永磁電機定轉子復合模設計

趙東超，陳建軍，魏潤芬

（中車永濟電機有限公司，山西永濟044502）

1 定轉子沖片介紹

圖1所示為某永磁電機定、轉子沖片，材料為硅鋼片B30AHV1500。定子沖片：內、外圓、36個定子槽型、外圓9個焊接槽和1個記號槽；轉子沖片：軸孔及鍵槽、8個通風槽、8個φ4.1mm鉚釘孔、8組磁鋼槽和不規(guī)則外形。

圖1 定子和轉子沖片簡圖

2 沖制方案分析

定子沖片客戶要求使用沖床伺服偏擺送料機送料，自動偏擺送料機帶動硅鋼片前進適當距離同時沿前進的垂直方向平移適當距離，可以使每個沖片之間的間隙極小，有效的減少了邊角廢料，并且不需要像伺服送料機需要裁剪硅鋼片卷料，大大提高材料利用率，降低生產成本。

第一道工序：沖定子沖片：內、外圓、36個定子槽型、外圓9個焊接槽和1個記號槽；并在中心沖制φ38mm工藝孔（客戶要求，作用：轉子沖制時定位孔和φ38mm圓片）。

第二道工序：φ38mm工藝孔定位沖制轉子沖片：軸孔及鍵槽、8個通風槽、8個φ4.1mm鉚釘孔、8組磁鋼槽和不規(guī)則外形。

3 模具結構

3.1 定子沖片復合模

根據客戶沖制時的送料方式和定子沖片形狀，定子復合模采用倒裝式結構,如圖2所示，凸凹模在下，凹模和凸模在上。

圖2 定子沖片復合模結構

定子沖片和中間太陽花廢料（轉子料）采用上打料，機床接盤自動接料。

設計結構時需要的注意點如下：

（1）廢料切刀。

由于定子復合模采用伺服偏擺送料機送料（見圖3），需要增加廢料切刀和廢料傳送帶安裝空間。

廢料切刀的刃口位置盡可能選在廢料筋尺寸小的地方（見圖3），長度一般為定子外圓直徑的2~3倍。

圖3 偏擺送料方式

（2）模架和導向系統(tǒng)。

a.模架設計（見圖4），兩個后導柱（粗），一個前導柱（細），模具安裝好后，沖制前導柱拆下，方便伺服偏擺送料機運動。

圖4 上模座

b.由于定子沖片和中間太陽花廢料（轉子料）采用上打料，機床接盤自動接料，所以上模座相應位置設計空位。

c.后導柱和下切刀之間距離根據廢料傳送帶的寬度設計。

d.在打料腔增加3-φ30mm凸臺，提高上模座強度。

（3）凸模。

定子內孔和外圓的同軸度為0.04mm，考慮到加工、裝配和調節(jié)簡便性，將定子內孔凸模和36個定子槽凸模分開設計。

a.定子槽凸模（見圖5）設計時將圓弧偏移0.015mm（一般取刃口的單邊間隙），避免裝配時與軸孔凸模干涉。

圖5 定子槽凸模

b.定子沖片是自動接料，為了保證轉子料（中間太陽花廢料）在模具分離后能夠帶到上面且順利打下，在軸孔凸模上增加磁鐵安裝孔和工藝孔周邊設置4個浮釘防止工藝孔凸?？稀?/p>

（4）工藝孔凸、凹模。

定子沖片工藝要求在中心沖制一個φ38mm工藝孔，復合模結構決定了φ38mm工藝孔凹模只能在下推板上，為浮動結構。所以φ38mm工藝孔凸模要比上模其他刃口高出2mm。

為了節(jié)省成本φ38mm工藝孔凹模采用Cr12Mo1V1材料58~62HRC鑲嵌到下推板（45鋼）上。確保φ38mm圓片能夠順利落料，可以在下推板下安裝導料筒，也可以將下固定板設計成上大下小漏斗狀（見圖2）。

（5）卸料。

定子沖片復合模共有推板、卸料板（見圖6）和下推板3種。

圖6 推板、卸料板

a.推板作用為：脫料、壓料保護凸模、導正凸模等作用，與凹模和凸模單邊間隙0.05mm。

b.卸料板主要作用為：脫外形廢料。推板和卸料板由于外形內孔差不多，為了節(jié)約成本一般都是鑲套加工得到（見圖6），加工時首先保證推板的尺寸。

由于使用了伺服偏擺送料機送料，在卸料板上需要放置一個支撐板，所以設計一個4mm臺階。

c.下推板和推板外形內孔差不多，但是下推板中心需要鑲嵌φ38工藝孔凹模，所以要求下推板厚為35mm，與凸凹模的定子內圓配合間隙單邊為0.01mm；定子槽型配合間隙單邊為0.05mm。既保證了工藝孔的同軸度又方便裝配。

為保證下推板的高度一致和強度，采用等高套、螺釘與彈頂器夾板直接連接。

（6）彈頂器。

彈頂器的兩塊夾板厚度需在20mm以上，滿足剛性強度。40mm以上橡皮保證彈性量。3~4個M16mm以上螺釘連接。

3.2 轉子沖片復合模

根據轉子沖片形狀，確定模具采用正裝復合模結構，如圖7所示，凸凹模在上，凹模和凸模在下。

圖7 轉子沖片復合模結構

設計結構時需注意點如下：

（1）凸模。

軸孔、通風槽、鉚釘孔和磁鋼槽凸模與下固定板采用單邊間隙0.0025mm，有空間布置螺釘?shù)耐鼓南履Ｗ潭?，否則使用厭氧膠與下固定板固定。

（2）定位釘。

定位釘（見圖8）采用Cr12Mo1V1材料，熱處理50~55HRC，φ38mm與第一道工序的工藝孔φ38mm配雙邊間隙0.01mm。

圖8 定位釘

（3）推桿。

推桿（見圖9）材料選用不銹鋼，與凸凹模單邊間隙0.05mm，與上固定板和上模座單邊間隙0.25mm，裝配時高出凸凹模3mm，底部加工成網狀，避免吸附廢料。

軸孔和通風孔推桿為了節(jié)約成本，厚選用30mm，其余長度使用等高套和螺釘進行懸掛固定。

轉子沖片兩個磁鋼槽最小距離只有1.5mm，為了提高上固定板（見圖10）和上模座強度，將磁鋼槽推桿上半取消一部分，加工一個4×4mm方腔（見圖9）使用懸掛方銷進行懸掛固定。

圖9 軸孔推桿 通風孔推桿 磁鋼槽推桿 鉚釘孔推桿

圖10 上固定板

4 結論

定、轉子復合模總體結構沒有發(fā)生大的變化，主要是根據新的送料機構和客戶的工藝要求進行了針對性的改動。改動后復合模結構和使用狀態(tài)得到客戶肯定，已復制該結構模具幾十套。