汽車發(fā)電機(jī)定子加工工藝的改進(jìn)

朱超?張學(xué)義

摘 要：隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及全球化汽車制造產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸形成，我國(guó)的汽車零部件行業(yè)正面對(duì)著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的新格局。在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域當(dāng)中大部分汽車制造行業(yè)對(duì)于汽車發(fā)電機(jī)的重視程度并不高，大部分廠商都將大部分精力投入到發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)及創(chuàng)新方面。因此零部件行業(yè)也是如此，直到特斯拉的橫空出世給世界帶來(lái)了一種全新的驅(qū)動(dòng)理念并且不再將電力車停留在概念階段，盡管特斯拉如今沒(méi)有應(yīng)用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，但是這樣的理念使得各大汽車廠商將視野放在了對(duì)汽車發(fā)電機(jī)進(jìn)行改變上，并且例如豐田新型的油電混合性卡羅拉就使用了更新型技術(shù)的發(fā)電機(jī)從而使得其在能源節(jié)約方面有著更加突出的表現(xiàn)。汽車發(fā)電機(jī)的改進(jìn)如今已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，而在對(duì)汽車發(fā)電機(jī)的改進(jìn)當(dāng)中對(duì)于定子加工工藝的改進(jìn)則顯得更為重要。

關(guān)鍵詞：汽車；發(fā)電機(jī)；定子加工；工藝；改進(jìn)

發(fā)電機(jī)對(duì)于一輛汽車而言是極為重要的，而汽車發(fā)電機(jī)在我國(guó)目前的加工工藝一直還處在一個(gè)相對(duì)落后的情況下，其一是由于傳統(tǒng)汽車行業(yè)當(dāng)中發(fā)電機(jī)的效用十分有限只需要能夠滿足其基本要求就可以，因此很多年來(lái)在發(fā)電機(jī)的技術(shù)方面有過(guò)多的革新，而在發(fā)電機(jī)加工技術(shù)方面也一直停滯不前，其二是由于我國(guó)的發(fā)電機(jī)加工技術(shù)在許多關(guān)鍵技術(shù)方面也還有著一定的局限性，使得我國(guó)汽車發(fā)電機(jī)的加工技術(shù)一直不能有更多的進(jìn)步，其中在定子加工工藝方面就存在著一定的問(wèn)題，這些年來(lái)我國(guó)一直在對(duì)定子加工工藝進(jìn)行深入的研究，也取得了一定的成果。今天我們就來(lái)談一談關(guān)于汽車發(fā)電機(jī)定子加工工藝的改進(jìn)相關(guān)問(wèn)題。

一、汽車發(fā)電機(jī)的原理介紹

汽車的發(fā)電機(jī)通常都是交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)作為一臺(tái)汽車的主要電源，其最大的功能就在于其可以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)正常的情況下，這個(gè)正常情況指的是（怠速以上）進(jìn)行對(duì)整個(gè)汽車的除了起動(dòng)機(jī)之外的各類用電設(shè)備進(jìn)行供電。并且其還有著向電瓶（蓄電池）充電的功能。在每個(gè)汽車交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部都有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子形成的。在該磁場(chǎng)外會(huì)有一個(gè)定子繞組，這個(gè)繞組有3組組線圈，我們稱這3組組線圈為3相繞組。需要注意的是這3相繞組都有著120度的相隔。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使固定的電樞繞組切割磁力線或者可以說(shuō)是利用電樞繞組通過(guò)的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。在這里定子的用途就是產(chǎn)生交流電。而定子本身是由定子鐵芯與定子繞組成。

二、定子鐵芯的工藝改進(jìn)

1.定子鐵芯采用帶狀材料。在我們傳統(tǒng)的對(duì)汽車交流電發(fā)電機(jī)定子鐵芯的加工制造的工藝是首先利用沖床將硅鋼片板沖壓成一個(gè)環(huán)形，再利用鉚接或者是氬弧焊的方式進(jìn)行焊接工作。這樣的工藝是較為落后的，且具有著一定的缺點(diǎn)，首先是其對(duì)于材料的利用率方面是十分低的只有30%左右，并且其在對(duì)鐵芯進(jìn)行加工的過(guò)程當(dāng)中鐵芯總成的同心度是非常差的。在這樣的情況下我們通過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn)如果將硅鋼片加工成齒狀的薄片就可以對(duì)材料的應(yīng)用性方面得以大大提高，使得硅鋼片的利用率達(dá)到90%以上，并且由于利用了卷繞裝置可以使得整個(gè)過(guò)程變得更加自動(dòng)化。這其中的原因在于我們可以先將硅鋼片加工成帶齒狀的薄片，使用卷繞裝置將硅鋼片卷曲成應(yīng)有的形狀，在利用硅鋼片齒狀本身具有的極為良好的銜接性能，能夠?qū)⒌桎撈潭ㄔ诙ㄗ植郛?dāng)中，使得齒狀的硅鋼片能夠在很大程度上與之進(jìn)行極為緊密的結(jié)合，從而可以在真正的使用過(guò)程中不會(huì)由于二者結(jié)合的不緊密發(fā)生鐵芯松動(dòng)情況。這其中的具體過(guò)程主要在于硅鋼片齒形帶料的卷繞過(guò)程，在整個(gè)的卷繞過(guò)程中主要是先將沖制而成的齒形帶料送入卷繞裝置中的動(dòng)壓盤和定壓盤之間，在其成型板的作用下卷曲成形后，驅(qū)動(dòng)銷越過(guò)凸輪退回，而成型后的帶狀硅鋼片則有導(dǎo)出口導(dǎo)出。整個(gè)過(guò)程其實(shí)是較為簡(jiǎn)單的，并且是能夠達(dá)到自動(dòng)化要求的，應(yīng)當(dāng)說(shuō)這樣的改進(jìn)無(wú)論是對(duì)于定子加工當(dāng)中人力成本的節(jié)省還是對(duì)于材料成本的節(jié)省都是極為有利的。對(duì)于定子鐵芯的帶狀材料的應(yīng)用可以在最大程度上提高定子總成的可靠性能，使得其能夠在最低的成本下將其定子鐵芯的可靠性保證在一個(gè)較高的水平上。目前我國(guó)已經(jīng)有一部分的汽車零部件制造企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用了這種定子鐵芯的技術(shù)，并且其在應(yīng)用之后的確是的成本得到了有效的控制，企業(yè)的利潤(rùn)也相對(duì)升高，最主要的是其產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了一定的提升。

2.定子繞組自動(dòng)嵌線技術(shù)。如今汽車上的用電設(shè)備正在不斷地增加，用電設(shè)備的增加在一定程度上就意味著必須要求我們的交流發(fā)電機(jī)的輸出電流也要不斷的增大，而交流發(fā)電機(jī)的輸出電流增大就意味著其定子繞線組的線直徑也必須不斷地加粗。這種情況下傳統(tǒng)的嵌線方式是以人工為主的這匯總方式需要的人力投入也是相當(dāng)大的，并且其工作強(qiáng)度也很高，但這樣高強(qiáng)度，高人力的投入其效果卻差強(qiáng)人意，其真正的工作效率是極低的，是無(wú)法進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。在這樣的情況下我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的摸索制造出了定子繞組的繞線和推入式嵌線組合機(jī)。這樣的機(jī)器可以在將需要大量人力的人工繞線與人工嵌線工作變?yōu)樽詣?dòng)化的作業(yè)。其繞線方式是波形繞線的方式并且推線嵌線的方式也是萬(wàn)千自動(dòng)化的。其大概的原理是將定子鐵芯進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)然后進(jìn)行集中繞組，這種繞組只有當(dāng)定子線圈進(jìn)行分組分相，并且其在纏繞過(guò)程中是一邊利用波形繞線發(fā)繞線一邊進(jìn)行嵌線工作其一直工作到定子鐵芯槽完全被嵌滿為止。這種嵌線方式與傳統(tǒng)的繞線嵌線方式相比是又具有極大優(yōu)勢(shì)的，其具體優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。首先自動(dòng)繞線與嵌線技術(shù)可以在做到繞線和嵌線的統(tǒng)一進(jìn)行，這樣就能夠在最大程度上保證繞線與嵌線的效率。其次，由于繞組的頂端較小這樣就能夠使得其在繞線的過(guò)程中對(duì)于銅線的使用量有一個(gè)較好的控制，可以在很大程度上節(jié)省銅線。再次，其工作效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工繞線嵌線，在同樣1個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)化繞線嵌線可以完成36槽發(fā)電機(jī)40臺(tái)到50臺(tái)，而與之相比人工繞線和嵌線只能在1小時(shí)內(nèi)完成4臺(tái)到5臺(tái)，這樣的高效可以大大提高我國(guó)的發(fā)電機(jī)批量生產(chǎn)能力，并且節(jié)省成本。最后，自動(dòng)化繞線和嵌線所使用的電線其直徑能夠達(dá)到1.9MM這在和大程度上能夠使得發(fā)電機(jī)的交流電供電更加充足可靠。

3.定子總成止口免車工藝。目前全球都在進(jìn)行著環(huán)境保護(hù)的工作，而我國(guó)也正在加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)工作，在這樣的情況下汽車作為一種較為顯著的大氣污染源其一直備受社會(huì)各界的關(guān)注。近些年來(lái)我國(guó)的汽車真正在向體積小，重量輕的方向發(fā)展，而對(duì)于汽車的發(fā)電機(jī)而言其也一直在向著質(zhì)量變輕的同時(shí)也對(duì)其可靠性進(jìn)行必要提高的過(guò)程當(dāng)中。在這樣的過(guò)程中為了避免傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，減少定子總成加工的各類程序，取消總成車削止口程序，我們提出了電子總成止口免車工藝。這項(xiàng)工藝是將定子鐵芯總成用整形模整形，擠壓出定子鐵芯止口，通過(guò)擠壓工藝I想你過(guò)程鐵芯止口，這種工藝的最大好處就在于可以保證定子總成端面的平行度和垂直度以及厚度，從根本上提高定子鐵芯的總成密度，從而使得發(fā)電機(jī)的1安培到2安培的電流提高，滿足發(fā)電機(jī)輕量化的要求。并且其取消了車削加工，能夠避免由于鐵屑進(jìn)入定子線圈所引發(fā)的安全事故，并且可以將總成的加工周期進(jìn)行有效的縮短。

三、結(jié)語(yǔ)

就目前而言，我國(guó)作為世界的第一大加工廠，其汽車零配件的加工工藝改進(jìn)是勢(shì)在必行的，而發(fā)電機(jī)作為汽車的最主要配件之間起定子加工工藝的改進(jìn)與我國(guó)的加工業(yè)發(fā)展是有著極大關(guān)系的，并且是我國(guó)由原本勞動(dòng)資源密集型加工向未來(lái)技術(shù)性密集加工轉(zhuǎn)變的一個(gè)代表性體現(xiàn)，因此我們應(yīng)該在最大程度上講這種定子加工的工藝進(jìn)行改進(jìn)，從而為我國(guó)加工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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