永磁電機(jī)定轉(zhuǎn)子復(fù)合模設(shè)計(jì)

趙東超，陳建軍，魏潤(rùn)芬

（中車永濟(jì)電機(jī)有限公司，山西永濟(jì)044502）

1 定轉(zhuǎn)子沖片介紹

圖1所示為某永磁電機(jī)定、轉(zhuǎn)子沖片，材料為硅鋼片B30AHV1500。定子沖片：內(nèi)、外圓、36個(gè)定子槽型、外圓9個(gè)焊接槽和1個(gè)記號(hào)槽；轉(zhuǎn)子沖片：軸孔及鍵槽、8個(gè)通風(fēng)槽、8個(gè)φ4.1mm鉚釘孔、8組磁鋼槽和不規(guī)則外形。

圖1 定子和轉(zhuǎn)子沖片簡(jiǎn)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(jī)送料，自動(dòng)偏擺送料機(jī)帶動(dòng)硅鋼片前進(jìn)適當(dāng)距離同時(shí)沿前進(jìn)的垂直方向平移適當(dāng)距離，可以使每個(gè)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(jī)需要裁剪硅鋼片卷料，大大提高材料利用率，降低生產(chǎn)成本。

第一道工序：沖定子沖片：內(nèi)、外圓、36個(gè)定子槽型、外圓9個(gè)焊接槽和1個(gè)記號(hào)槽；并在中心沖制φ38mm工藝孔（客戶要求，作用：轉(zhuǎn)子沖制時(shí)定位孔和φ38mm圓片）。

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

3 模具結(jié)構(gòu)

3.1 定子沖片復(fù)合模

根據(jù)客戶沖制時(shí)的送料方式和定子沖片形狀，定子復(fù)合模采用倒裝式結(jié)構(gòu),如圖2所示，凸凹模在下，凹模和凸模在上。

圖2 定子沖片復(fù)合模結(jié)構(gòu)

定子沖片和中間太陽(yáng)花廢料（轉(zhuǎn)子料）采用上打料，機(jī)床接盤自動(dòng)接料。

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)需要的注意點(diǎn)如下：

（1）廢料切刀。

由于定子復(fù)合模采用伺服偏擺送料機(jī)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(zhǎng)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(dǎo)向系統(tǒng)。

a.模架設(shè)計(jì)（見圖4），兩個(gè)后導(dǎo)柱（粗），一個(gè)前導(dǎo)柱（細(xì)），模具安裝好后，沖制前導(dǎo)柱拆下，方便伺服偏擺送料機(jī)運(yùn)動(dòng)。

圖4 上模座

b.由于定子沖片和中間太陽(yáng)花廢料（轉(zhuǎn)子料）采用上打料，機(jī)床接盤自動(dòng)接料，所以上模座相應(yīng)位置設(shè)計(jì)空位。

c.后導(dǎo)柱和下切刀之間距離根據(jù)廢料傳送帶的寬度設(shè)計(jì)。

d.在打料腔增加3-φ30mm凸臺(tái)，提高上模座強(qiáng)度。

（3）凸模。

定子內(nèi)孔和外圓的同軸度為0.04mm，考慮到加工、裝配和調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便性，將定子內(nèi)孔凸模和36個(gè)定子槽凸模分開設(shè)計(jì)。

a.定子槽凸模（見圖5）設(shè)計(jì)時(shí)將圓弧偏移0.015mm（一般取刃口的單邊間隙），避免裝配時(shí)與軸孔凸模干涉。

圖5 定子槽凸模

b.定子沖片是自動(dòng)接料，為了保證轉(zhuǎn)子料（中間太陽(yáng)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(shè)置4個(gè)浮釘防止工藝孔凸模卡料。

（4）工藝孔凸、凹模。

定子沖片工藝要求在中心沖制一個(gè)φ38mm工藝孔，復(fù)合模結(jié)構(gòu)決定了φ38mm工藝孔凹模只能在下推板上，為浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。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(dǎo)料筒，也可以將下固定板設(shè)計(jì)成上大下小漏斗狀（見圖2）。

（5）卸料。

定子沖片復(fù)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(hù)凸模、導(dǎo)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(nèi)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(shí)首先保證推板的尺寸。

由于使用了伺服偏擺送料機(jī)送料，在卸料板上需要放置一個(gè)支撐板，所以設(shè)計(jì)一個(gè)4mm臺(tái)階。

c.下推板和推板外形內(nèi)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(nèi)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(qiáng)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(qiáng)度。40mm以上橡皮保證彈性量。3~4個(gè)M16mm以上螺釘連接。

3.2 轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合模

根據(jù)轉(zhuǎn)子沖片形狀，確定模具采用正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)，如圖7所示，凸凹模在上，凹模和凸模在下。

圖7 轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合模結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)需注意點(diǎn)如下：

（1）凸模。

軸孔、通風(fēng)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ǎ駝t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(shí)高出凸凹模3mm，底部加工成網(wǎng)狀，避免吸附廢料。

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

轉(zhuǎn)子沖片兩個(gè)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(qiáng)度，將磁鋼槽推桿上半取消一部分，加工一個(gè)4×4mm方腔（見圖9）使用懸掛方銷進(jìn)行懸掛固定。

圖9 軸孔推桿 通風(fēng)孔推桿 磁鋼槽推桿 鉚釘孔推桿

圖10 上固定板

4 結(jié)論

定、轉(zhuǎn)子復(fù)合模總體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生大的變化，主要是根據(jù)新的送料機(jī)構(gòu)和客戶的工藝要求進(jìn)行了針對(duì)性的改動(dòng)。改動(dòng)后復(fù)合模結(jié)構(gòu)和使用狀態(tài)得到客戶肯定，已復(fù)制該結(jié)構(gòu)模具幾十套。