電機(jī)定子鐵心硅鋼片的模具設(shè)計(jì)與制造

李俊

摘 要：文章當(dāng)中主要是根據(jù)電機(jī)定子鐵心硅鋼片所包含的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析了模具與落料模具如何能更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)和配裝。同時(shí)設(shè)計(jì)了包含有卸料裝置的精密落料模。在這里還介紹了這種模具的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和模具獨(dú)有的特點(diǎn)，詳細(xì)分析了在設(shè)計(jì)當(dāng)中的思路以及在設(shè)計(jì)和后期制造當(dāng)中所應(yīng)當(dāng)注意到的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：定子鐵心 電機(jī) 硅鋼片 模具的構(gòu)成

中圖分類號(hào)：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（c）-0118-02

電機(jī)的設(shè)計(jì)方式有很多種，但最主要的定子設(shè)計(jì)只有一種，電機(jī)定子當(dāng)中三部分，第一部分為定子鐵心，第二部分為繞組，第三部分為機(jī)座，這三部分鏈接在一起進(jìn)行組裝才能拼接成為最后的電機(jī)定子。而定子鐵心的硅鋼片在使用沖壓后會(huì)形成細(xì)微的毛刺，這種毛刺會(huì)間接地影響到電磁場(chǎng)，降低電機(jī)的功率，更嚴(yán)重的是還會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生破壞，最終導(dǎo)致設(shè)備故障，如何能夠更好地生產(chǎn)設(shè)備這就需要我們?cè)谀＞叩脑O(shè)計(jì)和制造當(dāng)中來(lái)著手進(jìn)行考慮。

1 定子鐵心技術(shù)要點(diǎn)

（1）首先，對(duì)于定子鐵心的沖片尺寸要把握精確，長(zhǎng)度、通風(fēng)槽等設(shè)備的尺寸要符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

（2）其次，定子鐵心的沖片表面應(yīng)毫無(wú)瑕疵，最好選擇無(wú)毛刺的沖片進(jìn)行組成，而鐵心的重量及各指標(biāo)都要符合電機(jī)安裝要求。

（3）最后，定子鐵心的通同心軸距應(yīng)當(dāng)為0.025 mm左右，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行壓裝后沖片不應(yīng)該出現(xiàn)波浪形。定子鐵心的邊緣以及齒部不能有明顯的翹起，整體設(shè)計(jì)不能有明顯的歪斜，進(jìn)而保證其中心能夠很好地對(duì)稱。

2 明確設(shè)計(jì)方案初步進(jìn)行研究

根據(jù)上面的分析而得出結(jié)論，由于本部件自身的特點(diǎn)和需求量的原因，我們考慮應(yīng)該采用級(jí)進(jìn)模，這樣能夠提高生產(chǎn)效率。級(jí)進(jìn)模具就是將工件分別沖出若干個(gè)槽口以及銷口，待沖出若干個(gè)槽口與銷口后將剩余的條料進(jìn)行沖外形，但級(jí)進(jìn)模具看似便利，但還是有缺點(diǎn)存在的。它的缺點(diǎn)：一是在進(jìn)行出料與進(jìn)料的過(guò)程當(dāng)中由于級(jí)進(jìn)模沒(méi)有彈頂裝置，非常容易造成在沖料后槽口的齒部回彈[1]。二是由于材料的硬度高，非常容易對(duì)凹凸模具產(chǎn)生破壞，減少使用壽命。三是工件的本身對(duì)于同心度要求非常高，在采用了級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)和沖床后的安裝與制造方面都有很大的困難，同時(shí)也不利于保證設(shè)計(jì)出的工件尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)。四是由于工件的自身尺寸比較大，在使用過(guò)后有可能超出壓力機(jī)的安裝尺寸，對(duì)后期的組裝造成不便。所以采用具有彈性的頂料和落料模才能更好地解決其帶來(lái)的這些缺點(diǎn)。

3 模具各部位零件的設(shè)計(jì)

在對(duì)模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般因?yàn)楣ぜ某叽绫纫话阋?guī)格的大，所以采用對(duì)角推送和彈性頂料的原理去進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能最大程度上避免沖片回彈過(guò)程中對(duì)設(shè)備造成的損害。直接采用單向落料模能夠有效地減少?gòu)U棄材料的產(chǎn)生，在保證精度的同時(shí)能使模具自身的連接更加緊湊，進(jìn)一步減少了模具的成本[2]。

同時(shí)在對(duì)這些主要工件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮每種零部件都使用什么機(jī)床進(jìn)行加工和制造，還要考慮制造后是否耐用以及便于安裝。分析各個(gè)模具的樣式以及特點(diǎn)，對(duì)每一個(gè)不同的零件分批進(jìn)行設(shè)計(jì)和組裝，使其組裝效果能夠在最簡(jiǎn)單的前提下來(lái)完成。

3.1 慎重選擇材料

由于硅鋼片自身材料的原因，硅鋼片自身密度比較大，同時(shí)沖裁出來(lái)的刃口也比較大，對(duì)各部件的性能要求都非常高，耐高溫性強(qiáng)，而硅鋼片的密度要比一般的材料強(qiáng)所以在這里就選擇此類材料。

3.2 凸模與凹模的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)當(dāng)中凸?？梢灾苯佑寐呓z線的方式對(duì)其材料進(jìn)行切割，直接加工成凸模。并在此基礎(chǔ)上用稍釘進(jìn)行定位，一般使用6～8個(gè)左右螺釘牢牢固定在墊板之中，凸模長(zhǎng)度設(shè)計(jì)正常為卸料板自身的長(zhǎng)度和橡膠加起來(lái)的總和再減去凸模凹入卸料板的1 mm為基準(zhǔn)，而高度通常為50～60 mm，以這套模具的凹模為基準(zhǔn)對(duì)凸模進(jìn)行后期的配做。在凹模當(dāng)中利用整體的凹模對(duì)凹孔利用慢走絲線這種切割方式進(jìn)行切割和加工。待兩種模具都設(shè)計(jì)完成后按數(shù)據(jù)測(cè)算結(jié)果，依次進(jìn)行安裝，安裝中通常將壓力中心與模柄中心相互重合。

3.3 對(duì)定位的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)

定位零部件的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相同，都是采用導(dǎo)尺作為依據(jù)，材料之間的變化也沒(méi)有太多的改變，預(yù)留出0.1 mm即可，在使用螺釘將導(dǎo)尺平穩(wěn)地固定在凹模當(dāng)中。利用T10A的鋼密度大的特性對(duì)其進(jìn)行制作，而在熱處理當(dāng)中強(qiáng)度應(yīng)保持在HRC50-60左右?？v向擋銷仍然留出3個(gè)檔銷的位置。

3.4 對(duì)于卸料裝置的設(shè)計(jì)方式

在對(duì)定子鐵心片進(jìn)行沖裁以后大多數(shù)的工件都為封閉式曲線，這樣非常容易在沖裁后使槽口慢性回彈甚至變形，其中特別是上文當(dāng)中提到的齒部和外形翹起以引起設(shè)備故障，所以在對(duì)卸料裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候必須選擇彈性卸料和彈性頂料的裝置[3]。一般在設(shè)計(jì)當(dāng)中彈性頂料裝置都是安裝在下模的。這樣造成的結(jié)果就是，若是將橡膠放在凹模當(dāng)中，會(huì)使凹模的模具厚度不斷地增大，這樣就會(huì)大大地加大投入的力度和模具的研究設(shè)計(jì)時(shí)間。為了節(jié)省時(shí)間，將橡膠從內(nèi)部移動(dòng)到模具的外部，為了在達(dá)到一定壽命后便于更換，將其放在固定板下方。彈性頂料板的厚度通常為25 mm以內(nèi)，材料的熱處理硬度選擇HRC43～47左右，鋼種則不可以再使用T10A種鋼了，應(yīng)該選擇45#鋼來(lái)使用。

在對(duì)頂料板安裝過(guò)后對(duì)卸料板進(jìn)行初步的研究，在進(jìn)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)卸料板使用厚度為30 mm的厚度最為標(biāo)準(zhǔn)，材料的熱硬度仍然是選擇HRC43-47左右，鋼種也用45#來(lái)代替普通鋼。

3.5 對(duì)墊板進(jìn)行材料選擇和組裝

在設(shè)計(jì)的結(jié)尾當(dāng)中，在上墊板當(dāng)中安裝凸模，凸模的厚度一般選擇30 mm左右。下墊板對(duì)凹模起到了一個(gè)支撐的作用，厚度一般選擇25 mm。墊板與頂料和卸料板材料一樣。都選用45#鋼以及熱處理硬度為HRC43～47的材料。這些步驟都完成后即可對(duì)整體的設(shè)備進(jìn)行安裝和調(diào)試了。

4 模具最重要的一點(diǎn)

此論文進(jìn)行沖裁的是對(duì)硅鋼片，所以這對(duì)外形和尺寸都有了很高的要求。在對(duì)其沖裁后不能有毛刺的存在，這就給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的難題。首先要考慮的是在對(duì)凸模與凹模設(shè)計(jì)和制造當(dāng)中盡可能地讓二者使用一臺(tái)線切割機(jī)床?？梢允褂寐呓z多修兩次，盡量做到在制成成品的尺寸與表面的粗糙度符合設(shè)計(jì)所需，設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中減少機(jī)床所帶來(lái)的影響，方便后期模具的安裝與調(diào)配。而最重要的是凸模與凹模在安裝過(guò)后二者之間的縫隙必須均勻。否則就會(huì)產(chǎn)生毛刺的存在。所以在安裝過(guò)程當(dāng)中應(yīng)先進(jìn)行下模的安裝，待下模安裝好后對(duì)凸模進(jìn)行調(diào)節(jié)，使凹凸模之間的縫隙均勻無(wú)誤差后再對(duì)上模進(jìn)行安裝。減少?gòu)?fù)裝次數(shù)以免對(duì)模具造成損害。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該方式設(shè)計(jì)的模具經(jīng)后期檢查符合設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)既節(jié)省了材料、生產(chǎn)效率也得到了顯著的提高。經(jīng)檢驗(yàn)后設(shè)備在期維護(hù)以及設(shè)備調(diào)整方便有著顯著的效果，生產(chǎn)大規(guī)模的定子鐵心即便模具磨損了也非常容易進(jìn)行更換，適合大范圍的生產(chǎn)。而利用此模具生產(chǎn)出來(lái)的定子鐵心硅鋼片在外形結(jié)構(gòu)、尺寸重量當(dāng)中完全符合現(xiàn)代所需的標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)過(guò)后基本無(wú)毛刺或變形發(fā)生。所以此種方式可行。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃豪杰，吳波，曹建樹(shù)，等.電機(jī)定子硅鋼片沖壓模具設(shè)計(jì)及ANSYS有限元應(yīng)力分析[J].模具技術(shù)，2015（1）：40-46.

[2] 王旭.蘇聯(lián)對(duì)硅鋼片硬質(zhì)合金沖模壽命的探索[J].電機(jī)技術(shù)，1983（2）：36.

[3] 陳國(guó)強(qiáng).電機(jī)鐵心定、轉(zhuǎn)子片復(fù)合沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)[J].中小型電機(jī)，1999（1）：44-45.