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

        2013-12-23 04:02:40甘永建
        機械工程師 2013年11期
        關(guān)鍵詞:花片沖片沖裁

        甘永建

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

        1 引 言

        國內(nèi)電機行業(yè)普遍采用“一落三”的沖壓工藝制造電機鐵心沖片,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,鐵心繞嵌線壓入機殼后,機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)重影響了電機裝配質(zhì)量。

        2 電機沖片工藝分析

        針對以上提出的問題,我們以Y90-4 電機沖片為例,對沖片的結(jié)構(gòu)和加工工藝進行了分析,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)濟效益。

        3 工藝過程設(shè)計

        通過對電機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.

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