[发明专利]铜平面换向器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜平面换向器的制造方法，尤其是涉及一种通过冷挤压技术和精密整形技术制造铜平面换向器的方法。

背景技术

在传统工艺中，平面换向器的制造方法为插片式，即首先对线材进行辊轧、拉拔、退火，然后将该线材冲制成换向片单片，再经插片、注塑成型、车外圆及端面、铣槽、抛光等工序，制得平面换向器成品。其中插片工序是利用手工将换向片单片按同一方向一片一片嵌入特制的排片装置的凹槽中，再将云母片插入各换向片之间，然后用固紧物箍紧。

上述平面换向器的插片式制造方法中，对线材进行辊轧、拉拔、退火，以及将该线材冲制成换向片单片经排片装置进行排片、再插入云母片等工序复杂、繁琐，生产效率低，成本高。特别是插片工序需经人工操作，常使换向片与该排片装置存在间隙，导致车外圆及端面工序时平面换向器半成品的径向跳动较大，使换向器的圆度较差，从而影响了使用性能。另外，铣云母槽时必须是一次进刀铣一片，不能进行对角两片云母槽一次进行铣槽，其手工组成的换向器两两对应的换向片不在同一直线上对称，从而造成电机碳刷在换向时产生偏差，进而产生火花、噪声增大，导致换向器使用寿命及电机性能降低。

为了解决传统工艺的上述问题，中国专利文献CN1249867中公开了一种通过冷挤压的方法制造平面换向器的方法，其制造步骤包括：将圆铜丝切割后，进行冷挤压成换向器毛坯，清洗后将之压注成型，经过车削、铣槽、铣钩后，最后弯钩而成。该制造方法用冷挤压工艺代替传统方法中的插片工艺，简化了生产工艺，生产效率得到了提高，然而因为其在冷挤压、压注成型后仍旧需要进行车削、铣钩等精加工步骤，因此仍旧存在工艺繁琐，效率低的问题。

为了解决传统工艺的上述问题中国专利文献CN1595734也公开了一种平面换向器的制造方法，其工艺步骤包括：取所需换向器外径相差不多的圆形铜棒为圆柱形铜坯，冷挤压成整体的圆桶状铜坯，其桶状内壁有数量与换向器钩相同的凸筋条，底部具有竖钩条，进一步车削、冲孔、冲边、弯钩整形加工至桶壁成为相间的凸筋条，底部成为具中心孔、竖钩条倾斜的钩脚，清洗后压注成型，即在桶状内腔注入绝缘树脂注塑成型再整形，并对铜坯底部对开铣槽按需等分底圆面，并洗至绝缘层深处，将凸筋条弯钩成换向器钩部。该制造方法用冷挤压工艺代替传统方法中的插片工艺，在一定程度上简化了生产工艺，然而其在冷挤压后还需要进行车削、冲孔、冲边、弯竖钩条等精加工步骤，因此仍旧存在工艺繁琐，效率低的问题。

中国专利文献CN1546279公开了一种平面钩形换向器的制造方法，包括制坯、冷挤压、压注成型、弯钩、铣槽等工序，该工艺的优点为采用冷挤压技术成型出一种片爪分开的平面构型换向器整体铜制外壳，然而，其存在的缺点是对坯料的要求高，需要用具有中轴孔的“垫圈形坯料”(参见说明书第一页第六段和说明书附图1)，也就是说如果原料为铜板则需要对其进行冲压或切削以得到中轴孔，否则就只能用铜管做原料；另外，该专利文献没有公开为增强铜换向片与支撑体间的连接强度的钩爪的成型方法。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提出一种工艺步骤简单、更加节省工时和材料、生产效率更高的铜平面换向器的制造方法。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提出一种尺寸准确，使用寿命长且不需要进行精加工的铜平面换向器的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的铜平面换向器的制造方法，包括以下步骤：

(a)将成型好的圆柱形铜坯冷挤压成整体的铜壳粗坯，使所述铜壳粗坯具有半封闭的空腔、使所述空腔呈向外开放的开口端、以及与开口端相对的具有一个中轴孔的工作端；

(b)对所述铜壳粗坯进行精密整形及落料后得到在所述开口端具有多个相互独立的片爪的精密铜壳，或对所述铜壳粗坯先落料，再进行精密整形得到在所述开口端具有多个相互独立的片爪的精密铜壳；

(c)所述精密铜壳经压注成型和后处理，即得到铜平面换向器。

所述步骤(a)中的所述冷挤压是一次性冷挤压。

所述步骤(a)中的圆柱形铜坯是实心的。

所述步骤(c)中的所述后处理为铣槽和弯钩，其中铣槽和弯钩步骤的顺序可调换，所述铣槽步骤将所述精密铜壳分为多个铜换向片，所述弯钩步骤将所述片爪弯成所述铜平面换向器的连接钩。

在所述铜壳粗坯的工作端朝向所述开口端的内腔端面上具有多个竖钩条。

所述多个竖钩条在所述内腔端面上沿所述中轴孔的圆周方向均匀分布。

所述铜壳粗坯内腔端面上还具有多个凸台。

每个所述铜换向片上至少具有一个所述竖钩条。