电机定转子成形工艺模具设计探索
发布时间:2019-11-20 13:46

  :文章针对定转子成形工艺展开了探讨,并阐述了模具设计的相关特点,通过生产与应用,模具具有一定设计合理性和运行可靠性,使定转子所具有的精度达到相关的要求,希望对与其相似的零件在模具设计上起到一定的帮助作用。

  近年来,电机在电子信息、航空航天、办公设备和机械制造及应用等方面得到了广泛的使用。而定转子作为电机当中极其重要的构件,其精度上的高低与电机的质量、使用时间和使用性能等有着密切的关系。所以要想使定转子的质量、精度以及生产的效率有所保障,就一定要对其成形的工艺和模具的设计加以改进。

  生产定转子所使用的原材料是冷轧电工钢带,其厚度为0.5毫米,未注公差为GB/T1804-M,零件平面度要小于等于0.1毫米,毛刺的高度要小于等于0.05毫米,如此达到表面光滑,也进行大批量的生产。定转子在电机当中的装配单边间隙精确到了0.542毫米,对于尺寸的精度和同轴度都有着极高的要求。在过去如要生产两个零部件就要设计出两个模具,一个用于生产定子,一个用于生产转子。设计和打造此两个模具都具有很大的难度,且造价昂贵,时间也很长,最主要的是转子的尺寸与装配精度很难得到有效的控制,在很大程度上降低了电机的质量和使用的时间。而在仔细研究并改进了定转子的模具设计之后,达到了使用一个模具生产出两个零部件的目的,在减少模具生产时间的同时也在很大程度上使生产的成本得到了控制,且提升了材料的利用率。定转子的基本特点为:转子含十二个分布均匀的极槽,中间部位直径分别为24毫米与39毫米的孔具有相同轴度;定子的外观形状呈现出不规则的形态,并有着许多个窄槽。对于怎样在一副级进模当中生产出以上两个零部件,使得模具的设计和制造提产生了一定困难。

  排样对于模具的设计起着至关重要的作用,排样设计与模具设计的难度以及是否具有合理性有着直接关系。在定转子的排样设计过程中需要对工位的多少、材料的具体使用率、怎样确保步距、确保零件的形态与尺寸精度、模具的制造与后期维修的困难度以及成本的高低等因素加以综合性的考虑。在对定转子的形成工艺加以分析的基础上,对之前两个模具的排样设计进行了调整与改进,此零部件使用的是单排、套冲(也就是同一条料的内部冲转子,外部冲定子)少废料的多工位级进模排样,使用七个工位对定转子进行冲制,工艺排样的具体方法是先冲转子,接着再冲定子。在计算后得知,条料宽为68毫米(误差在0-0.1毫米之间),步距为56毫米。零部件的生产流程依次是:1)冲导正销孔和转子的内槽;2)冲压转子的中心孔位与定子的两个小孔位;3)转子落料同时对平整度进行校准;4)冲压定子的中心孔位;5)冲压定子两端的槽;6)空位;7)对落料定子的外形进行平整度的校准。在对排样加以分析之后可得知,经过改进的排样不仅在很大程度上提高了原材料的使用率、减少了模具的制造成本,还实现了使用一个模具生产出两个零件的目的。

  改进之后的模具,其设计上的主要特点有:1)整个模具由上下模座使用了四根滚珠式的导柱作为导向,卸料板由六根滑动的小导柱作为导向,具有双导向功能的模架与模板不仅确保了上下模板的导向精度,同时也使凸凹模配合的间隙更加均匀且相对位置准确及模具零件的装配精度。2)零件在实施大批量的生产过程中,条料由自动送料机进行送料。为使条料的步距保持较高的精度,使用七对导正销加以精确的定位,条料在第一个特点环节中为提升材料的使用率,使用最初的弹压挡料销进行定位。条料的导向机构当中使用可以起到导料与顶料作用的六对导料杆作为导向,此结构在送料与抬料上具有较高的平稳性,条料在横向上产生的误差非常小,使零件具有较高的质量。3)模具使用弹压卸料板实施卸料工作,将带套管的卸料螺钉固定于上模座的位置,同时使用了带有螺塞的卸料弹簧对卸料力度进行控制。在冲制的时候废料在下模的漏料孔中落出。卸料板在进行装配的时候使用的是套管安装方式,确保卸料板的高度不会产生差异,使卸料能够更加平稳且极易拆装。4)凸凹模在设计和选料方面与整个模具的可使用时间有着直接关系。所以在保证转子生产数量的同时,为不影响到凸凹模的可使用时间,其使用的原材料为硬质的YG25合金。为使零件的生产成本能够得到有效的控制且提高制造、拆装以及维修的效率,凸模使用了压板进行固定,凹模的结构使用的是镶件的方法。5)零件在被持续冲裁时为避免发生条料误送,防止废品与损坏模具零件的出现并达到连续自动化冲裁的目的,加设了安检装置,也就是误送料的检测销。6)在整个模具的冲裁过程当中,定转子并不是只靠其中的一个工位就可以成形的,过去的模具生产出的零件多数都带有很大的毛刺且平面度也非常的低。为解决这方面问题,加设了收紧的装置,此装置安装于落料凹模的下部位置,生产出的定转子通过收紧装置进行堆积和校平,以此是零件的平整度达到质量要求。7)为避免合模的深度过大,导致零件、凸、凹模和模具造成破损,加设了八个限位块,使之后模具的维修更加快捷。

  可以看出,经过改进调整的定转子模具具有了设计合理性和运行平稳性的优势。本文在此对定转子成形工艺展开了探讨,并阐述了模具设计的相关特点,使定转子所具有的精度达到相关的要求,希望对与其相似的零件在模具设计上起到一定的帮助作用。

  [1]魏高军,高俊宇.电机定转子多工位级进模设计[J].锻压装备与制造技术,2015,50(3).

  [2]汤世松,仲太生,王寅飞等.电机定转子冲压控制系统的设计[J].锻压装备与制造技术,2015,50(5).

  [3]曹翰清,吴冰,王建良.绕线式转子电机定转子参数的分离[J].电机与控制应用,2015,(8).

  翅片模零件