電機(jī)鐵心定、轉(zhuǎn)子片沖壓復(fù)合模具工藝設(shè)計

甘永建

（韶關(guān)市技師學(xué)院，廣東 韶關(guān)512003）

1 引 言

國內(nèi)電機(jī)行業(yè)普遍采用“一落三”的沖壓工藝制造電機(jī)鐵心沖片，即：（1）一次落料（沖出定子圓片、轉(zhuǎn)子圓片、中心軸孔片）；（2）沖裁定子槽形；（3）沖裁轉(zhuǎn)子槽形。這種工藝生產(chǎn)中，定子片沖槽形是依靠定子片內(nèi)圓作定位，由于定位中存在一定的間隙，因而產(chǎn)生同軸度偏差、疊壓后鐵心外圓不整齊、槽形孔疊壓后起階梯狀、槽形孔空間減少，出現(xiàn)繞組嵌線槽滿率過高，容易損傷繞組，鐵心繞嵌線壓入機(jī)殼后，機(jī)殼對定子鐵心外圓擠壓使片間移動，造成短路。另外由于定子鐵心內(nèi)外圓同軸度偏差較大，合理的氣隙不能得到有效保障，嚴(yán)重影響了電機(jī)裝配質(zhì)量。

2 電機(jī)沖片工藝分析

針對以上提出的問題，我們以Y90-4 電機(jī)沖片為例，對沖片的結(jié)構(gòu)和加工工藝進(jìn)行了分析，要求如圖1 所示。

圖1 定子、轉(zhuǎn)子沖片

沖片材料：DR510-50 硅鋼片，料厚0.5mm，定子外圓φ130mm、內(nèi)圓φ80mm、內(nèi)外圓同軸度φ0.05mm、轉(zhuǎn)子軸孔φ30mm、定子槽數(shù)24、轉(zhuǎn)子槽數(shù)22。加工零件幾何形狀復(fù)雜，定轉(zhuǎn)子槽形密、孔多，定轉(zhuǎn)子沖片尺寸精度要求高。采用傳統(tǒng)的“一落三”工藝是首先沖出定、轉(zhuǎn)子內(nèi)外圓片，再分別沖出定、轉(zhuǎn)子片槽形。由于定子片沖槽形是以定子片內(nèi)圓作定位的，定位芯與定子片內(nèi)圓的配合是間隙配合，而且配合間隙≥0.04～0.08mm。因而造成了定子片各槽底外圓半徑對沖片中心產(chǎn)生不等距，槽形與槽形相鄰間距不相等；位置度偏差較大，如圖2 所示。

圖2

同時模具制造過程，定子槽形沖頭由24 個單獨(dú)組裝，凹凸模配合間隙較難得到調(diào)整，造成沖片毛刺較大、沖頭剛性較差、模具壽命短等問題。經(jīng)過對沖片結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)“一落三”沖片工藝的分析，我們設(shè)計并推廣應(yīng)用了電機(jī)鐵心定、轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合模沖壓工藝。提高了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 工藝過程設(shè)計

通過對電機(jī)鐵心沖片的工藝分析，我們同樣采用三道沖壓工序來完成定、轉(zhuǎn)子片沖壓工作。關(guān)鍵是第一道工序，在落料分離出定、轉(zhuǎn)子圓片的同時把定子槽形一起沖出。改變了原第一道工序只沖出定、轉(zhuǎn)子內(nèi)外圓片，再分別沖出定、轉(zhuǎn)子片槽形。另外新工藝中定子槽形凸模是與定子內(nèi)圓（轉(zhuǎn)子外圓）凸模連在一起的，大大增強(qiáng)了定子槽形凸模的剛性，降低了定子槽形凸模的固定和沖模間隙調(diào)整難度，有效保證了定子沖片內(nèi)外圓的同軸度。三道工序沖壓過程：（1）落定子片、分離轉(zhuǎn)子花片；（2）轉(zhuǎn)子花片切外圓；（3）沖轉(zhuǎn)子槽形及中心孔。具體工序情況如下：

圖3

（1）材料下料寬度為250mm，雙排料插花沖裁如圖3所示。

（2）以各料邊為基準(zhǔn)，落定子沖片，同時落下轉(zhuǎn)子花片，如圖4 所示。

圖4 定子沖片及轉(zhuǎn)子花片

（3）以轉(zhuǎn)子花片中心預(yù)孔定位切外圓，如圖5 所示。

（4）以轉(zhuǎn)子中心預(yù)孔定位沖槽形及軸孔，如圖6 所示。

圖5 轉(zhuǎn)子圓片

圖6 轉(zhuǎn)子沖片

4 模具結(jié)構(gòu)及工作過程

（1）落定子片；分離轉(zhuǎn)子花片模具結(jié)構(gòu)如圖7 所示，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架；在下模座后側(cè)安裝兩個彈性定位銷釘，作導(dǎo)向定位裝置（圖中未畫出）。沖裁過程定子片由彈性脫料裝置采用上出料方式；而轉(zhuǎn)子花片則采用剛性打料方式，在沖床滑塊上行時通過打料桿4、頂料板6 打落。條形廢料由脫料板1 彈落；并由安裝在沖床上的接料機(jī)構(gòu)接走轉(zhuǎn)子花片。

圖7 定子片落料模

（2）切轉(zhuǎn)子花片外圓；切轉(zhuǎn)子花片外圓模具結(jié)構(gòu)如圖8 所示，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架作模具導(dǎo)向定位，利用安裝在頂料板6 上的定位釘，將轉(zhuǎn)子花片作粗定位，在沖裁時利用定位芯4 作精確定位進(jìn)行沖裁。所切下的瓜子形片從凹模外圓散落，轉(zhuǎn)子圓片由頂料板6 彈出。

圖8 沖轉(zhuǎn)子花片模

（3）沖轉(zhuǎn)子槽形及中心軸孔；沖轉(zhuǎn)子槽形及中心軸孔模具結(jié)構(gòu)如圖9 所示，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架；在凹模面裝上一塊外圓定位板作粗定位。沖裁時利用導(dǎo)向沖頭3，以中心預(yù)孔作精確定位，沖槽形及中心軸孔。轉(zhuǎn)子片通過沖床滑塊上行，由打料桿6、卸料板1 打下，通過安裝在沖床上的接料裝置接走。

圖9 轉(zhuǎn)子片沖槽模

5 模具加工、裝配應(yīng)注意的問題

模具凹模及沖頭材料采用Cr12MoV 合金工具鋼制造，熱處理硬度60～64HRC。復(fù)合模一般是凸模中有凹模；凹模中有凸模，裝配時如何保證各凹凸模的間隙，是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的工藝問題。尤其是轉(zhuǎn)子片沖槽模；它的沖頭（凸模）是由22 支單個沖頭所組成。確保沖頭與凹模的間隙調(diào)整工藝是致關(guān)緊要的。因此我們把轉(zhuǎn)子沖槽模的沖頭固定板和凹模板疊在一起進(jìn)行槽形線切割加工，保證了凹模槽形尺寸與沖頭固定板槽形尺寸一致。由于凹凸模配合間隙比較小，只有雙面間隙0.04～0.06mm。沖頭固定我們采用GY-168 厭氧膠粘接加機(jī)械限位固定的方法；這樣既符合該厭氧膠最佳粘接間隙要求（0.02～0.08mm），又確保在沖裁過程中由于沖頭刃口的磨鈍沖裁件毛刺增大；造成推料摩擦力增大而不使沖頭脫落。

由于凹凸模配合雙面間隙只有0.04～0.06mm，很難使各沖頭的配合間隙都調(diào)整得很均勻，因此我們在沖模裝配過程中把插入凹模部分的沖頭鍍上一層0.04～0.06mm錫層；調(diào)整好沖頭與凹模表面的垂直度；把沖頭無間隙壓入凹模內(nèi)進(jìn)行沖頭和沖頭固定板的黏結(jié)及夾固裝配。在沖裁時由于沖頭所鍍的錫層比較軟，沖裁過程中錫層被刮削脫落。這樣就能確保凹凸模的配合間隙達(dá)到均勻。

6 結(jié) 語

經(jīng)過試制到大面積推廣應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量完全符合技術(shù)要求。與原工藝相比沖片毛刺大大減少。定子片同心度誤差減少至0.03～0.05mm，達(dá)到圖紙要求。這表明對零件工藝分析、工藝安排及模具的設(shè)計是正確的。這種工藝在電機(jī)行業(yè)推廣具有重要意義。

［1］ 沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

［2］ 模具設(shè)計與制造技術(shù)教育叢書編委會. 模具制造與工藝裝備［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［3］ 馬長福.實用粘接技術(shù)460 問［M］.北京：金盾出版社，1992.