一種扣點式疊鉚電機沖片模具結構設計

李艮凱，李賓飛，任銀兵，劉希鋒，陳建軍

（中車永濟電機公司機加事業部，山西永濟 044502）

1 引言

電機定轉子鐵芯沖裁、疊鉚一般都采用級進模一次完成，但是級進模具只適合于小型電機（直徑小于?500mm），對于大直徑的沖片模具外形尺寸超大、重量過重，機床的沖裁噸位過大，無法使用級進模實現鐵芯的自動疊壓。對于大直徑的沖片一般要設計專用的疊壓工裝進行疊壓，同時需要將鐵芯疊壓后焊接一體。其扇形沖片的疊壓最麻煩，工序繁瑣。扇形片由很多片組成一個整圓，一般尺寸都較大，大部分直徑在?2,000mm以上，無法使用級進模完成自動疊壓，通過對沖片技術及使用要求的對比，完全可以借助級進模具的扣點疊壓理念，利用復合沖模進行沖片扣點沖制、疊鉚，達到疊壓的效果。

2 制件及模具

根據圖1所示的制件圖紙要求，材料為65WG600，料厚0.65mm，屬于典型的扇形片結構，對此類沖片的相關技術研究，具有一定的代表性，制件要求毛刺小于0.05mm，結合制件的形狀，為滿足鐵芯的使用環境條件，沖片上設計有118個（4.5×1.2mm）扣點，模具需要同時達到沖裁與疊鉚兩種用途（兩種沖片區別在于扣點形狀不同，一種為方型結構，一種為翻邊結構）。

圖1 兩種沖片結構

2.1 模具結構設計與制造工藝

模具總裝圖如圖2所示。

圖2 模具總裝圖

（1）導向系統。導向系統采用點接觸滾動式導向，由導柱、導套、滾珠3部分組成，采用負間隙配合（過盈配合），對模具的刃口部分是一種保護，可以杜絕非正常模具破壞，延長使用壽命、拆卸快捷。

（2）下模部分。下模與固定板、卸料板同時采用過渡配合（單邊0.005mm），利用內六角螺釘連接，最大限度的增加下模剛度，保證沖裁的穩定性。

（3）上模部分。上模與固定板采用內六角螺釘、定位銷連接，為提高配合精度，銷釘孔采用配加工保證位置度的一致性。配合方式采用過渡配合（單邊0.005mm），扣點凸模采用專用壓板與固定板連接，處于浮動狀態。拆卸比較快捷，維修效率高。同時制造上下限位柱，模具增加限位功能。防止刃口發生碰撞，意外損壞模具。

2.2 刃口、固定板的加工及裝配

模具刃口關鍵零件材料全部采用Cr12Mo1V1，外形及各種孔（槽型除外）加工后，熱處理59～61HRC，再加液氮深冷處理（-200℃±10℃），然后150℃～200℃低溫回火；上固定板、卸料板采用P20材質，穩定性好，沖制過程中導向效果更穩定。

（1）凹模（見圖3）外形尺寸較大740×280mm，厚度僅為30mm，為防止變形，將其分為兩塊，中間60mm為接觸面，其余為0.2mm的間隙，杜絕裝配中發生干涉。扣點型腔的穿絲孔采用高精度穿孔機加工，保證慢走絲加工時順利穿絲及型腔的加工質量；為保證沖制過程中廢料的漏料順暢，防止由于堵料造成模具報廢。凸凹模的沖裁部分為12mm。

圖3 凹模

（2）扣點凸模、鉚點凸模（見圖4），材料同樣為Cr12Mo1V1，粗加工留量后，熱處理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）處理，然后150℃～200℃低溫回火，磨削加工兩個圓，保證兩圓同心，便于慢走絲精加工時基準校正的準確性，兩次加工的位置度一致，線切割型腔形狀（4.5×1.2mm）；為保證組裝精度，利用長直邊作為基準，推板與扣點凸模一起加工，采用過渡配合（單邊間隙0.005mm），保證沖制過程中扣點凸模的穩定性。

圖4 扣點凸模、鉚點凸模

（3）上固定板，如圖5所示，采用P20材料，外形尺寸較大，為防止變形，一分為二，兩塊組裝配合間隙為0.2mm，采用線切割加工凸模固定孔，扣點位置度保證在±0.005mm，與凸模配加工，保證雙邊間隙0～0.01mm。

圖5 上固定板

（4）扣點凸模、疊鉚凸模裝配，由于扣點凸模、疊鉚凸模尺寸較小，剛性不好，與上固定板裝配過程中容易斷裂，制作專用工裝，將扣點凸模、疊鉚凸模與工裝裝配一體，起到保護凸模的作用，利用銅棒輕輕敲擊專用工裝即可完成組裝，完全保證凸模不斷裂。裝配簡單、快捷，裝配機使用方法如圖6所示。

圖6 專用工裝

（5）組裝完成后的扣點模具，整體結構合理，維修快捷高效，實物如圖7所示。

圖7 扣點模具

3 疊鉚模具結構

疊鉚模具結構圖如圖8所示。

圖8 疊鉚模具結構圖

（1）上模、下模。由于疊壓機床壓力為500t，材質都采用Cr12Mo1V1，毛坯外形及孔（槽型除外）粗加工后，熱處理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）處理，然后150℃～200℃低溫回火保證其穩定性。結構如圖9所示。

圖9 上下模結構圖

（2）定位塊1、定位塊2。由于定位塊與沖片接觸，經常磨損，材質都采用Cr12Mo1V1，毛坯外形及孔（槽型除外）粗加工后，熱處理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）處理，然后150℃～200℃保證定位精度，慢走絲機床二次線切割加工，結構如圖10所示。

圖10 定位塊1、定位塊2

（3）定位原理。兩個定位塊1進行側邊定位（左右方向），由于側定位是帶角度定位，所以只需要定位塊2進行上下定位就可以。沖片放置在定位里面，利用500t機床進行疊壓，如圖11所示。

圖11 定位原理示意圖

（4）疊片取出。制造專用取片夾鉗工裝，手松開，將鉗口夾住沖片槽內側，手用力，夾鉗夾住疊片，向上提取就可以輕松取出，方便、快捷。

（5）疊鉚模具實物如圖12所示。

圖12 疊鉚模具實物

4 結束語

該扣點式、疊鉚式復沖模模具結構簡單，操作方便，試制后檢測制件毛刺0.04mm，扣點凸模、疊鉚凸模更換快捷，維修時間短。利用疊鉚模具疊鉚后，鐵芯垂直度、直線度優于圖紙要求。投入成本低、經濟效益高。