一種鉚壓式斜槽鐵心制造的新工藝及新裝置

王　菁

(湘潭電機(jī)股份有限公司 特電研究所，湖南 湘潭 411101)

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一種鉚壓式斜槽鐵心制造的新工藝及新裝置

王菁

(湘潭電機(jī)股份有限公司 特電研究所，湖南 湘潭 411101)

對于鉚壓式斜槽鐵心的制造，現(xiàn)有的2種制造工藝存在不同的問題：一種須采用高精度分度的沖床沖制沖片，對設(shè)備要求高，生產(chǎn)費(fèi)用高，并對沖片的排放、疊壓的次序要求極高，操作不便；另一種雖采用普通沖床沖制沖片，但鉚壓成型的斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向斜線，導(dǎo)致斜槽鐵心的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易歪斜，質(zhì)量不可靠，影響了電機(jī)的電氣性能。經(jīng)工藝改進(jìn)，研制出了一種全新的鉚壓式斜槽轉(zhuǎn)子鐵心制造的工藝及裝置。該方案采用普通沖床沖制沖片，降低了生產(chǎn)成本；操作簡單、方便，生產(chǎn)效率高；且鉚壓成型的斜槽轉(zhuǎn)子鐵心的鉚釘孔整體加工呈軸向直線，使鉚壓式斜槽轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，確保了電機(jī)的電氣性能。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明，效果良好。

鉚壓式斜槽鐵心；制造；改進(jìn)

轉(zhuǎn)子鐵心是電機(jī)中的重要部件，鉚壓式斜槽轉(zhuǎn)子鐵心是轉(zhuǎn)子鐵心的一種結(jié)構(gòu)形式。

對于鉚壓式斜槽鐵心的制造，現(xiàn)有的2種常規(guī)制造工藝存在不同的問題：一種須采用高精度分度的沖床沖制沖片，對設(shè)備要求高，生產(chǎn)費(fèi)用高，而且對沖制后的沖片的排放、疊壓的次序要求極高，操作不便；另一種雖采用普通沖床沖制鐵心沖片，但最終鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向斜線，從而使鉚壓成型的斜槽鐵心結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易歪斜，質(zhì)量不可靠，并影響電機(jī)的電氣性能[1-3]。

湘潭電機(jī)股份有限公司對鉚壓式斜槽鐵心的制造工藝和裝置進(jìn)行了研究和改進(jìn)。

1　改進(jìn)前的制造工藝和裝置

1.1改進(jìn)前的制造工藝及存在的問題

改進(jìn)前鉚壓式斜槽鐵心的制造工藝有2種：1)采用普通沖床沖制鐵心沖片；2)采用高精度分度的沖床沖制沖片。

1)工藝1的制造步驟為：a.采用普通沖床，沖制鐵心沖片完全成型，包括鐵心槽、鉚釘孔等沖片的全部要素，沖制出的每一片沖片完全一致；b.采用常規(guī)的鉚壓模，導(dǎo)斜、疊壓；c.鐵心保持在常規(guī)的鉚壓模中，裝鉚釘，鉚壓成型；d.退出常規(guī)的鉚壓模，得到鉚釘孔呈軸向斜線的鉚壓式斜槽鐵心。按照工藝1進(jìn)行制造，最終鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向斜線，即鉚釘孔的軸線與鉚壓式斜槽鐵心的軸心存在一定夾角。由此導(dǎo)致成型后的鉚壓式斜槽鐵心出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易歪斜，及鐵心易產(chǎn)生錯(cuò)片、槽型不整齊等問題，影響下工序電機(jī)嵌線及電機(jī)的電氣性能。

2)工藝2的制造步驟為：a.采用高精度分度沖床，沖制鐵心沖片完全成型，包括鐵心槽、鉚釘孔等沖片的全部要素，但沖制出的每一片沖片都不相同，而是鐵心槽與鉚釘孔之間的夾角每一片沖片之間均需逐漸偏轉(zhuǎn)一定角度；b.采用集片裝置進(jìn)行集片，將沖片嚴(yán)格按沖制的次序編號排列、放置；c.采用常規(guī)的鉚壓模導(dǎo)斜疊壓，將沖片嚴(yán)格按沖制的次序疊放并壓緊；d.鐵心保持在常規(guī)的鉚壓模中，裝鉚釘，鉚壓成型；e.退出常規(guī)的鉚壓模，得到鉚釘孔呈軸向直線的鉚壓式斜槽鐵心。按照工藝2進(jìn)行制造，最終鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向直線。由于對沖片的沖制設(shè)備要求極高，使生產(chǎn)費(fèi)用大大提高；同時(shí)，對沖制后的沖片的排放、疊壓的次序要求極高，否則將導(dǎo)致鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鐵心槽出現(xiàn)片間“凸片”現(xiàn)象，影響下工序電機(jī)嵌線，且存在質(zhì)量隱患，影響電機(jī)的電氣性能。

1.2改進(jìn)前的制造工裝及存在的問題

改進(jìn)前，鉚壓式斜槽鐵心的制造工裝為常規(guī)的鉚壓模，一般僅包括下壓板、上壓板、鉚壓心軸、導(dǎo)斜鍵、壓緊螺栓和鉚釘?shù)你T壓頭。鉚壓式斜槽鐵心的鉚壓模結(jié)構(gòu)簡單，且僅具有鐵心斜疊、鉚壓等2種功能[4-6]。

2　改進(jìn)后的新制造工藝和裝置

為克服上述缺陷，研究了一種操作方便，經(jīng)濟(jì)、可靠，僅采用普通沖床沖制斜槽鐵心沖片、并能使鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向直線的一種新的鉚壓式斜槽鐵心制造方法，及新式疊鉆鉚一體式鉚壓裝置。

2.1新工藝

改進(jìn)后，采用一種新的鉚壓式斜槽鐵心制造方法，包括能將斜槽鐵心的斜疊、鐵心軸向直線式鉚釘孔的整體加工和鐵心鉚壓成型集于一體的新一體式鉚壓裝置，其制造步驟如下(以鉚壓式斜槽轉(zhuǎn)子鐵心為例)。

1)采用普通沖床沖制鐵心沖片。僅沖制沖片的外型、槽孔，而沖片的鉚釘孔、通風(fēng)孔不沖制。沖制出的每一片沖片完全一致。轉(zhuǎn)子鉚壓式斜槽鐵心在疊壓前的轉(zhuǎn)子鐵心沖片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1　轉(zhuǎn)子鐵心沖片的結(jié)構(gòu)示意圖

2)采用新的一體式鉚壓裝置，導(dǎo)斜、疊壓無鉚釘孔、無通風(fēng)孔的沖片，并壓緊。轉(zhuǎn)子鉚壓式斜槽鐵心的新一體式鉚壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2　　　　新一體式鉚壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3)鐵心保持在新一體式鉚壓裝置中，將固定疊壓在一起的斜槽鐵心沖片整體加工出軸向直線的鉚釘孔、通風(fēng)孔(設(shè)備為鉆床、鏜床、銑床和線切割機(jī)等)。轉(zhuǎn)子鉚壓式斜槽鐵心在新一體式鉚壓裝置中鉆鉚釘孔的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3　鉆鉚釘孔的結(jié)構(gòu)示意圖

4)鐵心保持在新一體式鉚壓裝置中，拆除上壓板的鉆套，并加裝下壓板；裝鉚釘，將斜槽鐵心鉚壓成型。轉(zhuǎn)子鉚壓式斜槽鐵心在新一體式鉚壓裝置中鉚壓的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

5)鐵心保持在新一體式鉚壓裝置中，拆除鉚壓主體，整體加工出鐵心軸孔的軸向直線式鍵槽(設(shè)備為插床、線切割機(jī))。

6)退出新一體式鉚壓裝置，即得到鉚釘孔、通風(fēng)孔都呈軸向直線的鉚壓式斜槽鐵心。采用該種鉚壓式斜槽鐵心制造新工藝及新一體式鉚壓裝置制造的轉(zhuǎn)子鉚壓式斜槽鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖4　鉚壓的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5　轉(zhuǎn)子鉚壓式斜槽鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖

2.2新一體式鉚壓裝置

新一體式鉚壓裝置集鐵心斜疊、整體加工出斜槽鐵心的軸向直線式鉚釘孔及通風(fēng)孔、鉚壓成型等3種功能于一體。新一體式鉚壓裝置包括常規(guī)鉚壓裝置的下壓板、上壓板、鉚壓主體、導(dǎo)斜裝置、壓緊螺栓、鉚釘上端鉚壓頭和鉚釘下端鉚壓頭，并新增結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)如下。

1)在上壓板上設(shè)置刀具引導(dǎo)套Ⅰ及其安裝孔Ⅰ。刀具引導(dǎo)套Ⅰ的大小、分布的位置與鐵心鉚釘孔相匹配，并且在下壓板的對應(yīng)位置設(shè)置刀具讓空孔Ⅰ。上壓板的刀具引導(dǎo)套Ⅰ與下壓板的刀具讓空孔Ⅰ呈軸向直線分布。刀具引導(dǎo)套Ⅰ為鉆頭套Ⅰ或鏜銑頭套Ⅰ。刀具引導(dǎo)套Ⅰ可拆、裝，以便于鐵心的軸向直線式鉚釘孔的整體加工及鉚釘?shù)陌惭b。

2)在上壓板上設(shè)置刀具引導(dǎo)套Ⅱ及其安裝孔Ⅱ。刀具引導(dǎo)套Ⅱ的大小、分布的位置與鐵心通風(fēng)孔相匹配，并且在下壓板的對應(yīng)位置設(shè)置刀具讓空孔Ⅱ。上壓板的刀具引導(dǎo)套Ⅱ與下壓板的刀具讓空孔Ⅱ呈軸向直線分布。刀具引導(dǎo)套Ⅱ?yàn)殂@頭套Ⅱ或鏜銑頭套Ⅱ。刀具引導(dǎo)套Ⅱ可拆、裝，以便于鐵心的軸向直線式通風(fēng)孔的整體加工及擴(kuò)孔。

3)為使鉚釘在軸向準(zhǔn)確定位，并方便快捷地放置鉚釘下端鉚壓頭，在下壓板的下方設(shè)置定位板，定位板上設(shè)有與鉚釘數(shù)量、位置相匹配的孔，這些孔的尺寸與鉚釘下端鉚壓頭的端部尺寸相匹配，鉚釘下端鉚壓頭的端部置于定位板的孔內(nèi)。

4)為方便定位板的退出，在定位板上還設(shè)有頂出工藝螺孔。

5)鉚壓主體可拆、裝，以便于鐵心疊壓及鐵心軸孔的軸向直線式鍵槽的整體加工。

2.3改進(jìn)后的操作結(jié)果

改進(jìn)后，采用普通沖床沖制鐵心沖片，并且僅沖制沖片的外型、槽孔，而沖片的鉚釘孔、通風(fēng)孔不沖制；再采用新一體式鉚壓裝置對鐵心沖片進(jìn)行斜疊，并整體加工出斜槽鐵心的軸向直線式鉚釘孔及通風(fēng)孔，最終將鉚壓式斜槽鐵心鉚壓成型。改進(jìn)后，鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向直線，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3　新工藝及新裝置的整體效果

新鉚壓式斜槽鐵心的制造方法及新一體式鉚壓裝置的效果如下。

1)僅采用普通沖床沖制鐵心沖片。由此降低對沖制設(shè)備的要求，節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用。

2)沖制出的每一片沖片完全一致。由此在鐵心疊壓、沖片存放等操作過程中，無需對沖片進(jìn)行排序，從而使操作簡單、方便和生產(chǎn)效率高，并避免因沖片排序而出現(xiàn)鐵心疊壓后的錯(cuò)片、凸片問題，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

3)因?yàn)闆_制時(shí)不包含沖片的鉚釘孔、通風(fēng)孔，因此沖片的沖模結(jié)構(gòu)簡單，制作方便、成本低。

4)由于采用鐵心斜疊壓后，再整體加工出斜槽鐵心的軸向直線式鉚釘孔及通風(fēng)孔，確保最終鉚壓成型的鉚壓式斜槽鐵心的鉚釘孔呈軸向直線，從而保證鉚壓式斜槽鐵心的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，由此避免了鉚壓式斜槽鐵心歪斜及錯(cuò)片、槽型不整齊等問題，很好地保證了產(chǎn)品質(zhì)量，確保了電機(jī)的電氣性能。

5)改進(jìn)后的新一體式鉚壓裝置，集鐵心斜疊、整體加工出斜槽鐵心的軸向直線式鉚釘孔及通風(fēng)孔、鉚壓成型等3種功能于一體，操作方便，并大大降低了加工周期和生產(chǎn)成本。

4　結(jié)語

鉚壓式斜槽鐵心制造新工藝及新一體式鉚壓裝置，將沖片加工、鐵心斜疊、軸向直線式鉚釘孔及通風(fēng)孔整體加工、鉚壓成型等4個(gè)不同的加工范疇有機(jī)地結(jié)合于一體。設(shè)備要求低，操作簡單，方便快捷，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。經(jīng)在某中壓整流發(fā)電機(jī)上實(shí)際應(yīng)用，效果良好，可推廣使用。已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)(專利號：ZL201210466820.0)。

[1] 機(jī)械電子工業(yè)部教育司.電機(jī)鐵心裝配工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

[2] 朱東啟，等.電機(jī)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

[3] 上海電器科學(xué)研究所《中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊》編寫組.中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

[4] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[5] 馮炳堯，等.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

[6] 徐煒炯.模具設(shè)計(jì)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1996.

責(zé)任編輯鄭練

A New Technology and Device for Manufacturing with a Riveting Type Chute Core

WANG Jing

(Xiangtan Electric Manufacturing Co., Ltd., Special Electric Research Institute, Xiangtan 411101, China)

To the manufacture of riveting type chute cores, there are two kinds of existing manufacturing processes with different problems. A punching machine punching punching machine with high precision is required to produce high requirements for equipment and high production cost, and the sequence of the discharge and the pressure of the hedging sheet is extremely required, and the operation is inconvenient. Although the ordinary punch punching is existed, riveting rivet holes of the forming chute core are axially slash, making the chute core structure stable, easy to skew, quality reliable. Through process improvement, develop a new riveting type skewed rotor core manufacturing new technology and new equipment, reduce the equipment requirement, reduce the cost of production. It has the advantage of simple and convenient operation, high production efficiency. And the riveting molding skewed rotor iron core rivet holes of the overall processing is an axial line, effectively ensure the structural stability of the riveting type skewed rotor iron core, and ensure the electrical performance of the motor. The research has been applied, and achieves good results.

riveting type chute core, manufacture, improvement

2016-03-21

TM 305

A

王菁(1969-)，女，碩士，高級工程師，主要從事電機(jī)產(chǎn)品的工藝開發(fā)、研制等工作。