向间隔设置在所述直线轭部上的多个齿部，每个所述齿部包括两个子齿部，所述子齿部相对于所述直线轭部可转动至与所述直线轭部垂直的位置，每个子齿部的远离所述直线轭部的一端具有齿靴部；所述直线轭部上设有沿所述直线轭部的长度方向间隔设置的多个缓冲槽，相邻的所述齿部之间设有一个所述缓冲槽；定子由上述的定子冲片叠置而成。

但是上述的定子冲片叠装时，缓冲槽是对齐的，直线轭部弯曲成环状后，由于各层定子冲片上夹缝相互对，缓冲槽闭合后将形成一条轴向贯穿的夹缝，导致电磁场回路受阻，产生严重的漏磁现象，从而降低电机的效率。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在技术问题，本发明的目的之一是提供一种定子铁芯，由对插套裁的两种连接式冲片交错层叠而成；相邻层的接缝不在同一轴向截面上；接缝与连接部之间设置有缓冲槽。从而，在提高电机性能的同时，提高材料利用率。此外，还便于自动化批量生产，质量稳定性好而且电磁噪声小。

为此，本发明提供一种定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯由对插套裁的第一冲片和第二冲片交错层叠而成，所述第一冲片和第二冲片均包括通过连接部相互连接的n个冲片单元，冲片单元包括轭部和齿部，相邻齿部之间形成定子槽；成环后相邻的轭部相互面接触形成接缝，相邻层的接缝不在同一轴向截面上；所述接缝与连接部之间设置有缓冲槽，所述缓冲槽是曲率半径在冲片厚度的1.5～2.5倍的曲线型。

在一种优选的实施方案中，连接部的宽度为冲片厚度的1.1～1.5倍。

在一种优选的实施方案中，冲片两端的轭部设有相互配合的首尾连接部。

在一种优选的实施方案中，所述定子铁芯的叠压系数大于0.97。

在一种优选的实施方案中，相邻层的接缝相对于通过圆心和定子槽中心线的轴向截面对称设置。

在一种优选的实施方案中，齿部远离轭部一端设置有齿靴，成环后相邻齿靴之间不接触。

在一种优选的实施方案中，轭部远离齿部的一侧开设有若干凹槽。

在一种优选的实施方案中，轭部和/或齿部上设置有扣点，相邻层的扣点位置对应且过盈配合。

本发明的另一目的在于提供一种所述定子铁芯的制造方法，其特征在于所述定子铁芯的第一冲片和第二冲片是由条状板材以并排对插的方式进行套裁的。

在一种优选的实施方案中，套裁时相邻冲片单元的轭部之间开设有朝向齿部的夹角为360°/n的槽口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明定子铁芯的连接式冲片由条状板材以并排对插的方式进行套裁，有效地提高了硅钢片材料的利用率，材料利用率可达到85％以上，比现有技术的整体式定子铁芯节省约三分之一的材料，显著降低了生产成本，同时便于自动化批量生产；

2、本发明定子铁芯由对插套裁的两种连接式冲片交错层叠而成，相邻轭部之间穿插设置，提高了相邻冲片元件之间的连接强度；

3、本发明定子铁芯相邻层的接缝不在同一轴向截面上，可减小不同层定子冲片上的磁阻，减少通过缝隙漏磁的现象，使得磁路更加通畅，提高电机效率；

4、本发明定子铁芯冲片单元的轭部之间通过连接部连接，在接缝与连接部之间设置有缓冲槽，使连接部在不断裂的情况下易于弯曲成型提高圆度。接缝交错增加了连接部及缓冲槽的设计难度。本发明通过连接部、槽口及缓冲槽的组合优化设计，生产工艺性得到改善，叠压和焊接生产工艺的加工工时可节约近40％，可具有大批量自动化制造的优势；而且卷绕并焊接成铁芯后，定子铁芯的圆柱度得到提高，并提高了焊接后定子铁芯的内外圆同心度，质量稳定性好而且电磁噪声小。

本发明的其他有益效果将在下面结合附图描述的具体实施方式中体现。

附图说明

图1为本发明连接式定子冲片的示意图；

图2为本发明连接式定子冲片层叠成环后的示意图；

图3为本发明连接式定子冲片套裁时的示意图。

附图标记：100、第一冲片；200、第二冲片；1、轭部；2、齿部；3、定子槽；4、连接部；5、接缝；6、缓冲槽；7、齿靴；8、扣点；9、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供的定子铁芯由对插套裁的两种连接式冲片交错层叠而成；相邻层的接缝不在同一轴向截面上。从而，在提高电机性能的同时，提高材料利用率并降低电机成本。

图1-3示出用于本发明定子铁芯的连接式冲片结构的一个实施例。参见图1，连接式冲片包括通过连接部4相互连接的n个冲片单元，冲片单元包括轭部1和齿部2，相邻齿部2之间形成定子槽3。参见图2，成环后相邻的轭部相互面接触形成接缝5，相邻层的接缝不在同一轴向截面上。这样，可减小不同层定子冲片上的磁阻，减少通过缝隙漏磁的现象，使得磁路更加通畅，提高电机效率。此外，轭部连接处以穿插的形式连接，可提高冲片单元之间的连接强度。优选相邻层的接缝5相对于通过圆心和定子槽3中心线的轴向截面对称设置。这样后期装配的便捷性更好。

为了便于冲片的弯曲，减小应力集中，在接缝5与连接部4之间设置有缓冲槽6，缓冲槽是曲率半径在冲片厚度的1.5～2.5倍的曲线型。本发明的优选实施例中，冲片成环后缓冲槽6呈圆形，更优选其直径为冲片厚度的4倍左右。曲率半径太大影响冲片强度，曲率半径太小难以加工。连接部4的宽度为冲片厚度的1.1～1.5倍，更优选1.3倍。这样，既利于弯曲成型，增强卷曲韧性，又可使相邻的轭部之间不易断裂，提高磁路通畅性，同时有利于提高圆度。

本发明通过连接部、槽口及缓冲槽的组合优化设计，生产工艺性得到改善，叠压和焊接生产工艺的加工工时可节约近40％，可具有大批量自动化制造的优势；而且卷绕并焊接成铁芯后，定子铁芯的圆柱度得到提高，并提高了焊接后定子铁芯的内外圆同心度，质量稳定性好而且电磁噪声小。

冲片两端的轭部设有相互配合的首尾连接部。冲片100和冲片200的首尾两端连接处的形状可以相同，相邻层的首尾连接部的接缝可以对齐或交错。接缝对齐便于装配。而接缝交错可减小不同层定子冲片上的磁阻，减少通过缝隙漏磁的现象，使得磁路更加通畅，提高电机效率。

轭部1远离齿部2的一侧开设有若干凹槽9，齿部2远离轭部1一端设置有齿靴7。冲片弯曲成环时，相邻齿靴7之间不接触。

轭部1和/或齿部2上设置有扣点8，相邻层的扣点位置对应且过盈配合。扣点的横截面可以为各种形状，包括圆形、方形、梯形或三角形，轴截面可以包括v字形或半球形。相邻层的扣点过盈配合，可提高冲片之间的紧密度和连接强度。

图3所示实施例中，定子铁芯的连接式冲片100由条状板材以并排对插的方式进行套裁。从而有效地提高了硅钢片材料的利用率，降低生产成本，同时便于自动化批量生产。套裁时相邻冲片单元的轭部之间开设有朝向齿部的夹角为360°/n的槽口。从而确保成环后相邻的轭部形成面接触，以减小漏磁，提高电机效率。

根据电机的需求将冲裁好的第一冲片100和第二冲片200交错层叠安装，叠压后叠压系数可达到0.97以上，优选0.97至0.99，更优选约0.98。叠压系数过小对电机性能有不利影响，并且容易产生电磁噪声。然后，在齿部2上进行绕线，由于此时开口较大，绕线方便，提高操作效率。然后工作人员只需将层叠好的第一冲片100和第二冲片200进行弯曲成环，由于相邻的轭部1之间通过连接部4连接，可提高定子铁芯的圆度，同时提高磁路通畅性，提高电机整体效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。