YQ-200地鐵牽引電機高精度鐵心沖片沖制工藝研究

摘要：本文從沖模設計與制造兩方面分析研究了YQ-200地鐵牽引電機高精度定轉子沖片沖制工藝。

隨著國家經濟實體的增長，需求大量的城市軌道車輛。YQ-200地鐵牽引電機設計都是參照國外技術，鐵心沖片比常規產品電機精度要求高，給模具及產品制造提出了更高的要求。高精度鐵心沖片沖制工藝研究勢在必行。

關鍵詞：地鐵牽引電機;高精度鐵心沖片;工藝研究

高精度要求的YQ-200地鐵牽引電機鐵心沖片：

1 定子沖片毛刺不大于0.04;轉子沖片毛刺不大于0.03。

2 為優化電機齒部磁場分布，且嵌線時為避免線圈絕緣部分受到損傷，定轉子沖片槽口要求圓弧過渡。

常規沖模模具結構，槽形凸、凹模采用拼合結構快走絲線切割加工，難以保證槽形的位置度要求以及槽口圓角的產品圖樣要求，且凸、凹模材料采用普通的高碳高鉻模具鋼Cr12，雖然其由于高的含碳量和含鉻量，使鋼具有較高的硬度及耐磨性，鉻又使鋼具有高的淬透性和回火穩定性，但由于碳化物容易形成網狀和帶狀分布，往往使其強度和韌性不足，易造成模具的崩裂。且在熱處理后，殘余奧氏體又不穩定，容易造成變形、開裂及磨削裂紋等問題。沖模的類型與結構直接影響鐵心沖片的生產率和質量。要沖制高精度的鐵心沖片，必須要求高精度的沖模。高精度鐵心沖片沖制工藝研究從沖模設計與沖模制造兩方面入手。

1 沖模設計方案：

1.1確定工藝方案： 采用復沖模設計，定子沖片內外圓及外圓8個扣片槽、記號孔、36槽槽形一次復沖成形;轉子沖片外圓、軸孔鍵槽、12個軸向通風孔及46槽槽形一次復沖成形。

1.2 定轉子沖模導向裝置采用2組φ50的滾珠導柱、導套。滾珠導向裝置是一種無間隙導向的結構，其精度要比普通的光滑圓柱導向裝置的來得高， 且其壽命也長。

1.3 沖模主要零部件凸、凹模材料采用Cr12MoV，凸模硬度HRC56～60，凹模硬度HRC58～62。由于常規沖模凸、凹模材料采用的Cr12，因為其含碳量高達2.3%，所以沖擊韌性差、易脆裂。而Cr12MoV由于含碳量只有1.45～1.7%，且加入少量的鉬和釩能細化晶粒，在其它性能相當的情況下，有較好的沖擊韌性，刃口不易崩裂。

1.4 凸、凹模結構設計：

1.4.1定子沖模：為保證槽口R1.2成形，36槽槽形與內圓

整體凸凹模設計，具體是上模中槽形凹模與內圓凹模整體，下模中槽形凸模與內圓凸模整體。內、外圓同軸度0.03，槽形相對內圓位置度0.02。

1.4.2轉子沖模：46槽槽形與外圓整體凸凹模設計，保證槽口R0.4成形，具體是上模中外圓凹模與槽形凸模整體，下模中外圓凸模與槽形凹模整體。內、外圓同軸度要求0.02，槽形相對內圓位置度0.02，鍵槽相對內圓對稱度0.02。

1.5 凸、凹模沖裁間隙的確定

沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間工作部分的尺寸之差。

沖裁間隙一方面對于沖裁件尺寸精度有很大的影響，當間隙適當時，在沖裁過程中，板料的變形區在比較純的剪切作用下被分離，沖裁后的回彈較小，沖裁件相對凸模和凹模尺寸的偏差也較小;若沖裁間隙過大，會產生明顯的拉斷毛刺，間隙過小，會產生尖銳的擠出毛刺。顯然，若間隙值合理而分布不均勻，則依然會在沖片上產生局部毛刺。常規沖模快走絲線切割的凸、凹模間隙值設計0.03～0.06，取值范圍大，間隙不均勻，沖片的毛刺只能控制在0.06以下。該電機沖片毛刺要求在0.04以下，故凸、凹模必須采用慢走絲線切割，間隙值取0.05～0.06。

2 沖模制造

2.1 沖模主要零部件凸、凹模的熱處理

凸凹模材料Cr12MoV，通過淬火能提高材料的硬度，材料越硬，耐磨性越高，由于淬火后，存在大量的殘余奧氏體不穩定，容易造成變形、開裂及等問題，應采用多次回火。具體熱處理工藝規范：淬火（提高硬度及耐磨度）：加熱溫度1020～1050℃ ，時間1.2～1.6min/mm，冷卻介質：油回火（調整硬度）：溫度 160～260℃， 時間3～4h ， 2～3次。

2.2沖模主要零部件凸、凹模的制造加工凸、凹模加工采用慢走絲線切割加工，對于高精度沖模，由于慢走絲線切割加工每次加工余量少，加工過程中材料應力得到釋放，刃口不易崩裂;另一方面慢走絲切割加工，模具光潔度高、間隙均勻而精度高。

3沖模實物圖：

4 ?結束語

通過以上 YQ-200地鐵牽引電機高精度鐵心沖片沖制工藝研究，沖片實物能達到的精度：定轉子沖片毛刺均在0.03mm以下，定子沖片內、外圓同軸度0.04，定子槽形相對內圓位置度0.03;轉子沖片內、外圓同軸度0.03。轉子槽形相對軸孔位置度0.02轉子鍵槽相對軸孔對稱度0.02。

參考文獻

[1]肖景容，姜奎華 ，沖壓工藝學，機械工業出版社。2011

[2]丁顏彬 ?最新沖壓新工藝、新技術與沖模設計圖集及典型疑難實例應用手冊，中國科技文化出版社，2006，3

作者簡介：楊群英（1970-），女，工程師，本科，主要從事電機鐵芯沖片、電機轉子鑄鋁工藝工作。