定转子铁芯自动叠装硬质合金级进模

作者：信息来源:模具 2008-6-13

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[摘要]从优化排样入手，对定转子自动叠装模设计要点与制造工艺进行了详细的叙述，取得了良好的经济效益。关键词自动叠装级进模自动扭斜 Starting from the optimized layout, a detailed description was made on the main design points of the die for autom...

　[摘要]　从优化排样入手，对定转子自动叠装模设计要点与制造工艺进行了详细的叙述，取得了良好的经济效益。
　关键词　自动叠装　级进模　自动扭斜

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

　　我厂于1996年11月试制成功D0L12多工位硬质合金级进模，经用户使用，该模具具有结构先进、精度高、效率高、寿命、使用方便和安全可靠等特点，刃磨寿命可达120万次以上，额定冲速可达250次/min。继D0L12多工位硬质合金级进模之后，我厂又自行设计、制造了YDl09电机定转子自动叠装硬质合金级进模。电机定、转子片如图1所示。

图1　定、转子冲片

2 优化排样

　　合理的模具结构取决于正确的排样，因此优化排样至关重要，根据我厂的机床特点和产品要求，料宽115mm，步距为113.5mm，确定冲压工艺排样如图2所示。①冲导正孔、轴孔、转子槽及转子叠压工艺孔；②定转子叠压点切口；③转子叠压点弯曲；④转子落料扭斜叠压；⑤空工位；⑥冲定子槽；⑦定子叠压点弯曲；⑧定子落料叠压。

图2　排样图

3 模具结构及要求

　　模具总装图如图3所示。此模具在日本引进PDA_200l高速冲床上使用，工作台面为1600mm×850mm，最小闭合高度为320mm，最高闭合高度为380mm。模具冲速120～300次/min，故须具备良好的刚度、稳定可靠且卸料及时。

图3　模具总装图

　　模架的导向结构采用6组φ50mm的滚珠导柱、导套,卸料板起精密导向作用的结构形式，装入级进模的每对导柱、导套，装配前经过选择，配合过盈量为0.02～0.025mm。上、下模座材料采用45钢，经过调质、时效处理。导柱、导套材料采用GCr15钢，卸料板垫板采用40Cr钢，卸料板采用Cr12MoV，导向板及固定板采用CrWMn钢，滚珠保持圈采用H62。
　　凸、凹模材料均采用产YG20硬质合金，在进厂前就进行过高温等静压处理，细化晶粒，确保寿命，使其特性更适宜于高速冲裁的硅钢片。
　　冲槽凸模的固定结构采用与固定板小间隙浮动式配合，并用铜焊套(如图4所示)的方法，将凸模固定，由卸料板精密导向，从而确保步距精度和凸、凹模间隙均匀。

图4 凸模固定结构
1.固定套 2.冲槽凸模

　　冲槽凹模采用镶拼结构，互换性强，用进口线切割机进行半精加工，再用光学曲线磨磨削达设计要求。凹模采用嵌入式结构，直接装入下模座型孔内(有的在凹模下垫入淬硬的垫板)，各工位精度由进口机床(坐标磨)保证，位置精度为±0.002mm。样完全达到步距精度为±0.004mm要求。由此既节省了大块凹模固定板，又克服了分段拼合凹模固定板所存在的缺点，无需将几块分段的凹模固定板研配拼合，以保证凸、凹模间隙，并克服由此带来的步距误差。凸、凹模的起始间隙取材料厚度的12％，即双边间隙为0.06mm。
　　条料的定位。冲裁步距的粗定位由自动送料器完成，该送料器由日本引进，送料精度较高。由于结构特殊，可消除因送料步距多而产生的累积误差，并且由抬料钉协调配合，使用方便可靠，抬料钉及硬质合金镶柱侧面导向，采用浮动抬料钉，便于进行模内清理，抬料钉的抬料面高出凹模面2～3mm为宜。
　　铁芯的叠装形式采用全密叠式，使铁芯叠装后的结合力达到100～120N。铁芯叠装的分组，由于产品的定转子高度都为42mm，这样可集中在一个工位，采用一块活动式抽板机构，抽板与电磁阀相连，在电器控制柜的脉冲指令下，使每台铁芯厚度达到设计要求，实现自动分台的目的。转子铁芯的斜槽扭转机构，采用机械传动。在冲压过程中，活动的上模带动连杆，连杆带动转轴，转轴带动链轮，促使凹模按轴心线旋转一定角度，使冲片在落料的同时旋转一个角度，从而形成转子铁芯扭斜槽的工序。
　　传动原理如图5所示，旋转结构简图如图6所示。凸模进入凹模的深度，直接影响铁芯的叠紧度。卸料弹簧采用高强度优质矩形弹簧标准件。模具内设报警导针，当模具随冲床进行高速冲压时若出现异常现象，报警导针与带料接触触动导杆，导通电路，形成回路，切断机床控制电路，使压力机立即停机，避免产生废品，有效地保护了模具和机床。

图5 传动原理图
1.小链轮 2.大链轮

图6 旋转结构简图

4 制造工艺

　　(1)上、下模座及卸料板垫板用锻打45钢板退火后粗加工，然后调质、工时效。并设置统一基准，采用坐标法标注尺寸清晰、直观。
　　(2)各零部件除加工达到规定的步距、精度等要求外，还需增设工艺基准，以便于检测、调整和装配。
　　(3)精密零件采用线切割半精加工后，由精密磨床精加工，以保证尺寸及位置精度。
　　(4)一些只能由线切割保证的零件，采用6次精密切割技术，中间插入时效处理。
　　(5)精密结构零件采用热处理变形小的材料，如卸料板等采用Cr12MoV合金工具钢以保证精度。
　　(6)叠压凸模自动叠压级进模的关键零件，台阶用立方氮化硼和金刚石车刀加工，另做了一些专用的夹具进行辅助加工达设计要求。
　　(7)收紧装置也是自动叠装级进模的关键零件，内成形尺寸加工成与落料叠压凹模一致为最佳，以产生较适中的背压力，达到铁芯叠装目的。
　　(8)针对我厂无冰冷定型处理设备的问题，在最终精密加工前，均采用时效处理，以除去应力引起的小变形，最后采用精磨。
　　(9)克服与引进设备配套的各种物质的国内配套困难，如线切割切割槽形凸模时出现翘曲现象，经分析与水质等有关，则换用蒸馏水加树脂加以改善，并适当调整水压，反复切割后达设计要求。