電機定、轉子鐵心自動疊裝模設計

1、電機定、轉子鐵心自動疊裝模設計1.引言鐵心是電機、變壓器等產品的重要零件之一，一般由導磁率高、低損耗的硅鋼片制成，為了減少損耗，在鐵心軸線方向上由厚度為0.35mm 或0.5mm的硅鋼片組成。因此，一臺產品的鐵心可由幾片至幾百片硅鋼片組成；鐵心沖片的生產用量非常大，同時，對鐵心的質量要求也很高。鐵心疊裝后要緊密，疊壓力要求在100-150N，鐵心疊裝質量的好壞將直接關系到產品的性能。隨著模具技術的發(fā)展，鐵心沖片的加工由單沖模、復合模的沖裁，發(fā)展到用高速級進模沖裁。模具的結構形式從單列散片級進沖模，發(fā)展到雙列、三列等多列自動疊片高速級進沖模。沖裁速度可達280-400次/min ，模具一次刃磨壽

2、命在300萬次以上，模具總壽命高達億次以上。鐵心疊裝技術已由傳統(tǒng)的手工理片，發(fā)展到自動疊片技術。它去除了人工理片、加壓、鉚釘或螺釘聯(lián)接、氬弧焊等工藝，使沖片在副模具中完成沖片疊裝工藝。大大減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產效率，保證鐵心沖片的疊裝質量。自動疊片技術現(xiàn)已廣泛應用于電機定、轉子沖片鐵心，變壓器沖片鐵心等產品中。2.鐵心自動疊裝技術鐵心自動疊裝是在1副多工位級進沖模中實現(xiàn)。疊裝的原理是采用按扣的原理，通常由2次沖壓來完成沖片的疊裝。沖裁時，先在條料上沖制出凸起，然后在落料的同時，后一沖片的凸起下部在鉚緊凸模向下運動的沖壓力作用下，扣入前一沖片凸起上部，即疊壓。為使鐵心能完成疊裝并承

3、受一定的疊壓力，鉚合的上部壓力來自落料凸模，下部支撐力則來自落料凹模下面的收緊套，利用落料沖片回彈造成的沖片外緣與收緊套內壁產生的擠壓摩擦力，使沖片與沖片緊密地扣接在一起完成疊裝鉚緊。另有種下部的支撐力來之于沖床墊板下部的液壓缸。沖裁過程中，液壓缸上的托盤隨著疊片的不斷增高而逐步下移，當疊片達到設定片數時，液壓缸驅動托盤迅速下降到與沖床墊板等高，模具下的橫向氣缸開始工作，將產品推出模外，然后復位，即完成一個工作循環(huán)。3.鐵心疊裝形式（1）直鉚接。沖片與沖片間的平面投影相互重合，這樣的疊合稱為直鉚接。電機定子沖片都為直鉚接。（2）扭斜鉚接。沖片與沖片間的平面投影相互繞中心轉一角度，即有一定角度的

4、旋轉位移差，這樣的疊合稱為扭斜鉚接。交流電機的轉子鐵心為改變產品性能一般均采用扭斜鉚接。扭斜鉚接的原理是：沖床每工作一個行程，落料凹模與收緊套帶動落料沖片扭斜（旋轉）一角度，沖片沖下后，前后2片產生一定的旋轉位移后鉚接，使鐵心由首片到末片旋轉成一定的角度。落料凹模的旋轉是由蝸桿、蝸輪帶動完成的，如圖1所示。旋轉角度的控制有機械撥桿式和步進電機式2種傳動方式。機械撥桿方式是通過上模在與下模沖裁過程中的運動，帶動撥桿往復運動，撥桿上安裝有單向軸承（超越離合器）帶動齒輪作單向旋轉，從而達到撥桿帶動蝸輪、蝸桿轉動，把模具的上、下運動轉變?yōu)檗D子下模的旋轉運動，旋轉角度的大小可通過調節(jié)拉桿支點的位置來達到

5、，如圖2所示。步進電機方式是根據高速沖床的沖次確定步進電機觸發(fā)信號的頻率，根據脈沖電源發(fā)出的脈沖數確定步進電機的旋轉角度。圖1 落料扭斜機構1.模座 2.旋轉套 3.轉子落料下模 4.收緊套 5.柄絲 6.滾針 7.螺釘 8.軸承外套 9.推力軸承 10.蝸輪 11.蝸桿 12.模座圖2 機械撥桿機構1.撥桿調節(jié)固定座 2.上模座 3.拉桿 4.下模座 5.撥桿 6.向心軸承7.大齒輪 8.單向向心軸 9.小齒輪（3）回轉鉚接。硅鋼片的磁性能，在不同的扎制方向有差異，為消除這些差異和彌補由材料厚度帶來的鐵心高度不均，高質量的定、轉子鐵心要求疊片間相互回轉一個大角度（60、90、120 、180

6、），稱為回轉鉚接?；剞D的角度要求很嚴格，回轉后的沖片，其槽形平面投影必須重合（回轉直疊）或相互轉過一相同小角（回轉扭疊），旋轉角度稍有偏差，刃口就會產生啃壞。因此，在上模上需增加一個回轉不到位定位檢測銷，在回轉的下模旋轉套上按所需回轉的角度增加定位孔，當旋轉套回轉不到位時，發(fā)出信號，沖床停止工作，這時應對回轉機構進行轉動角度的調整。疊鉚與扭斜是電機定、轉子鐵心自動疊裝模的關鍵所在，它不僅關系到模具所沖產品質量的好壞，同時對提高生產效率和電機的性能都有很大的影響。4.疊壓點的幾何形狀、分布及沖壓深度常見的疊壓點（鉚扣）幾何形狀有V形、圓形、長方形、長弧形等，如圖3所示，每一種形式其端面形狀又可分

7、為柱形、V形、圓弧形等。柱形、V形一般用于沖片直鉚接， 形鉚扣凸模如圖4所示，圖4（a）、(b) 轉子扭斜計數、拉形鉚緊用凸模,圖4(c) 、(d)定子計數、鉚緊用凸模。圓弧形一般用于扭斜鉚接，如圖5所示。疊壓點的分布一般以均勻分布為好，轉子沖片一般設置3-5個疊壓點，設置在槽孔與軸孔之間。定子沖片一般設置6-12個疊壓點，設置在沖片的軛部。具體部位根據沖片形狀、尺寸產品的技術要求而設定，但疊壓點不宜過多，否則會給模具制造帶來困難。沖壓深度關系到鐵心疊裝的質量，沖壓深度過淺，鐵心疊裝易松動，出現(xiàn)散片。沖壓深度過深，疊壓點連接強度降低，沖片出現(xiàn)變形，嚴重時會出現(xiàn)卡?，F(xiàn)象。沖壓深度的控制可通過調整

8、合模深度來控制，通過觀察沖床滑塊顯示器，微調模具中的上、下限位柱間隙即可達到。對于圓形疊壓點，拉形壓入條料的深度應控制在70%的條料厚度；對于V形疊壓點，拉形壓入條料的深度應控制在150%的條料厚度。不論采用何種形狀的疊壓點，計數分臺最后一片均需將疊鉚處沖通。圖3 疊壓點幾何形狀圖4 V形鉚扣凸模圖5 扭斜疊片5.鐵心疊裝分臺的實現(xiàn)為了實現(xiàn)多工位高速級進沖模的優(yōu)點，就必須使它能對沖出的片子自動分臺，如圖6所示，并使1副模具沖裁不同規(guī)格的軸孔，甚至達到沖裁不同形狀的轉子槽形，要達到以上目的，則由活動拉板來完成。當沖片疊鉚到技術規(guī)定的沖片數時，通過機床的電控制柜發(fā)出的電信號傳到模具電磁鐵上或氣缸上

9、，使電磁鐵或氣缸帶動拉板產生一個位置移動量，將沖片鉚接部位沖通，使沖片與沖片無法鉚接在一起，從而實現(xiàn)鐵心分臺。整個過程都是計數器循環(huán)計數、輸出分臺信號自動完成。圖6 分臺結構1.卸料板 2.分臺凸模 3.凸模固定板 4.分臺凸模 5.導向板6.墊板 7.活動拉板8.氣缸 9.上模座6.模具設計要點電機定、轉子片級進模零件的精度要求高，形狀復雜，模具的結構設計和加工制造都有一定的難度。模具制造后，如果試模失敗很難修改。因此在設計時各種問題都應考慮周全，在結構上應考慮如果試模時出現(xiàn)問題將如何進行修改。（1）條料的寬度許用公差應控制在A-0.05-0.15mm，寬度尺寸的平行度應控制在0.1mm/1

10、000nm以內，條料毛刺高度應小于0.1mm 。（2）條料導向件寬度應比條料寬0.1-0.2mm，導向件可采用導料板或浮升導料銷導料，如圖7、8所示。采用導料板導向時，抬料銷抬起料后應保證與導料板掛臺上部有（0.5-2）t的間隙。采用浮升抬料銷導料時，凹槽高度應保證在（5-6）t的高度。頂料銷頂起條料應高出下模面2-3mm，在送料方向上將頂料銷做成斜面并低于下模面，以有利于條料的準確送進。頂料銷過高易造成條料下垂，過低易造成條料與模面摩擦。圖7 導料板導料1.下模座 2.固定板 3.條料 4.抬料銷 5.導料板 圖8 浮升導料銷導料1.下模座 2.下模固定板 3.條料 4.抬料銷 5.浮升導料

11、銷 （3）在拉深工位（第1次在條料上沖制出凸起部位）下模應設有成形頂件器，以便將沖壓成形的凸起部分迅速、可靠地從下模孔中頂出，不影響送料。（4）排樣時應考慮設置導正孔（定位孔），導正孔至少設2排，并設在2個步距中間（即導正孔間距等于步距），搭邊尺寸應適當放大，以加強搭邊的強度或借用沖片現(xiàn)有的孔作為導正孔。（5）在導正銷中應至少設定一組作為送料不到位檢測銷。（6）導正銷導正部位的長度高出導向板模面的長度應小于條料厚度t，以有利于導正銷導向后迅速將條料從導正銷中卸出。（7）盡可能減少工位數目，避免累積定位誤差，影響制件精度。（8）小凸模在首次沖裁時，必須沖全孔，以防細小凸模早期損壞或變鈍。（9）沖孔時，如果孔距太近，應分在幾個工位上沖出或在其中增加空工位，以解決模具強度和要求。（10）應盡可能使模具壓力中心與壓力機的壓力中心相一致，如偏差太大，可通過調整工位、增加空工位等方法進行調整。（11）在轉子落料工位后，應增加一空工位，便于安裝旋轉裝置。（12）因疊壓點沖壓成形后，不論其