[發明專利]楔形鐵芯整體切割工裝及方法

在審

• 申請號: 202010837929.5
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111884442A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 裴瑞琳;高凌宇;張勇;張航;徐未軍;王彥琛
• 申請（專利權）人: 蘇州英磁新能源科技有限公司
• 主分類號: H02K15/02
• 分類號: H02K15/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;王凱

本發明公開了楔形鐵芯整體切割工裝及方法，工裝包括：工料架、分度盤和固定座。切割方法為：1、將多片毛料層疊，并在規劃的鐵芯處涂膠粘結固定，粘結牢固的層疊毛料壓實并焊接成塊。2、將上步驟所得毛料層疊塊切割成符合楔形鐵芯整體切割工裝裝夾工位輪廓的待加工疊塊；3、對鐵芯齒長所處斜面進行定位，并在鐵芯區域外對應兩側斜面開設貫穿待加工疊塊的兩側定位孔；4、將上步驟所得待加工疊塊裝夾至楔形鐵芯整體切割工裝上，根據斜面角度正向轉動分度盤，從位于斜面端頭處的所述定位孔進行第一斜面走線切割；5、基于上一步的裝夾，根據兩倍斜面角度反向轉動分度盤，從位于斜面端頭處的所述定位孔進行鐵芯塊極靴端面及第二斜面走線切割。

技術領域

本發明涉及盤式電機用楔形鐵芯的成型加工技術等技術領域，尤其涉及楔形鐵芯整體切割工裝及方法。

背景技術

無磁軛盤式電機為一項公開技術，其磁路走向不同于傳統盤式電機，直接由上下極性相異的轉子筆直地穿過定子，并在轉子背鐵中產生偏折以達到磁力線閉合的效果。與傳統電機相比，此類電機的功率密度極高，通常能達到5-13kW/kg。由于定子鐵芯磁路方向的單一性，因此可使用變壓器材料，即磁性能更好的各向異性導磁材料制成，如取向硅鋼片疊壓而成，通過其在軋制方向上展現的顯著優越的磁特性，可以為整個電機系統提供更優的磁特性。無磁軛盤式電機的設計重點和難點在于離散的楔形定子鐵芯的固定技術，需要保證其同心度與良好的熱傳導特性。但電機系統設計中，有“三分電、七分機”的一句俗語，強調的設計的重要性僅占整體項目實現難度的30%左右，更為重要的實際是加工技術，此種電機在國內的推廣主要也是受制于加工技術。

對于該類盤式電機，其中加工技術難點主要集中于楔形鐵芯的加工技術，國外小批量量產設計為了減少加工復雜性，因此選用磁特性更差的粉末冶金軟磁材料，采用犧牲磁特性的方式保證加工特性，具體解決方案可參考YASA公司進入中國的專利，專利號為CN201480050285.8，專利名稱《極片粘接》。

對于取向硅鋼疊壓而成的楔形鐵芯，雖然其磁性能顯著高于SMC粉末冶金軟磁材料，但由于其利用傳統的加工工藝加工，則需要切成不同尺寸的單片，在一片片的疊壓，生產工藝即為復雜，導致了成本過高。

取向硅鋼的成型以采用線切割加工為主，具體地說是電火花線切割技術。電火花線切割的原理為自由正離子和電子在場中積累，很快形成一個被電離的導電通道。在這個階段，兩板間形成電流，導致粒子間發生無數次碰撞，形成一個等離子區，形成電弧放電，心部溫度快速升高至8000到12000度的高溫，在兩導體表面瞬間汽化材料。然后電流中斷，溫度突然降低，引起氣泡內向爆炸，產生的動力把溶化的物質拋出，汽化后的材料在冷卻電介液中重新冷凝成小球，并被電介液排走。

現有的線切割機可按走絲速度分為快走絲，慢走絲，以及立式自旋轉線切割機三類。其中對于快走絲來說，要使其切出一斜面，只能在其上面加一錐度頭，但其可旋轉最大角度只有1.5度，不能滿足一些用戶切割大角度斜面的任務。而如果換用慢走絲線切割機床，則其成本則會大大增加。

硅鋼片在進行線切割過程中需要利用工裝來進行裝夾及定位，而對于現有的硅鋼工裝來說，其起到的作用只有夾緊固定，以及定位作用。

由于現在國內僅處在此種新型電機（盤式電機）的樣機開發階段，因此具備大型慢走絲線切割等高成本精密設備的廠家較少，且小批量樣機加工的訂單成本損失更高，因此幾乎沒有國內的大型供應商在嘗試該方向的技術研究，此項技術也僅能在高校間進行研發理論討論，難以完成產學研的轉化過程，此種現象也會加劇國內外產業技術的差距。

發明內容

眾所周知，快走絲線切割機床切割斜面需外加錐度頭，且最大切割角度只有1.5度，不能滿足用戶切割大角度斜面的工作要求。

為解決此種瓶頸式的樣機生產難題，我們通過對以往的高成本加工方式的改良，總結出了一種新的、可以極大降低成本的、使用低成本的單軸快走絲線切割機的楔形鐵芯的整體切割技術，其可以解決疊壓硅鋼片使用單軸快走絲線機切割出兩傾斜角度不同的斜面的問題。