有別於傳統空心線圈的成形,大多僅在二維平面上有所差異,如圓形、方形、三角形、梯形等等,然而此一案例則是將線圈造型延伸三維空間當中,採用了U型及I型的空間配置,同時後續還有個組裝的配合條件,十分具有挑戰性,故紀錄其改善內容。
一、嘗試初期
已知此空心線圈後續還有組裝排列的工序,故單顆線圈完成後就需要先進行固型,以防止線圈鬆脫變形;有鑒於此,在線材上就使用自黏漆包線,待繞線整形完成後,採用加熱固定的方式來定型線圈。
在繞模的設計上,除了先配合U型及I型的尺寸外,需事先規劃出線頭及線尾的擺放空間,除了避免影響繞線空間之外,後續組裝接線也較為容易辨識。繞模上還需保留與壓模配合之機構,由於繞模的空間尺寸限制無法涵蓋完整,需保留繞線空間,因此需要後續的整型壓模來做最終的成形適配。
將成型完成的空心線圈進行組裝測試,由於尺寸拿捏得過於準確,甚至是有點緊配的堆疊在一起,需要用手稍微施力才能將線圈順利壓入。
二、批量投產
批量的生產測試後,首先發現線圈之間容易產生層間短路的故障,研判是空心線圈尺寸拿捏得過於緊實,組裝時會造成線圈表面互磨的傷害,且並未實施各線圈之間的二次絕緣措施;為確保產品良率及品質,需要修改尺寸,保留組裝及二次絕緣的空間裕度。
此外,整形固化時,除了施壓迫使線圈移動至理想位置,同時需要加熱,藉由溫度來軟化銅線的剛性;若僅依靠壓力與銅線硬碰硬,而不藉由高溫協助,容易造成線材損傷。
三、量產階段
使用PI膠帶來強化各別線圈的絕緣處理,由於PI膠帶具有良好的耐溫性,且在厚度0.1mm的條件下,測試絕緣電壓可達到2,000V之高,十分適合在尺寸空間有限的情況下使用。
此外在加熱整形時,同時導入壓力控制;整形模在施壓時,侷限在一定的壓力之內,避免直接造成銅線損傷,畢竟整形的目標是讓線圈移動到理想位置,而非直接受力變形。
組裝時也藉由治具協助,避免施力的角度錯誤,導致線圈兩兩互磨的情況產生;組裝完成後,為了進一步保護線圈,最終整體進行灌膠處理,充分保護線圈,避免受到各種外界的意外傷害。
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