單缸油壓機下實現“定子鐵芯扣片滾壓工裝”的設計與應用

摘要本文簡述了一種在單缸油壓機下使用的定子鐵芯扣片滾壓工裝的結構，說明了工裝的使用方法，并就其使用效果進行了小結。

中圖分類號:TM3文獻標識碼:A

0 引言

在中小型電機的制造工藝中，定子鐵芯壓裝是一個勞動強度大，質量穩定性難以保證但又非常關鍵的一道工序，其質量的好環直接影響到電機的性能和質量穩定性。特別是在多品種、小批量的電機生產企業中，一般都沒有“電機定子鐵芯疊壓扣片機”進行鐵芯疊壓的專用設備，大多采用在標準單缸油壓機上進行疊壓，用手錘敲打扣片使其展開，工藝過程中往往有扣片高出鐵芯，而且鐵芯經常被手錘擊傷，成為影響產品質量的一道關鍵工序。

本文介紹定子鐵芯制作中一種新型工裝，本工裝巧妙的設計可與單缸油壓機配合使用，完成電機定子鐵芯疊壓扣片機的功能，靈活完成對定子鐵芯疊壓和對扣片的滾壓過程，特別適合多品種、小批量的電機生產。

1 工裝的組成

本工裝外形見圖1左側照片，由兩大部件組成，即定子疊壓模(如圖2)和扣片滾壓裝置(如圖3)。圖1右側照片為定子鐵心照片。

1.1 定子疊壓模的組成

定子疊壓模與一般的疊壓模大體相似，但有如下幾個特點:

(1)主軸(序18)過盈壓入下墊板(序1)中，并保證主軸與下墊板上下平面相互垂直，工裝零件都以主軸與下墊板上平面為定位基準，從而控制住工裝在X、Y、Z方向的定位精度，保證了鐵芯疊壓后的同心度、垂直度。(2)當單缸油壓機壓緊內錐頂面產生軸向力時，沖片受內、外圓錐形成的徑向力漲開后，用鎖緊螺母(序10)將內錐鎖定以保持外錐張力(相當一個油缸仍在工作)。此時油壓機解除壓力，工裝退出機外進行下一步操作。(3)當單缸油壓機壓緊壓筒(序14)達到規定疊壓力后，打入鎖緊斜鐵(序12)以保持鐵芯的疊壓力(相當另一個油缸仍在工件)。油壓機解除壓力后可對滾壓裝置施壓。(4)增加了圓柱形壓縮彈簧(序3)，其作用是在鎖緊螺母(序10)用勾形扳手松開后，靠其彈力頂出外錐體，外錐體與定子鐵芯松開，從而吊出定子鐵芯。(5)半圓蓋(序8)和鎖緊螺母組合起來，在彈簧彈力不夠時，用扳手將鎖緊螺母旋出，即可用機械力將外錐體帶出，外錐體與定子鐵芯松開，從而吊出定子鐵芯。(6)內錐體因為有三瓣，定位銷(序16)用于將裝有定位鍵的外錐體相對于下墊板進行定位。而定位鍵(序15)用于將定子沖片在圓周方向上定位。

圖2 定子疊壓模

1—下墊板;2—槽樣棒;3—圓柱壓縮彈簧;4—外錐體;5—內錐體;6—定子鐵芯;7—上墊板;8—半圓蓋;9—內六角圓柱頭螺釘M6€?2;10—鎖緊螺母;11—壓蓋;12—鎖緊斜鐵;13—吊環螺釘M16;14—壓筒;15—定位鍵;16—定位銷;17—鍵;18—主軸。

1.2 滾壓裝置的組成

滾壓過程中滾壓架(序9)的定位依賴于三根導柱(序14)。導柱通過過盈配合牢固固定在底座(序1)上，滾壓架內嵌有滾動導套(序18)，它們與導柱通過鋼球保持圈(序19)中的鋼球實現相對滑動。定子扣片的展開由滾輪(序11:滾動軸承)自上而下滾動完成，滾輪通過軸(序10)固定在滾輪支撐架上，而滾輪支撐架可在滾壓架(序9)的槽內自由滑動，滾輪支撐架上裝有圓柱銷(序7)，滾壓架上設計了安放壓縮彈簧(序21)的槽，通過彈簧對圓柱銷的彈力，滾輪支撐架及安裝在其上的滾輪始終受一向外的徑向力。

滾輪支撐架外面有調節環(序4)，調節環上裝有調整螺釘(序5)，調整螺釘通過調節環上的螺紋可對滾輪支撐架的徑向位置進行調整，并用鎖緊螺母(序6)鎖定。如圖3 b)所示，只要調節環相對于滾動架逆時針旋轉一定角度，使緊定螺釘頂到滾輪支撐架較高的臺面，就可使滾輪支撐架向內滑動一段距離，幾個滾輪外表面形成較小的圓，就可進行滾壓。當調節環順時針旋轉使緊釘螺釘頂到滾輪支撐架較低平面上時，由于彈簧的彈力，軸承外面形成的圓最大，整個滾壓架就可以從定子鐵芯下側由油壓機通過工裝帶回定子鐵芯上側進行下一個定子扣片的滾壓。

a) 滾壓裝置整體

1—底座;2—調整座;3—下固定板;4—調節環;5—調整螺釘;6—鎖緊螺母;7—圓柱銷;8—滾輪支撐架;9—滾壓架;10—軸;11—滾動軸承;12—加強套;13—滾壓筒;14—導柱;15—蓋板;16—十字槽沉頭螺釘;17—手柄;18—滾動導套;19—鋼球保持圈;20—圓柱壓縮彈簧。

b) 滾壓調整部分

圖3扣片滾壓裝置

2 工裝的使用

工裝的使用步驟如下:

(1)上一個定子鐵芯滾壓完成，定子鐵芯吊走后，滾壓裝置處在調整座部位。這時可以裝上壓圈、端板和定子沖片進行疊壓，定子沖片的定位通過漲形內錐體上的定位鍵對準同一位置的沖片槽口進行扣片槽定位，通過三根槽樣棒進行槽形定位。(2)用勾形扳手鎖緊鎖緊螺母，使漲形模漲開。若漲力不夠可在外錐頂部施壓，然后再鎖緊鎖緊螺母。(3)通過上墊板、壓蓋、壓筒，油壓機對定子沖片施壓，測量定子鐵芯長度。如果長度不合要求，可松開油壓機和鎖壓螺母，適量增減片;如果定子鐵芯長度滿足要求則將鎖緊斜鐵插進主軸內并打緊，以保證定子沖片間的壓力，同時油壓機可進行滾壓作業。(4)將滾壓部分中的調整環順時針轉到位，將滾輪縮回滾壓架內，通過工裝由油缸將滾壓部分帶起，再將調整環逆時針轉到位，伸出滾輪。(5)在滾壓架上放上滾壓筒，由油壓機向下施壓，滾輪壓過扣片，完成扣片滾壓過程。

3 工裝的使用效果及工藝過程分析

3.1 工裝使用效果

通過三年使用，兩種滾壓工裝已滾壓定子幾千臺，在以下兩方面取得了良好的使用效果。

3.1.1在勞動強度方面

(1)不再用手錘敲打扣片，較以前工藝傷不到作業員工的手部、肘部和頭部;(2)操作者油壓機地坑中作業時間縮短，不易沾到油壓機的油污，工作環境得到一定改善;(3)不需要彎腰及錘打作業，扣片一次滾壓完成，降低了勞動強度;(4)作業時間和以前工藝相當，滾壓工藝中準備時間較以前要長，但滾壓扣片時間較錘打扣片要短得多。

3.1.2 在疊壓質量方面

(1)槽形質量非常好，疊壓后的鐵芯不需要銼槽，用通槽棒檢查時非常容易通過;(2)鐵芯圓柱面與端面的垂直度更易保證，滾壓過程中能進行一定的導正，到現在為止沒一次因垂直度達不到要求的現象;(3)很多尺寸可以由工裝進行校證，如鐵芯外圓，槽形底徑尺寸;(4)鐵芯表面無錘跡，扣片滾壓后無高低不平現象，產品表面質量好。

3.2 工藝過程分析

手工操作中，因為作業環境(如作業時手錘空間不夠，受油壓機導柱及作業平臺的限制)及作業員工自身條件(如高矮不一、體力差異、習慣不同)的限制，每個操作者的站勢、用力不一樣，加上同一片沖片被錘打的時間、位置的不同步，對定子鐵芯的槽形及三圓的尺寸產生一定影響，特別是疊壓力不足時更加顯著。

滾壓工藝中，滾壓時同時自上向下對同一鐵芯沖片或很臨近的幾片沖片從幾個方向進行擠壓，克服了以上缺點，保證了鐵芯的圓度和垂直度。而滾壓過程為垂直向下，整個過程有導柱定位，保證了槽形與沖片的垂直度。

4 結語

(1) 本工裝特別適用只有單缸油壓機，又想對定子鐵芯扣片進行滾壓加工的企業。(2)工裝可以替代“電機定子鐵芯疊壓扣片機”的功能，對多品種、小批量電機生產很有利，轉產輔助時間極短。(3)使用本工裝定子鐵芯疊壓質量顯著提高。

參考文獻

[1]龔垌.電機制造工藝學.北京:機械工業出版社，1982.

[2]方日杰.電機制造工藝學.北京:機械工業出版社，1993.