一種扣點(diǎn)式疊鉚電機(jī)沖片模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李艮凱，李賓飛，任銀兵，劉希鋒，陳建軍

（中車永濟(jì)電機(jī)公司機(jī)加事業(yè)部，山西永濟(jì) 044502）

1 引言

電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵芯沖裁、疊鉚一般都采用級(jí)進(jìn)模一次完成，但是級(jí)進(jìn)模具只適合于小型電機(jī)（直徑小于?500mm），對(duì)于大直徑的沖片模具外形尺寸超大、重量過(guò)重，機(jī)床的沖裁噸位過(guò)大，無(wú)法使用級(jí)進(jìn)模實(shí)現(xiàn)鐵芯的自動(dòng)疊壓。對(duì)于大直徑的沖片一般要設(shè)計(jì)專用的疊壓工裝進(jìn)行疊壓，同時(shí)需要將鐵芯疊壓后焊接一體。其扇形沖片的疊壓最麻煩，工序繁瑣。扇形片由很多片組成一個(gè)整圓，一般尺寸都較大，大部分直徑在?2,000mm以上，無(wú)法使用級(jí)進(jìn)模完成自動(dòng)疊壓，通過(guò)對(duì)沖片技術(shù)及使用要求的對(duì)比，完全可以借助級(jí)進(jìn)模具的扣點(diǎn)疊壓理念，利用復(fù)合沖模進(jìn)行沖片扣點(diǎn)沖制、疊鉚，達(dá)到疊壓的效果。

2 制件及模具

根據(jù)圖1所示的制件圖紙要求，材料為65WG600，料厚0.65mm，屬于典型的扇形片結(jié)構(gòu)，對(duì)此類沖片的相關(guān)技術(shù)研究，具有一定的代表性，制件要求毛刺小于0.05mm，結(jié)合制件的形狀，為滿足鐵芯的使用環(huán)境條件，沖片上設(shè)計(jì)有118個(gè)（4.5×1.2mm）扣點(diǎn)，模具需要同時(shí)達(dá)到?jīng)_裁與疊鉚兩種用途（兩種沖片區(qū)別在于扣點(diǎn)形狀不同，一種為方型結(jié)構(gòu)，一種為翻邊結(jié)構(gòu)）。

圖1 兩種沖片結(jié)構(gòu)

2.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝

模具總裝圖如圖2所示。

圖2 模具總裝圖

（1）導(dǎo)向系統(tǒng)。導(dǎo)向系統(tǒng)采用點(diǎn)接觸滾動(dòng)式導(dǎo)向，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、滾珠3部分組成，采用負(fù)間隙配合（過(guò)盈配合），對(duì)模具的刃口部分是一種保護(hù)，可以杜絕非正常模具破壞，延長(zhǎng)使用壽命、拆卸快捷。

（2）下模部分。下模與固定板、卸料板同時(shí)采用過(guò)渡配合（單邊0.005mm），利用內(nèi)六角螺釘連接，最大限度的增加下模剛度，保證沖裁的穩(wěn)定性。

（3）上模部分。上模與固定板采用內(nèi)六角螺釘、定位銷連接，為提高配合精度，銷釘孔采用配加工保證位置度的一致性。配合方式采用過(guò)渡配合（單邊0.005mm），扣點(diǎn)凸模采用專用壓板與固定板連接，處于浮動(dòng)狀態(tài)。拆卸比較快捷，維修效率高。同時(shí)制造上下限位柱，模具增加限位功能。防止刃口發(fā)生碰撞，意外損壞模具。

2.2 刃口、固定板的加工及裝配

模具刃口關(guān)鍵零件材料全部采用Cr12Mo1V1，外形及各種孔（槽型除外）加工后，熱處理59～61HRC，再加液氮深冷處理（-200℃±10℃），然后150℃～200℃低溫回火；上固定板、卸料板采用P20材質(zhì)，穩(wěn)定性好，沖制過(guò)程中導(dǎo)向效果更穩(wěn)定。

（1）凹模（見(jiàn)圖3）外形尺寸較大740×280mm，厚度僅為30mm，為防止變形，將其分為兩塊，中間60mm為接觸面，其余為0.2mm的間隙，杜絕裝配中發(fā)生干涉。扣點(diǎn)型腔的穿絲孔采用高精度穿孔機(jī)加工，保證慢走絲加工時(shí)順利穿絲及型腔的加工質(zhì)量；為保證沖制過(guò)程中廢料的漏料順暢，防止由于堵料造成模具報(bào)廢。凸凹模的沖裁部分為12mm。

圖3 凹模

（2）扣點(diǎn)凸模、鉚點(diǎn)凸模（見(jiàn)圖4），材料同樣為Cr12Mo1V1，粗加工留量后，熱處理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）處理，然后150℃～200℃低溫回火，磨削加工兩個(gè)圓，保證兩圓同心，便于慢走絲精加工時(shí)基準(zhǔn)校正的準(zhǔn)確性，兩次加工的位置度一致，線切割型腔形狀（4.5×1.2mm）；為保證組裝精度，利用長(zhǎng)直邊作為基準(zhǔn)，推板與扣點(diǎn)凸模一起加工，采用過(guò)渡配合（單邊間隙0.005mm），保證沖制過(guò)程中扣點(diǎn)凸模的穩(wěn)定性。

圖4 扣點(diǎn)凸模、鉚點(diǎn)凸模

（3）上固定板，如圖5所示，采用P20材料，外形尺寸較大，為防止變形，一分為二，兩塊組裝配合間隙為0.2mm，采用線切割加工凸模固定孔，扣點(diǎn)位置度保證在±0.005mm，與凸模配加工，保證雙邊間隙0～0.01mm。

圖5 上固定板

（4）扣點(diǎn)凸模、疊鉚凸模裝配，由于扣點(diǎn)凸模、疊鉚凸模尺寸較小，剛性不好，與上固定板裝配過(guò)程中容易斷裂，制作專用工裝，將扣點(diǎn)凸模、疊鉚凸模與工裝裝配一體，起到保護(hù)凸模的作用，利用銅棒輕輕敲擊專用工裝即可完成組裝，完全保證凸模不斷裂。裝配簡(jiǎn)單、快捷，裝配機(jī)使用方法如圖6所示。

圖6 專用工裝

（5）組裝完成后的扣點(diǎn)模具，整體結(jié)構(gòu)合理，維修快捷高效，實(shí)物如圖7所示。

圖7 扣點(diǎn)模具

3 疊鉚模具結(jié)構(gòu)

疊鉚模具結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。

圖8 疊鉚模具結(jié)構(gòu)圖

（1）上模、下模。由于疊壓機(jī)床壓力為500t，材質(zhì)都采用Cr12Mo1V1，毛坯外形及孔（槽型除外）粗加工后，熱處理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）處理，然后150℃～200℃低溫回火保證其穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 上下模結(jié)構(gòu)圖

（2）定位塊1、定位塊2。由于定位塊與沖片接觸，經(jīng)常磨損，材質(zhì)都采用Cr12Mo1V1，毛坯外形及孔（槽型除外）粗加工后，熱處理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）處理，然后150℃～200℃保證定位精度，慢走絲機(jī)床二次線切割加工，結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 定位塊1、定位塊2

（3）定位原理。兩個(gè)定位塊1進(jìn)行側(cè)邊定位（左右方向），由于側(cè)定位是帶角度定位，所以只需要定位塊2進(jìn)行上下定位就可以。沖片放置在定位里面，利用500t機(jī)床進(jìn)行疊壓，如圖11所示。

圖11 定位原理示意圖

（4）疊片取出。制造專用取片夾鉗工裝，手松開(kāi)，將鉗口夾住沖片槽內(nèi)側(cè)，手用力，夾鉗夾住疊片，向上提取就可以輕松取出，方便、快捷。

（5）疊鉚模具實(shí)物如圖12所示。

圖12 疊鉚模具實(shí)物

4 結(jié)束語(yǔ)

該扣點(diǎn)式、疊鉚式復(fù)沖模模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，試制后檢測(cè)制件毛刺0.04mm，扣點(diǎn)凸模、疊鉚凸模更換快捷，維修時(shí)間短。利用疊鉚模具疊鉚后，鐵芯垂直度、直線度優(yōu)于圖紙要求。投入成本低、經(jīng)濟(jì)效益高。