摘要：当前，在国内的大中型电机企业中使用手工嵌漆包线工艺的依然占较大比例，该工艺需要耗费了大量体力和时间。随着我国经济的高速发展，越来越少的年轻代工人愿意参加这类体力劳动。伴随着原生代工人的日趋老龄化，中国电机制造业的人口红利逐步消失，正在迫使国内电机企业寻找新的产业出路，而线定子机嵌自动化生产正是顺应趋势。本文通过实际生产经验阐述了一类细长型铁芯电机的线定子从试产到大规模自动化生产的实际经验。
关键词： 匝间不良解决方案，线圈绕制，针孔实验，电机
引言：
当前，在国内的大中型电机企业中使用手工嵌漆包线工艺的依然占较大比例，该工艺需要耗费了大量体力和时间。随着我国经济的高速发展，越来越少的年轻代工人愿意参加这类体力劳动。伴随着原生代工人的日趋老龄化，中国电机制造业的人口红利逐步消失，正在迫使国内电机企业寻找新的产业出路，而线定子机嵌自动化生产正是顺应趋势。本文通过实际生产经验阐述了一类细长型铁芯电机的线定子从试产到大规模自动化生产的实际经验。
众所周知，工艺自动化整合将会是未来小型化电机生产的一大趋势。然而，多工步的整合势必会增加设备的制造难度和生产故障率，更会提高制造过程对工人文化程度的要求。这几年伴随着市场需求的增大，国内的线定子自动化设备发展迅猛。业内比较突出的有中际装备、江苏本格等。文中所结合国内外同行的经验，涉及到绕嵌一体、自动整形、自动压接线等自动化设备，均采用国产厂家设备，形成稳定的生产工艺。
生产中关键需要避免因机器快速自动绕制、嵌线、整形的生产过程对漆包线造成大量针孔，最终导致线定子匝间不良、击穿短路甚至断路等不良。因此我们需要控制各种参数以保证这一自动生产过程，本文将通过实际生产和实际实验来分析阐述加工方案。通过绕制张力控制、线模设计调试、推线过程、漆包线免刮压接等实际生产的参数配合，经实际实验来分析阐述加工方案。最终，总结出一种质量稳定，自动化程度高，劳动强度小，生产高效的生产工艺模式。基本工艺流程：机打槽底纸→绕嵌漆包线（含槽盖纸）→初步整形→端子冷压刺破压接→绑扎→最终整形→扩槽→终检。线体以顾客方最大产能要求，采用行业内自动化程度较高的设备。其中插槽底纸、同机绕嵌、端子压接、绑扎等均采用可编程自动化设备，线体排布采用流动性和互通沟通性较强排布紧凑的“L”或“C”形排布。综合产能和柔性化设计要求，线体单机之间设置合适的中间平台以备生产中最小手持量的半成品周转流动。如果条件允许，批量后可进一步考虑安排无动力滑道以提升线中物流的便捷和顺畅性，这里不再进一步阐述。
一、绕嵌一体
随着工艺积累和技术的进步，目前电机自动化设备行业内已经可以做到绕线和嵌线工序在同一台设备中完成。尽管设备单价会有一定程度的提高，但相较于其提高生产效率，降低多次搬运导致的诸如线圈散乱、绕线磕伤划伤等潜在的不良产生等优势，在本文所提的生产中选用了绕嵌一体机。
1.1线圈绕制
线圈绕制指的是飞叉高速转圈运动的带动下将漆包线快速绕在不锈钢线模上形成一定周长的漆包线线匝，若线圈张力不合适或绕线模光洁度不符合生产要求，这一过程很容易会出针孔导致匝间不良。在进料、设备调试、试生产、不良产生时均需要进行针孔实验以辅助验证生产工艺的准确性。在本文所提到的实际加工中，以φ0.25漆包线生产为例，将飞叉转速调整在1500 RPM，将张力控制在80N，生产稳定，经针孔实验排查，未发现针孔。该参数需要根据不同的设备转速，不同的线径进行适当的调整。实践证明，在设备运转正常，机器各项参数合配且参数各夹线口不存在毛刺、生锈等条件下，可以做到自动绕制漆包线直径φ0.2左右的线匝零针孔。
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1.2机器嵌线
嵌线是关键性工序，通常漆包线线径越小则难度越大。嵌线动作以分步进行比较适宜，一般可分为三个过程：送线、推线、推线到位。送线是指先把漆包线送至下槽附近，然后进入嵌线工序阶段。推线是指把漆包线推送至槽内位置，线定子前段推线时阻力较小，通常使用常规速度推送即可。在进入槽口3~5cm处开始阻力逐步增大，推头需减慢推速，然后将漆包线逐步推到位，推进速度在该工步中是影响质量的关键参数。因此要根据经验判断实际线径和绕组可承受范围合理，并配合盐水针孔实验选择合理参数。当漆包线非常细且电机槽满率较高的时候，一般增加一个铜或合成树脂（POM）制成的小工装以增加接触面积，辅助减小单槽的切线阻力。在嵌线工序前有一个机打槽盖纸的工步，当漆包线拉入整线时同时把槽盖纸拉入铁芯槽内，增加小工装加大端部横截面，可使槽盖纸更顺畅，从而减小对漆包线的挤压。
二、初步整形
初步整形指的是把线包外径整理至图纸要求。细长型线定子加工的初步整形与普通电机并无太大区别，但在实际生产中需注意因前工位原因而造成不良混入。即线圈绕制过程中过桥线过长或者最外面几圈漆包线过度外展造成初整过程中漆皮压坏现象。因此，设备或模具各处与漆包线接触的地方务必使用不锈钢（需经羊毛轮或8000目以上材料抛光）或使用抛光后的合成树脂材质，以保证不会压损漆包线。设备调整或试加工中需保证内芯扩张工装要与铁芯中心线同轴，避免出现偏位造成的铁芯压变形甚至撞机。
三、冷压漆包线（免刮漆）
四、漆包线免刮漆压接
这是一种较为新颖的漆包线压接工艺，在国内厂家通常用于铜包铝线，而在本文的实践中将其尝试应用于漆包铜线。该压接端子内表面设计了凹凸刺槽，在实际压接中刺槽划破并刺入漆皮来保证漆包线连通。
实践生产验证了多种压接方案，结果证明当漆包线连接根数小于等于3根时均可以进行免刮漆压接，如果继续增加则无法保证该工艺的有效稳定。在保证压接模具宽度的情况下，需保证压接高度，实践中采用从某专业连接器公司生产的刺破式压接端子，端子型号可根据不同的线径灵活选择。本文中所阐述的工厂实际试产中选用刺破式的端子，压接厚度参数由供方提供。对于不同的线径压接时需要对应不同的高度，压接高度直接影响着最终连接质量。压接尺寸如偏差较大，在电机运转时热冲击环境的影响下易导致接触不良甚至断路，所以文中设备不仅根据实际情况来合理选择端子及压接参数，更考虑了测量方法。我们选用高度可调高精度的伺服压机，配置压力监控设备，以监控制造过程，保障生产工艺的稳定性。
五、最终整形分析
最终整形采用分离式滑块模具，考虑到小型电机漆包线径小、线硬度低、槽口强度弱等特点，通常在合模时增加高度槽口保护滑针。在实际生产中常有因保护滑针厚度过高而导致不良。这里我们尤其应当提到当电机线绑内需要埋入热保护器的特殊工况下极容易由于最终整形的摩擦或压迫导致漆包线损坏而产生电气不良。因此在整形生产中需保持模具表面光洁度保持在Ra0.1以下且考虑必要的回弹空间。
结束语
综上所述，在机器自动内嵌线细长型电机线定子的生产中，不仅需要严格控制生产过程中的参数，以避免拉伸针孔、擦伤损伤、压迫断线的不良。还要对漆包线的来料密切关注，如回弹角、漆面附着力、连续针孔。对于漆包线原材料的硬度和漆膜附着力的严格来料控制，可保证线定子自动化生产的持续稳定和合格率的提升。
参考文献：
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[3]胡志强.电机制造工艺学[M].机械工业出版社，2011.
论文作者:卢炜炜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签：漆包线论文; 电机论文; 定子论文; 针孔论文; 不良论文; 设备论文; 参数论文; 《基层建设》2019年第8期论文;