论文 双排定转子铁芯动叠铆级进模.doc

论文双排定转子铁芯动叠钏级进模摘要:介绍了该类模具的主要设计结构和技术要求,重点介绍了该类模具的高精度制造技术和 关键部位的工艺技术参数.关键词:高速冲模;电机铁芯;双排白动叠钏;级进模;硬质合金1. 引言电机定转子铁芯自动吾钏硬质合金级进模堤当代国际先进水平的高速冲模.该冲模在 一副模具内自动完成冲压成形、扭槽、I叫转、希钏、分组等高难度的技术功能，冲制岀来的 不是单片零件，而是经自动叠钏后的铁芯纟H件，它突破了铁芯传统的生产方式,给高精度铁芯 大批量H动化生产开辟了新路.近几年，使用电机定转子铁芯白动叠钏硬质合金级进模生产铁芯的厂家加速递增，而冃随着高 生产率的发展，双排铁芯模具、大规格铁芯模具的需求不断增大.模具rh此也随肴大型化，模具 的复杂系数和制造难度也随Z而提升.双排双工位的难度和复杂程度，与单排自动届钏级进模 比较，在模具设计结构和制造难度方面，提高了一个技术层次.双排定转了铁芯自动蒂钏级进 模的结构复杂，精度要求高，制造难度大等因素，能设计制造该类双排模具的厂家较少•因此，木 文主要介绍该类双扌非模具的主要结构、有关设计T艺要求和制造技术.2. 定转子铁芯叠钏模设计结构及技术要求根据定、转了铁芯冲片的尺寸要求，见图I定了冲片，图2转了冲片，按铁芯有关指标，确定图1定了图2转了冲片57电动工具电机定转子铁芯的冲压工艺排样.因生产量大及提高材料利用率，需为双排模具. 冲制材料为65EF1300硅钢片，冲片材料厚度为0.65mm,料宽为112+0-0.1,步距为55.500mm . 模具设置为双排十四个工位：第1 丁•位:冲导向孔、定了边槽孔、导形长孔、转了轴孔;第2工位:冲转子槽孔、中间导向孔; 第3工位:冲转了计量孔、第二排定了侧边槽形孔;第4工位:冲第一排定了侧边槽形孔、转了 叠钏孔;第5工位:冲第二排转了落料;第6工位:冲第一排转子落料;第7工位:空位;第8工位: 冲定子槽形孔;第9工位:冲定子内孔;第10工位:冲定子计量孔;第11工位:冲定子叠钏孔;第 12工位:空位;第13工位:冲第二排定子落料;第14工位:冲第一排定了落料.冲压工艺排样如图 图3工艺排样图模具主要设计结构及技术要求(1) 模架采用双导向结构，上下模烯主体采用4组滚珠大导柱导向，分块式卸料板与上下模座采 用8组滚珠小导柱导向.精密滚珠导柱双导向结构形式,既能保证高精度的使用寿命，又能确保 弹压平稳使用性能的可靠性.⑵弹压卸料板采川分块式组合结构，卸料板主体分成2块与导向板5块组合，通过8纽滚珠小 导柱与上下模朋连体导向的结构形式.卸料板具有卸料、压料、保护凸模、控制步距与精密 导向的综合作用，模具的技术要求;在卸料板上集中体现.(3) 凹模采用分块式镶拼结构，硬质合金镶件与凹固板5块镶拼组成.经冷压密配与精密定位确 保配件互换,制造、维修方便.凹模有效刃口高度为10mm,槽型刃I」斜度为8；起始总间隙取材 料厚度的8%.(4) 凸模固定结构，采用与凸模固定板* m级的间隙配合并用压板锁紧定位.位置精度及冲裁 间隙由导向板控制.%更质合金凸模需避免锐角,采用圆弧过渡R不小于0.15mm.(5) 步距精度控制结构，采用双排28只导正钉控制送料步距的高精度定位，步距精度由导向板 保证.⑹条料侧面导向结构,采川侧导板导料形式，侧导板的设置为分块和分段结构，便于制造和清 理.并在凹模固定板上设置顶料钉装置,确保条料运行无阻.(7)模具安全保护装置:上下模屎相对位置设置4组限稈柱,控制模具行稈上模板与卸料板的 中间两血设置多块分段的限位块，控制上模冲压时的最佳行程及弹压卸料板的平衡支撑.设置 微动开关误送钉装置，出现条料误送故障时，冲床可立即停止，避免损坏模具.⑻铁芯厚度的分组採用活动式抽板机构，在冲床控制柜设定所需要的片数，当冲到设定的片 数时,在电器控制柜的脉冲指令下，通过气缸和电磁阀来控制模具上的抽板机构动作,顶出计 量凸模冲孔后即刻复位，达到铁芯叠钏厚度的分组要求.(9) 凸模凹模材料采jum 系列硬质合金，并经热等静压技术处理提高硬质合金强度的优质材 料.选用硬质合金，需针对定转了冲片材料的牌号和性能:如硅钢片牌号W4(X)、W360、W315 以上的这类硬性料，因铁损低延伸率小和脆性大等性能;选用抗弯强度冲击韧性为主的粗晶粒 便质合金.牌号W620、W540、W470以上的这类中性料;选用抗弯强度和耐磨性兼顾的中细 品粒硬质合金.牌号W1000、W1300这类铁损高延伸率大和脆性茅的软性料;选用耐序性为主 抗弯强度为辅的细晶粒硬质合金•如冲牌号SPCC、ST12等这类延伸系数特大的特软料，选川 高硬度耐磨性为主的超细晶粒硬质合金鹤钻(WC-CO)类硬质合金，其性能是随着WC粒度 大小和含钻量多少而变化，硬度与抗弯强度也随着相对立.(10) 上下模板采用45号钢，硬度HRC28〜32.导柱导套采用GGrl5钢』更度HRC62〜64.卸料板 采用40G「钢，硬度HRC43〜48.固定板、垫板、抽板采用GrWMn钢，硬度HRC53〜58.导向板、 导正钉、收紧圈、叠装顶杆采用Grl2钢，硬度HRC60〜62.其余零件分别采用优质模具钢及相 应的硬度耍求•闘柱销、螺钉选川高强度紧固件.矩形弹簧选川优质标准件•滚珠保持圈选川优 质配套件.确保在高速冲压时的使用寿命和可靠性.(11) 铁芯叠钏形式，采用全密叠.转了叠挪点圆形图4所示;定了叠钏点矩形图5所示.叠钏结合 力80N以上.叠钏结合图6所示.叠钏点数量和形状，按铁芯技术要求设定.铁芯扭槽的叠钏点 形状为圆弧形图7所示，并设置凹模旋转机构图8所示:将转子落料凹模设计成圆筒形的旋转 机构•旋转机构在电器控制柜脉冲指令下，通过步进电机带动蜗杆、蜗轮、凹模;在每次冲程内 凹模按设定的角度旋转，促使转了片落料后进行旋转穂合，形成转了铁芯所需的扭槽角度要 求.图4圆形叠钏点图5矩形叠钏点图6叠钏结合图7圆弧形叠钏点图8凹模旋转叠钏机构1、凹固板2、凹模体3、平面轴承4、轴承5、蜗杆6、蜗轮7、轴承8、垫板9、下模板3. 定转子铁芯叠钏模的工艺制造技术该模具的工艺制造技术，除应用了计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)和高精度数控机 床的配套设施外，并结合专业化精密制造技术和多年的实践经验积累，按T艺指令和要求，通 过先进制造技术的实施,达到高精度、高效率、高寿命“三高”模具的各项技术要求.重点工艺 制造技术和关键参数如下：⑴上模板、下模板、卸料板的大件制造，分为粗加T、半精加T、精加工的三个阶段:粗加丁 在立式铳床、横臂钻床等普通机床上进行，主要去除零件上的大孔及成型部位的部分余铁量, 留有适当的麻道加T余最.粗加工示需进行热处理调质，达到提高零件的韧性和强度及减少以 示淬火变形量•半精加工在加工中心上进行，除零件上的导柱导套孔、销钉孔、型孔、工艺孔 及平面留适当的精加工磨量外，其余加工到位.半精加工后进行热处理淬火，达到零件所需要 的硬度值.在精加工前需进行热处理正火时效，达到消除零件淬火麻的脆性和内应力，精加工 在精密平瓯磨床上磨两平面,平行度控制在0.01mm内，然后在精密数控坐标磨床上加工导柱 导套孔、销钉孔、型孔、工艺孔等高精度部位，达到孔距位置精度在3um内及孔径公差和一 致性等技术要求.上下模板和卸料板上的导柱导套孔、销钉孔、工艺孔的孔距位置，是设定好 的高精度精密基准、整副模具相关的英它模板等零件、均以这精密基准定位;来保证步距位 置精度及相关要求.(2) 滚珠导柱、导套的工艺制造及组成:滚珠保持圈选用优质配套件，滚珠材料轴承钢，硬度 HRC60以上,由专业厂供货，再经检测分类;滚珠肓径一致性和圆度均可达到2um内.保持圈 材料H62黄铜.经分度钻孔后与滚珠封口，达到滚珠在保持圈的运转灵活，使用可靠.导柱、导 套材料采用GGrl5轴承钢.在制造过稈中分别进行调质、淬火、时效处理腸削工序分别进行 粗磨、半精磨、精磨、研磨麻，表面粗糙度小于RaO.lOum,］度和同轴度在2um内.导柱端 面需加工B型带护锥中心孔作精密定位.导柱与导套和滚珠的过盈配合,控制在 0.016-0.018mm 内较适合.(3) 导向板、凸模固定板、凹模固定板、垫板、抽板、收紧圈、侧导板等零件，需经锻造、退 火、粗加工后调质，半精加工麻淬火，精加T前正火时效等工艺制造要求.在精加T中按T序指 令，分别采川精密数控磨床、慢走丝线切割机、坐标磨床等高精度设备上精密加T.应川先进 制造设备和合理的丁艺规程，保证各个零件的高精度和使用性能可靠.⑷步距位置精度育接影响到铁芯〔I动叠钏结合力的大小，精度越高，结合力越大.全密叠形式 的模具步距位置精度，需控制在3 内.为此，国内外应用精密数控廉标磨床，保证高精度要求. 部分成型零件，采用精密数控慢走丝线切割机床，进行多次切割，再经研擁到位,达到高精度要 求.(5) 卸料导向板上的导正孔径和导正钉外径的配合间隙腔制在3〜5u m内，使导正钉在动态工 作时确保导正精度和使用性能•步距位置精度导向板控制.(6) 全密叠形式铁芯叠钏的结合力在模具内完成，为此，上、下冲片的叠钏点凸台和计量孔的过 盈配合量极为重要,设制在5um时的状态较好.适当的鲁钏过盈配合量和叠压力的调務等参 数，是决定铁芯白动叠钏能否达到结合力要求的关键.(7) 收紧圈是铁芯自动吾钏模的关键零件，零件的综合技术要求高，尺寸精度形位精度为微米 级,表面粗糙度为RaO.lOum以上的高光洁度，并要具有高耐磨性和较好的冲击韧性.确定成 形孔的尺寸参数极为关键，经多次实践，收紧圈的成形孔比落料叠片凹模的实际值小10um -15 um.参数分布均匀，形成较适中的背压力和收紧增压的效果，达到铁芯结合力及相关的技 术要求•收紧圈屈易损零件，需制造备件，必要时选川高耐磨及冲击韧性较好的硬质合金材料 制造.(8) 槽形凹模拼块的制造技术及组合要求:槽形凹模拼块，采用以割代磨的制造技术，主要工艺:磨驶质合金胚料的两平面；线切割槽形留精割余量并割扇形留精磨余量;精磨扇形四侧面 留研燃余量;研燃扇形四侧血胡组合调整量每面1 M m;以扇形|川侧血的数值为基准精割定位 工具;拼块定位麻精割槽形刃口与斜度留研磨量每面3um,经多次精割表面粗糙度为Ra0.40 u m,精研槽形刃口与斜度去除表面的”软化层“•槽形凹模拼块的组合:由槽形凹模拼块、拼块 固定板、轴孔凹模镶件、定位销纟R成.纟R合后的槽形凹模拼块与相关件Z间不允许出现影响 使用性能的“拼缝“.拼块与备件可互换使用，这是槽形凹模拼块技术的特点•拼块的数量按冲 片上的槽数;备件按拼块总数的30%.槽形凹模拼块的制造技术和精度,是衡量该类模具先进 稈度的重要标志.槽形凹模拼块及拼块组合如图9所示.图9槽形凹模拼块拼块纽•合1、定位销2、凹模拼块3、凹模固定板4、凹模镶件(9) 硬质合金材料的磨削:采用人造金刚石砂轮，树脂结合剂，结合剂的浓度100%,砂轮粒度粗 磨120号、精磨180号以上.每次磨削深度粗磨控制在0.02mm内,精磨在3 u m内.冷却液需 供应充足和持久确保散热性要求•合理规范的操作，既能保证零件精度和设备精度，又能延长 砂轮使川寿命.针对硬质合金材料的硬度高、脆性大、易爆易裂等特点,必须确保砂轮白砺性 和控制磨削时的进给量，达到最佳的磨削效果.(10) 硬质合金零件的研磨:用金刚石研磨膏系列研燃;粗研用W28研磨膏;半精研用W20、W10; 精研用W5.研磨工艺量每面5um内.研磨工具装置,川铸铁平板、铸件、钢件等.研磨示分别 清洗干净•零件通过规范的研磨,达到高精度、高质量和一致性要求.4. 双排定转子铁芯自动叠钏级进模的效果(1) 双排定转了铁芯白动叠钏级进模,用于生产电动工具电机铁芯，可在200吨或125吨高速冲 床上冲制，冲速250次/分,一次冲出定转子铁芯4件，生产效。