定轉子鐵芯自動疊裝硬質合金級進模

作者：信息來源:模具 2008-6-13

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[摘要]從優化排樣入手，對定轉子自動疊裝模設計要點與制造工藝進行了詳細的敘述，取得了良好的經濟效益。關鍵詞自動疊裝級進模自動扭斜 Starting from the optimized layout, a detailed description was made on the main design points of the die for autom...

　[摘要]　從優化排樣入手，對定轉子自動疊裝模設計要點與制造工藝進行了詳細的敘述，取得了良好的經濟效益。
　關鍵詞　自動疊裝　級進模　自動扭斜

Starting from the optimized layout, a detailed description was made on the main design points of the die for automatically overlapping and assembling the stator and armature core and on the processing technology. A good economic benefit was made from it.
Key words automatic overlapping and assembling, progressive die, automatic twisting

1 引言

　　我廠于1996年11月試制成功D0L12多工位硬質合金級進模，經用戶使用，該模具具有結構先進、精度高、效率高、壽命、使用方便和安全可靠等特點，刃磨壽命可達120萬次以上，額定沖速可達250次/min。繼D0L12多工位硬質合金級進模之后，我廠又自行設計、制造了YDl09電機定轉子自動疊裝硬質合金級進模。電機定、轉子片如圖1所示。

圖1　定、轉子沖片

2 優化排樣

　　合理的模具結構取決于正確的排樣，因此優化排樣至關重要，根據我廠的機床特點和產品要求，料寬115mm，步距為113.5mm，確定沖壓工藝排樣如圖2所示。①沖導正孔、軸孔、轉子槽及轉子疊壓工藝孔；②定轉子疊壓點切口；③轉子疊壓點彎曲；④轉子落料扭斜疊壓；⑤空工位；⑥沖定子槽；⑦定子疊壓點彎曲；⑧定子落料疊壓。

圖2　排樣圖

3 模具結構及要求

　　模具總裝圖如圖3所示。此模具在日本引進PDA_200l高速沖床上使用，工作臺面為1600mm×850mm，最小閉合高度為320mm，最高閉合高度為380mm。模具沖速120～300次/min，故須具備良好的剛度、穩定可靠且卸料及時。

圖3　模具總裝圖

　　模架的導向結構采用6組φ50mm的滾珠導柱、導套,卸料板起精密導向作用的結構形式，裝入級進模的每對導柱、導套，裝配前經過選擇，配合過盈量為0.02～0.025mm。上、下模座材料采用45鋼，經過調質、時效處理。導柱、導套材料采用GCr15鋼，卸料板墊板采用40Cr鋼，卸料板采用Cr12MoV，導向板及固定板采用CrWMn鋼，滾珠保持圈采用H62。
　　凸、凹模材料均采用產YG20硬質合金，在進廠前就進行過高溫等靜壓處理，細化晶粒，確保壽命，使其特性更適宜于高速沖裁的硅鋼片。
　　沖槽凸模的固定結構采用與固定板小間隙浮動式配合，并用銅焊套(如圖4所示)的方法，將凸模固定，由卸料板精密導向，從而確保步距精度和凸、凹模間隙均勻。

圖4 凸模固定結構
1.固定套 2.沖槽凸模

　　沖槽凹模采用鑲拼結構，互換性強，用進口線切割機進行半精加工，再用光學曲線磨磨削達設計要求。凹模采用嵌入式結構，直接裝入下模座型孔內(有的在凹模下墊入淬硬的墊板)，各工位精度由進口機床(坐標磨)保證，位置精度為±0.002mm。樣完全達到步距精度為±0.004mm要求。由此既節省了大塊凹模固定板，又克服了分段拼合凹模固定板所存在的缺點，無需將幾塊分段的凹模固定板研配拼合，以保證凸、凹模間隙，并克服由此帶來的步距誤差。凸、凹模的起始間隙取材料厚度的12％，即雙邊間隙為0.06mm。
　　條料的定位。沖裁步距的粗定位由自動送料器完成，該送料器由日本引進，送料精度較高。由于結構特殊，可消除因送料步距多而產生的累積誤差，并且由抬料釘協調配合，使用方便可靠，抬料釘及硬質合金鑲柱側面導向，采用浮動抬料釘，便于進行模內清理，抬料釘的抬料面高出凹模面2～3mm為宜。
　　鐵芯的疊裝形式采用全密疊式，使鐵芯疊裝后的結合力達到100～120N。鐵芯疊裝的分組，由于產品的定轉子高度都為42mm，這樣可集中在一個工位，采用一塊活動式抽板機構，抽板與電磁閥相連，在電器控制柜的脈沖指令下，使每臺鐵芯厚度達到設計要求，實現自動分臺的目的。轉子鐵芯的斜槽扭轉機構，采用機械傳動。在沖壓過程中，活動的上模帶動連桿，連桿帶動轉軸，轉軸帶動鏈輪，促使凹模按軸心線旋轉一定角度，使沖片在落料的同時旋轉一個角度，從而形成轉子鐵芯扭斜槽的工序。
　　傳動原理如圖5所示，旋轉結構簡圖如圖6所示。凸模進入凹模的深度，直接影響鐵芯的疊緊度。卸料彈簧采用高強度優質矩形彈簧標準件。模具內設報警導針，當模具隨沖床進行高速沖壓時若出現異常現象，報警導針與帶料接觸觸動導桿，導通電路，形成回路，切斷機床控制電路，使壓力機立即停機，避免產生廢品，有效地保護了模具和機床。

圖5 傳動原理圖
1.小鏈輪 2.大鏈輪

圖6 旋轉結構簡圖

4 制造工藝

　　(1)上、下模座及卸料板墊板用鍛打45鋼板退火后粗加工，然后調質、工時效。并設置統一基準，采用坐標法標注尺寸清晰、直觀。
　　(2)各零部件除加工達到規定的步距、精度等要求外，還需增設工藝基準，以便于檢測、調整和裝配。
　　(3)精密零件采用線切割半精加工后，由精密磨床精加工，以保證尺寸及位置精度。
　　(4)一些只能由線切割保證的零件，采用6次精密切割技術，中間插入時效處理。
　　(5)精密結構零件采用熱處理變形小的材料，如卸料板等采用Cr12MoV合金工具鋼以保證精度。
　　(6)疊壓凸模自動疊壓級進模的關鍵零件，臺階用立方氮化硼和金剛石車刀加工，另做了一些專用的夾具進行輔助加工達設計要求。
　　(7)收緊裝置也是自動疊裝級進模的關鍵零件，內成形尺寸加工成與落料疊壓凹模一致為最佳，以產生較適中的背壓力，達到鐵芯疊裝目的。
　　(8)針對我廠無冰冷定型處理設備的問題，在最終精密加工前，均采用時效處理，以除去應力引起的小變形，最后采用精磨。
　　(9)克服與引進設備配套的各種物質的國內配套困難，如線切割切割槽形凸模時出現翹曲現象，經分析與水質等有關，則換用蒸餾水加樹脂加以改善，并適當調整水壓，反復切割后達設計要求。