電機定子鐵心硅鋼片的模具設計與制造

李俊

摘 要：文章當中主要是根據電機定子鐵心硅鋼片所包含的特點對其進行研究，重點分析了模具與落料模具如何能更好地進行設計和配裝。同時設計了包含有卸料裝置的精密落料模。在這里還介紹了這種模具的結構構成和模具獨有的特點，詳細分析了在設計當中的思路以及在設計和后期制造當中所應當注意到的問題。

關鍵詞：定子鐵心 電機 硅鋼片 模具的構成

中圖分類號：TG386 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0118-02

電機的設計方式有很多種，但最主要的定子設計只有一種，電機定子當中三部分，第一部分為定子鐵心，第二部分為繞組，第三部分為機座，這三部分鏈接在一起進行組裝才能拼接成為最后的電機定子。而定子鐵心的硅鋼片在使用沖壓后會形成細微的毛刺，這種毛刺會間接地影響到電磁場，降低電機的功率，更嚴重的是還會對設備產生破壞，最終導致設備故障，如何能夠更好地生產設備這就需要我們在模具的設計和制造當中來著手進行考慮。

1 定子鐵心技術要點

（1）首先，對于定子鐵心的沖片尺寸要把握精確，長度、通風槽等設備的尺寸要符合設計規定。

（2）其次，定子鐵心的沖片表面應毫無瑕疵，最好選擇無毛刺的沖片進行組成，而鐵心的重量及各指標都要符合電機安裝要求。

（3）最后，定子鐵心的通同心軸距應當為0.025 mm左右，同時對設備進行壓裝后沖片不應該出現波浪形。定子鐵心的邊緣以及齒部不能有明顯的翹起，整體設計不能有明顯的歪斜，進而保證其中心能夠很好地對稱。

2 明確設計方案初步進行研究

根據上面的分析而得出結論，由于本部件自身的特點和需求量的原因，我們考慮應該采用級進模，這樣能夠提高生產效率。級進模具就是將工件分別沖出若干個槽口以及銷口，待沖出若干個槽口與銷口后將剩余的條料進行沖外形，但級進模具看似便利，但還是有缺點存在的。它的缺點：一是在進行出料與進料的過程當中由于級進模沒有彈頂裝置，非常容易造成在沖料后槽口的齒部回彈[1]。二是由于材料的硬度高，非常容易對凹凸模具產生破壞，減少使用壽命。三是工件的本身對于同心度要求非常高，在采用了級進模設計和沖床后的安裝與制造方面都有很大的困難，同時也不利于保證設計出的工件尺寸符合標準。四是由于工件的自身尺寸比較大，在使用過后有可能超出壓力機的安裝尺寸，對后期的組裝造成不便。所以采用具有彈性的頂料和落料模才能更好地解決其帶來的這些缺點。

3 模具各部位零件的設計

在對模具設計的時候，一般因為工件的尺寸比一般規格的大，所以采用對角推送和彈性頂料的原理去進行設計，這樣能最大程度上避免沖片回彈過程中對設備造成的損害。直接采用單向落料模能夠有效地減少廢棄材料的產生，在保證精度的同時能使模具自身的連接更加緊湊，進一步減少了模具的成本[2]。

同時在對這些主要工件進行設計的時候要考慮每種零部件都使用什么機床進行加工和制造，還要考慮制造后是否耐用以及便于安裝。分析各個模具的樣式以及特點，對每一個不同的零件分批進行設計和組裝，使其組裝效果能夠在最簡單的前提下來完成。

3.1 慎重選擇材料

由于硅鋼片自身材料的原因，硅鋼片自身密度比較大，同時沖裁出來的刃口也比較大，對各部件的性能要求都非常高，耐高溫性強，而硅鋼片的密度要比一般的材料強所以在這里就選擇此類材料。

3.2 凸模與凹模的設計

在設計當中凸模可以直接用慢走絲線的方式對其材料進行切割，直接加工成凸模。并在此基礎上用稍釘進行定位，一般使用6～8個左右螺釘牢牢固定在墊板之中，凸模長度設計正常為卸料板自身的長度和橡膠加起來的總和再減去凸模凹入卸料板的1 mm為基準，而高度通常為50～60 mm，以這套模具的凹模為基準對凸模進行后期的配做。在凹模當中利用整體的凹模對凹孔利用慢走絲線這種切割方式進行切割和加工。待兩種模具都設計完成后按數據測算結果，依次進行安裝，安裝中通常將壓力中心與模柄中心相互重合。

3.3 對定位的零部件進行設計

定位零部件的設計與基礎設計相同，都是采用導尺作為依據，材料之間的變化也沒有太多的改變，預留出0.1 mm即可，在使用螺釘將導尺平穩地固定在凹模當中。利用T10A的鋼密度大的特性對其進行制作，而在熱處理當中強度應保持在HRC50-60左右。縱向擋銷仍然留出3個檔銷的位置。

3.4 對于卸料裝置的設計方式

在對定子鐵心片進行沖裁以后大多數的工件都為封閉式曲線，這樣非常容易在沖裁后使槽口慢性回彈甚至變形，其中特別是上文當中提到的齒部和外形翹起以引起設備故障，所以在對卸料裝置進行設計的時候必須選擇彈性卸料和彈性頂料的裝置[3]。一般在設計當中彈性頂料裝置都是安裝在下模的。這樣造成的結果就是，若是將橡膠放在凹模當中，會使凹模的模具厚度不斷地增大，這樣就會大大地加大投入的力度和模具的研究設計時間。為了節省時間，將橡膠從內部移動到模具的外部，為了在達到一定壽命后便于更換，將其放在固定板下方。彈性頂料板的厚度通常為25 mm以內，材料的熱處理硬度選擇HRC43～47左右，鋼種則不可以再使用T10A種鋼了，應該選擇45#鋼來使用。

在對頂料板安裝過后對卸料板進行初步的研究，在進過研究發現卸料板使用厚度為30 mm的厚度最為標準，材料的熱硬度仍然是選擇HRC43-47左右，鋼種也用45#來代替普通鋼。

3.5 對墊板進行材料選擇和組裝

在設計的結尾當中，在上墊板當中安裝凸模，凸模的厚度一般選擇30 mm左右。下墊板對凹模起到了一個支撐的作用，厚度一般選擇25 mm。墊板與頂料和卸料板材料一樣。都選用45#鋼以及熱處理硬度為HRC43～47的材料。這些步驟都完成后即可對整體的設備進行安裝和調試了。

4 模具最重要的一點

此論文進行沖裁的是對硅鋼片，所以這對外形和尺寸都有了很高的要求。在對其沖裁后不能有毛刺的存在，這就給整個設計帶來很大的難題。首先要考慮的是在對凸模與凹模設計和制造當中盡可能地讓二者使用一臺線切割機床。可以使用慢走絲多修兩次，盡量做到在制成成品的尺寸與表面的粗糙度符合設計所需，設計過程當中減少機床所帶來的影響，方便后期模具的安裝與調配。而最重要的是凸模與凹模在安裝過后二者之間的縫隙必須均勻。否則就會產生毛刺的存在。所以在安裝過程當中應先進行下模的安裝，待下模安裝好后對凸模進行調節，使凹凸模之間的縫隙均勻無誤差后再對上模進行安裝。減少復裝次數以免對模具造成損害。

5 結語

通過該方式設計的模具經后期檢查符合設計理念，設計結構緊湊，同時既節省了材料、生產效率也得到了顯著的提高。經檢驗后設備在期維護以及設備調整方便有著顯著的效果，生產大規模的定子鐵心即便模具磨損了也非常容易進行更換，適合大范圍的生產。而利用此模具生產出來的定子鐵心硅鋼片在外形結構、尺寸重量當中完全符合現代所需的標準，在生產過后基本無毛刺或變形發生。所以此種方式可行。

參考文獻

[1] 黃豪杰，吳波，曹建樹，等.電機定子硅鋼片沖壓模具設計及ANSYS有限元應力分析[J].模具技術，2015（1）：40-46.

[2] 王旭.蘇聯對硅鋼片硬質合金沖模壽命的探索[J].電機技術，1983（2）：36.

[3] 陳國強.電機鐵心定、轉子片復合沖壓工藝及模具設計[J].中小型電機，1999（1）：44-45.