電機定子扇形片模具的鑲拼結構設計

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(泰豪沈陽電機有限公司，遼寧沈陽 110026)

0 引言

大中型電機定子扇形片，是由0.5mm厚電工硅鋼片沖制成型，外形為扇形帶齒形狀，由模具一次沖壓成型，槽齒等分度誤差小于0.04mm，尺寸精度8級，沖片毛刺小于0.05mm。

在以往的模具結構設計中，在扇形凸、凹模刃設計上多采用整體結構，該種結構存在下列問題。

(1)扇形凸、凹模刃加工精度極高、模刃材料淬火后的去應力效果良好，才能保證模刃加工變形小，確保尺寸精度，達到凸、凹模刃沖裁間隙均勻、理想要求、且一但加工成型，則凸、凹模刃配合間隙就固定下來，難于改變。

(2)模刃材料使用量大，由于模具模刃材料多為優質模具鋼材，材料價格昂貴，加工費用較高，造成模具造價大幅提高。

(3)整體模刃結構的扇形片模具，在使用中如出現模刃損壞、會使模具維修困難，模刃整體損耗加大、大幅降低模具使用壽命。

針對以上幾點我公司設計并制造新型扇形片模具鑲拼結構，很好地解決了以上問題。并廣泛應用到Y系列電機、防爆電機等多種電機的定子扇形片沖片沖裁上，新結構模具的具體優點將在下面的結構闡述中進一步說明。

1 模具設計

1.1 沖裁間隙的選擇

為了保證沖片毛刺小于0.05mm，考慮到模具壽命、沖片材料特性等因素，查表，確定凸凹?？傞g隙為0.04～0.07mm，退料板與模刃的總間隙0.10～0.15mm。理想的模刃間隙為0.06mm且間隙均勻，在多年的實際生產中，也證實了采用這個間隙是比較經濟合理的。 注：沖裁力和退料力計算方法無特別處，不在此闡述。

1.2 模具結構設計

模具結構采用復式落料模設計如圖1所示。

1.2.1 模板

模板(見圖2)材料為45#鋼，須做調質處理，處理后HRC32～34，以提高模板的綜合機械性能。模板厚度80mm,模板上設置有4個同心導柱導套孔、吊裝孔、裝配孔等，模板兩面平行度要求小于0.02mm。

圖1定子扇形片模具結構

圖2定子扇形片模具模板結構

1.2.2 退料機構

退料機構由內外退料板、退料螺栓、彈性橡膠組成，內、外退料板材質選用45#鋼，調質處理HRC32～34，退料螺栓強度12.9級，彈性元件為聚氨酯橡膠，退料板設計厚度為25mm,緩沖距離15mm，模具裝配時退料板高度需高出模刃0.5～1mm。

1.2.3 扇形鑲拼凸模

扇形鑲拼凸模由扇形軛凸模(見圖3)和扇形槽齒(見圖4)組成。

圖3扇形軛凸模

圖4扇形槽齒

模刃材料選用DC53合金工具鋼， DC53合金工具鋼的沖裁壽命高于Cr12MoV, 淬火后加工產生的變形較小，特別是齒部和軛部產生的應力變形。

扇形軛凸模和扇形槽齒通過定位面和粘合面固定在一起，定位面配合為0～0.01mm,粘合面間隙為0.10～0.15mm，經輕度修整，裝配在一起,粘合面和定位面全部涂厭氧膠固化，組成扇形鑲拼凸模，扇形軛凸模與扇形槽齒有與固定板連接定位的銷孔和螺孔如圖5所示。

圖5扇形鑲拼凸模

該結構由于齒部是獨立元件，避免了整體結構的齒部變形較大，軛部變形小，齒部變形難于控制的問題，同時使齒部裝配間隙調整容易且更換成本較低，對將來維修帶來極大的方便。

另一角度看，鑲拼結構的另一大優點是節約了大量的模刃材料，大幅降低材料費用。這一點從加工排樣圖對比中可看出，如圖6所示。

圖6扇形槽齒加工排樣圖

扇形槽齒加工，材料利用率達到85%，優于整體結構齒部加工40%材料利用率的水平，大量節約模刃材料。

1.2.4 扇形鑲拼凹模

該結構由集體邊塊、鑲條、鑲塊組成見圖7?；w邊塊的材料使用45#普通碳素結構鋼，模刃鑲條和鑲沖采用DC53模具鋼材料，鑲條、鑲塊與基體邊塊的連接方式與扇形鑲拼凸模相同，在此不再贅述。扇形凹模整體結構如圖8所示。

圖7扇形凹模鑲拼結構

圖8扇形凹模整體結構

2 安裝流程

該模具既可用于單料沖裁也適用于自動送料生產線沖裁使用，模具安裝后，當坯料送入模具內時，壓力機滑塊下行，內外退料板首先壓住坯料，固定坯料的位置后滑塊繼續下行，聚氨酯橡膠被壓縮，凸凹模合模，坯料被裁剪，壓力機滑塊抬起，內、外退料板件將工件和廢料頂出，定子扇形片落料完成。

3 結語

該模具成功的將模刃材料成本在傳統模具結構的基礎上降低50%以上，有效控制了淬火件加工后內應力重新釋放引起的變形，提高了模具加工精度和模具裝配精度，進而控制了電機定子扇形片的尺寸精度和毛刺的高度，提高了模具使用壽命，維修快捷方便，為生產廠家創造了顯著的效益。

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