收稿日期:2010-11-15
作者简介：于 波(1959-)，男，教授。
文章编号:1001-4934(2011)02-0019-04
于 波1
，邓卫国1
，巢 波
2
(1.常州机电职业技术学院 模具技术系，江苏 常州 213164;
2.常州展翔精密模具厂，江苏 常州 213164)
摘 要：介绍在一副级进模上冲制出电机定子冲片和转子冲片，其中定子冲片是由定子外形框架、定子极 槽和定子极条三部分组合，在级进模上套冲而成，并解决由于套冲而带来的冲制定子冲片拼接之间微小间隙的技术难题。重点介绍了定子冲片由三部分组合在级进模上套冲的模具结构特点。经实际使用证明，此结构设计合理，运行安全可靠，并且模具制造加工方便，满足电机铁芯大批量生产的需求。关键词：定子冲片套冲；冲裁间隙差；微小间隙冲制；多工位级进模中图分类号:T G386
文献标识码:B
Abstract:Th e design of a pr ogressive die for manufacturin g motor stator and r otor lamina -tion is described.Stator lamination,which consists of stator shape,stator slots and stator pole strips,is pr oduced w ith fer rule blan king technology.T echnical problems associated with micro clearance among the three parts of stator lamination caused by ferrule blanking ar e solved.The structural featur es of the pr ogressive die f or ferrule blanking of stator lami -nation are discussed in detail.T he application in industry shows that the structure of the die is of good reliablity and convenience and it is suitable f or manufactur ing.
Keywords:ferrule blanking of stator lamination;blanking clearance;micro -clearance blanking;mult-i position pr ogressive die
0 引言
电机定、转子冲片属于电机上的重要部件，由于电机产品制造是大批量生产的，所以现在冲制电机定、转子冲片一般都采用多工位级进模进行自动化生产。图1所示是空调电机上的定、转子产品图，需求量很大。该电机定、转子冲片的结构情况是：定子冲片由三部分组成结构，即由定子外形框架(大定子1个)、定子极槽(中定子6个)和定子极条(小
中毒
定子6个)三部分组合成一个定子冲片，如图2所示，转子冲片的结构比较简单是由26槽形和中心孔组成。根据该电机定转子冲片产品图的技术要求，定子冲片、转子冲片都要用自动叠铆形式冲出，即模具上最后冲制出的是定子铁芯(三件套冲形式)和转子铁芯，其中转子铁芯带扭斜叠铆。以下介绍用一副级进模来冲制该电机定、转子冲片的方法，重点分析冲制定子冲片三拼式套冲在模具结构上的特点。
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模具技术2011.No.2
图1 空调电机定、2019理论韩国理论中文
转子产品图
图2 定子铁芯组合图
1 冲压工艺分析
冲制该电机定转子冲片材料为冷轧硅钢片DW470，材料厚度为0.5mm 。该电机定子冲片的技术要求为：定子冲片三部分之间的配合间隙为一个微小间隙，在6个配合处可相互换，定子冲片结合面及内孔应平直、光洁。对该电机定、转子冲片进行综合冲压工艺分析，冲制该电机的定、转子冲片技术难点在三件套冲定子冲片上。定子冲片由3个部分组成的方法是:6个定子极槽通过燕尾槽形式镶拼在定子外形框架上，然后6个定子极条也是通过燕尾槽形式再镶拼在6个定子极槽的位置上。从最节省冲制材料的要求考虑，即要保证在级进模上套冲出三部分定子冲片，又要保证冲制出的三部分定
子冲片之间配合精度的技术要求，同时套冲出来三部分定子冲片之间的装配要可互换，这就
要求冲制出的定子冲片三件套相配合部分的尺寸一致性要求高，对于级进模设计制造来说，是一个技术性要求很高的冲制方法。另外，定子极槽与定子外形框架是套冲出来的，冲制过程中存在一个冲裁间隙差。为了保证定子极槽与定子外形框架镶拼的精度控制在一个微小间隙范围之内，必须在模具上冲制出这个拼接部分
三门峡工程
之间微小间隙的工艺要求，即冲制出由于冲裁间隙差引起拼接部分的余量，并解决冲制出微小间隙的废料流畅顺利的工艺要求。同时为防止由于条料在输送过程中产生偏差对冲制微小间隙的影响，确保冲制条料步距的精度要求和卸料板对冲制条料有足够压料力的工艺要求。
2 工步图设计
根据该电机定转子冲片的结构特点和冲压工艺分析，冲制工步方法采用单排形式，工步图设计有16个工步进行冲制，如图3所示。其中定子冲片的工步方法是先冲制定子极条冲片、然后再冲制定子极槽冲片、最后再冲制定子外形框架冲片。从这个工步图设计情况来看，充分考虑各工位的前后衔接、冲制材料的利用率及模具结构等特点。
20Die and Mo uld T echno logy No.22011
图3 工步图
3 定子冲片三拼式套冲模具结构设
计特点
(1)第一部分先冲制定子冲片中最小的极条冲片，即小定子冲片。定子极条冲片的落料放在定子极槽冲
片槽里冲制，冲制的位置形式是横方向冲制，这样可以避免冲制定子极条与定子极槽铁芯之间在同一位置微小间隙配合的技术要求，充分利用定子极槽中的空余位置。一个定子冲片上需要6个定子极条，由于定子极条冲片的形状比较小，在第六工步的废料位置上增加冲制2个定子极条铁芯，可以作为备用。极条冲片的落料凸模固定形式采用压板固定，便于零件加工；凹模采用整体式凹模镶块形式，便于更换，见图4(a)和(b)所示中的序号1、2和8。其镶块凹模结构特点在于：由于整个极条冲片是封闭落料，而且落料凹模下面有收紧条结构，为防止落料凹模开裂现象出现，所以刃口部分的长度不能太长，余下部分都是带斜度的结构，便于冲片漏出。
(2)第二部分是冲制定子冲片上的极槽冲片，即中定子冲片。在一个定子冲片上需要6个极槽冲片。由于定子极槽冲片结构比极条冲片大，而且形状复杂，在模具上的凸模和凹模结构要考虑到这个特点，并要保证冲制出的冲片不能有变形产生。根据工步图上的安排，冲制极槽冲片先冲制极槽上的内形槽形，然后再冲制极槽冲片落料，这样冲制安排需要解决极槽冲片落料上只冲制外形形状，而内形形状需要在落料时选择好定位的精度要求，另外还要解决好冲制内形与外形之间的拼接方式。极槽冲片的落料凸模固定形式采用压板固定，便于零件加工；凹模采用整体式凹模镶块形式，便于更换，见图4(a)和(b)所示中的序号3、4和9。由于极槽冲片落料凹模镶块比较大,6个极槽冲片不能在一步上完成，需要用二步来完成这个冲片的落料工步。同样由于整个极槽冲片是封闭落料，而且落料凹模下面有收紧条结构，为防止落料凹模开裂现象出现，所以刃口部分的长度也不能太长，余下部分都是带斜度的结构，便于冲片漏出。
(3)第三部分是冲制定子极槽与定子外形框架冲片之间的拼接槽，这是整个定子冲片三拼式套冲最关键的一步冲制。这一步也就是冲制出定子极槽通过燕尾槽形式镶拼在定子外形框架上的一个间隙配合，由于定子极槽冲片已落料，再冲制定子外形框架上的配合燕尾槽，就存在一个配合间隙差，即冲制出由于冲裁间隙差引起拼接部分的余量，而且这个间隙差比较小，所以在模具上要冲制这样小的间隙是一个技术性要求比较高的难题。为解决这个难题，在凸模和凹模的冲裁间隙上采取了相应措施，来保证冲制出这个微小间隙。同时在这一步冲裁的卸料板上采取重压，防止由于条料在输送过程中产生偏差对冲制微小间隙的影响，确保冲制条料步距的精度要求。同时为解决冲制出微小间隙的废料流畅顺利的工艺要求，在这一
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步下模结构上装有吸废料装置。拼接槽凸模的固定形式采用压板固定，便于零件加工；凹模采用整体式凹模镶块形式，便于更换，见图4(a)和(b)所示中的序号5、6和10
。
1.小定子凸模压板
2.小定子凸模
3.中定子凸模压板
4.中定子凸模
5.拼接槽凸模
6.拼接槽凸模压板
7.大定子凸模 8.小定子凹模 9.中定子凹模 10.拼接槽凹模 11.大定子凹模
图4 模具总装图
(下转第60页)
(4)第四部分是冲制定子冲片的外形框架，即大定子冲片，是定子冲片核心部件，其冲片形状比较复杂，特点是冲片由带筋的形状结构组
成。这就需要在模具上考虑冲制出的定子冲片
3 结论
利用PowerM ill软件刀具、刀柄碰撞检测功能很好地解决了深型腔塑料模具加工过程中刀具长度和避空问题，从而在进行CNC编程时能够合理、安全地使用刀具，加工出合格的工件。参考文献:
[1]夏天，单岩.Po wer M ill数控编程基础教程[M].北京.
清华大学出版社,2005.
何其莘超导电机[2]张维合.注塑模具设计实用教程[M].北京.化学工业
出版社,2008.
(上接第22页)
必须保证平整度和冲片外圆的圆度，不能有冲片发生变形和失圆情况出现。在模具上采取的措施是凸、凹模的冲裁间隙要选取适合；凹模结构上的凸台处和拐角处刃口长度不能太长，而且刃口长度下面要带斜度；另外，冲制卸料板也要采用重压结构形式，防止冲制出的冲片外形产生失圆。落料凸模固定形式采用螺钉固定，圆柱销定位，便于安装；凹模是镶块形式，通过紧配合形式安装在凹模固定板上，如图4(a)和(b)所示中的序号7和11。
4 模具总体结构
模具结构总装图如图4所示，其中图4(a)为上模总装图，图4(b)为下模总装图。该副模具的总体结构是：从条料进入模具到定、转子铁芯通过输送带从模具中输送出来，其中转子冲片落料每冲一片旋转一个小角度再叠铆(即转子铁芯带扭斜)，三件套定子铁芯带自动叠铆，整个过程都是自动完成的。在模具结构中，采用双导向结构和较多的镶拼式结构、组合式结构，保证模具冲制精度和检测、维修的方便。
5 结论
电机定子冲片三拼式套冲级进模的开发成功，不但可以节省定转子冲片的材料，保证定转子冲片的制造精度，同时还可以适应不同电机定转子冲片结构的需要，满足电机开发新产品的需求，为大批量生产电机创造了有利的条件。该级进模具有高精度、高速度和高寿命的特点，凸模、凹模材料采用硬质合金，在2000kN高速冲床上进行冲制。模具使用寿命为刃磨一次可冲150万次以上，模具设计总寿命在1.5亿次以上。模具主要零件制造精度为 级，步距精度为3~4 m。该模具已进入大批量冲制生产阶段，经实际使用证明，结构设计合理，运行安全可靠，定子冲片三拼式套冲工作情况正常，冲制产品质量稳定，满足了电机铁芯大批量生产需求。
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花竹帽
[5]张正修.实用冲模结构设计手册[M].北京：化学工业
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