電機定轉子鐵芯零件的現代沖壓技術(shù)。

      馬達鐵芯，英文對應名稱(chēng)：Motor core , 作為電機里面的核心部件，鐵芯是電工行業(yè)的非專(zhuān)業(yè)用語(yǔ)，鐵芯也就是磁芯。鐵芯（磁芯）在整個(gè)馬達里面起到了舉足輕重的作用，它用來(lái)增加電感線(xiàn)圈的磁通量，已實(shí)現電磁功率的最大轉換。馬達鐵芯通常是由一個(gè)定子和一個(gè)轉子組合而成。定子通常作為不轉動(dòng)的部分，而轉子通常是內嵌在定子的內部位置。

      馬達鐵芯的應用范圍非常廣泛，步進(jìn)電機，交直流電機，減速電機，外轉子電機，罩極電機，同步異步電機等都有比較廣泛的利用。對于成品馬達來(lái)說(shuō)，馬達鐵芯在電機配件里面起到的作用比較關(guān)鍵。要想讓一個(gè)電機的整體性能得到提高，就需要提升馬達鐵芯的性能。通常這種性能可以采用改善鐵芯沖片的材質(zhì)，調整其材質(zhì)的導磁率，控制好鐵損的大小等方式來(lái)解決。
      隨著(zhù)電機制造工藝不斷發(fā)展，現代沖壓技術(shù)引用到制造電機鐵芯方面的工藝方法，現在越來(lái)越多地被制造電機廠(chǎng)家所接受，制造電機鐵芯的加工手段也越來(lái)越先進(jìn)。在國外，一般先進(jìn)制造電機廠(chǎng)家，都采用現代沖壓技術(shù)來(lái)沖制鐵芯零件。在國內，用現代沖壓技術(shù)來(lái)沖制鐵芯零件的加工方法正在進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)，而且這項高新制造技術(shù)日趨成熟，在電機制造行業(yè)中，這項制造電機工藝的優(yōu)勢已被許多制造電機廠(chǎng)家所重視。用現代沖壓技術(shù)來(lái)沖制鐵芯零件與原來(lái)用普通模具及設備沖制鐵芯零件相比較，具有沖制鐵芯零件自動(dòng)化程度高、尺寸精度高、模具使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)，適合于沖制件的大批量生產(chǎn)。由于多工位級進(jìn)模是集眾多加工工藝于一副模具上的沖制，減少了電機的制造工序過(guò)程，提高了制造電機的生產(chǎn)效率。

1、現代高速沖壓設備

      現代高速沖壓的精密模具離不開(kāi)高速沖床的配合，目前國內外現代沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢是單機自動(dòng)化、機械化、自動(dòng)送料、自動(dòng)卸料、自動(dòng)出成品，高速沖壓技術(shù)目前在國內外得到了普遍發(fā)展。電機定轉子鐵芯級進(jìn)模的沖壓速度一般為200～400次/min,多半是在中速沖壓范圍之內進(jìn)行工作的。沖制電機定轉子鐵芯帶自動(dòng)疊片的精密級進(jìn)模對高速精密沖床技術(shù)要求是，沖床的滑塊在下死點(diǎn)精度要求較高，因為影響到定轉子沖片在模具內自動(dòng)疊片形成鐵芯過(guò)程的質(zhì)量問(wèn)題?，F在精密沖壓設備正在向著(zhù)高速度、高精度、穩定性好的方向發(fā)展，特別是近年來(lái)精密高速沖床發(fā)展很快，在提高沖制件生產(chǎn)效率方面發(fā)揮了重大的作用。高速精密沖床在設計結構方面比較先進(jìn)，制造精度又高，適合于多工位硬質(zhì)合金級進(jìn)模的高速沖壓，可以大大提高級進(jìn)模的使用壽命。

      級進(jìn)模所沖制材料是卷料形式，因此現代沖壓設備都帶有開(kāi)卷機、矯平機等輔助裝置，自動(dòng)送料裝置有：輥式、凸輪、機械無(wú)級調節式、齒輪式、數控無(wú)級調節式送料機等結構形式，分別與相適應的現代沖壓設備配套使用。由于現代沖壓設備的自動(dòng)化沖制程度高，且速度快，為充分保證模具在沖制過(guò)程中的安全性，現代沖壓設備都配備有在發(fā)生失誤情況下的電氣控制系統，如模具在沖制過(guò)程中發(fā)生故障情況，則失誤信號就會(huì )立即傳送到電氣控制系統，電器控制系統就會(huì )發(fā)出信號使沖床立即停止工作。

      目前用于沖制電機定轉子鐵芯零件方面的現代沖壓設備主要有：德國有：SCHULER舒勒、日本有：AIDA高速沖床、DOBBY高速沖床、ISIS高速沖床，美國有：MINSTER高速沖床，臺灣有：瑛瑜高速沖床等。這些精密高速沖床，具有高的送料精度、沖壓精度和機器的剛度、可靠的機器安全系統，其沖壓速度一般多在200～600次/min范圍，適合于沖制電機定轉子鐵芯的自動(dòng)疊片和帶扭斜、回轉自動(dòng)疊鉚片的結構零件。

2、電機定轉子鐵芯的現代沖模技術(shù)

2.1電機定轉子鐵芯級進(jìn)模概述

      在電機行業(yè)中，定、轉子鐵芯是電機上的重要零部件之一，它的質(zhì)量好壞直接影響到電機的技術(shù)性能。傳統制作鐵芯方法是用一般普通模具沖制出定、轉子沖片(散片),經(jīng)過(guò)齊片，再用鉚釘鉚接、扣片或氬弧焊等工藝過(guò)程制成鐵芯，對于交流電機轉子鐵芯還需用手工進(jìn)行扭轉出斜槽，步進(jìn)電機要求定、轉子鐵芯磁性能和厚度方向均勻，定子鐵芯和轉子鐵芯沖片之間分別要求旋轉一定的角度，如用傳統方法制作，效率低，精度很難達到技術(shù)要求?，F在隨著(zhù)高速沖壓技術(shù)的迅速發(fā)展，在電機、電器等領(lǐng)域，已廣泛采用高速沖壓多工位級進(jìn)模制造自動(dòng)疊片式的結構鐵芯，其中定、轉子鐵芯還可以帶扭轉疊斜槽、沖片之間帶大角度回轉疊鉚結構等，與普通沖模相比，多工位級進(jìn)模具有沖制精度高、生產(chǎn)效率高、使用壽命長(cháng)、所沖制鐵芯尺寸精度一致性好、容易實(shí)現自動(dòng)化、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是電機行業(yè)精密模具發(fā)展的方向。

      定、轉子自動(dòng)疊鉚級進(jìn)模具有制造精度高、結構先進(jìn)、帶有技術(shù)性要求高的回轉機構、計數分離機構及安全機構等，鐵芯自動(dòng)疊鉚、轉子帶扭斜疊鉚、大角度回轉疊鉚的沖制工步都是放在定、轉子沖片落料工位上完成的。級進(jìn)模上的主要零件凸模、凹模都采用硬質(zhì)合金材料，每磨一次刃口可沖150萬(wàn)次以上，模具總壽命在1.2億次以上。

2.2電機定轉子鐵芯自動(dòng)疊鉚技術(shù)

      級進(jìn)模上帶自動(dòng)疊鉚技術(shù)就是要把原來(lái)傳統制作鐵芯的工藝過(guò)程（沖出散片－齊片－鉚合）放在一副模具內完成，即在級進(jìn)模的基礎上增加了新的沖壓工藝技術(shù)，除了沖定、轉子上的軸孔、槽孔等沖片形狀要求外，增設了定、轉子鐵芯疊鉚需要的疊鉚點(diǎn)及起疊鉚點(diǎn)分離作用的計數孔的沖壓工位，并將原來(lái)定、轉子的落料工位改變成先起落料作用，然后使各沖片再形成疊鉚過(guò)程和疊片計數分離過(guò)程（以確保鐵芯厚度）的疊鉚工位，如定、轉子鐵芯需要帶扭轉、回轉疊鉚功能的，在級進(jìn)模轉子或定子落料工位的下模上要帶有扭轉機構或回轉機構，由疊鉚點(diǎn)在沖片上不斷改變或轉動(dòng)位置而實(shí)現這一功能的，從而滿(mǎn)足在一副模具內自動(dòng)完成沖片的疊鉚和回轉疊鉚的技術(shù)要求。

2.2.1鐵芯自動(dòng)疊片形成的過(guò)程是：

      在定、轉子沖片適當部位上沖出一定幾何形狀的疊鉚點(diǎn)，疊鉚點(diǎn)的形式如圖2所示，上部是凹陷形孔，下部是凸起的，然后將同一名義尺寸的上一沖片凸起部分嵌入到下一沖片的凹陷形孔時(shí)，在模具中落料凹模收緊圈內自然形成“過(guò)盈”，達到緊固連接的目的，如圖3所示。在模具內鐵芯形成的過(guò)程是，在沖片落料工位上使上一片疊鉚點(diǎn)的凸起部位正確地與下面一片的疊鉚點(diǎn)凹形孔部位重合在一起，當上面一片受到落料凸模壓力作用時(shí)，下面一片借助其外形與凹模壁摩擦所產(chǎn)生的反作用力使兩片產(chǎn)生疊鉚。

2.2.2鐵芯疊片厚度的控制方法是，在鐵芯預定的片數時(shí)，把最后一片沖片上的疊鉚點(diǎn)沖穿，使鐵芯按預定的片數分離，如圖4所示。在模具結構上設置有自動(dòng)疊片計數分離裝置，如圖5所示。

      在計數凸模上面有一個(gè)抽板機構，抽板由氣缸帶動(dòng)，氣缸動(dòng)作由電磁閥控制，電磁閥根據控制箱發(fā)出的指令而動(dòng)作。沖床每一次行程信號都輸入到控制箱里，當沖到所設定片數時(shí)，控制箱會(huì )發(fā)出信號，通過(guò)電磁閥和氣缸，使抽板動(dòng)作，從而使計數凸模達到計數分離的目的，即在沖片的疊鉚點(diǎn)上達到計量孔被沖穿和不沖計量孔的目的。鐵芯的疊片厚度可以自行設定。另外，有的轉子鐵芯的軸孔因支承結構的需要，要求沖制成有2段或3段臺肩沉孔。

      如圖6所示，級進(jìn)模上要同時(shí)完成沖制這種有臺肩孔工序要求的鐵芯，可采用上述相類(lèi)似的結構原理，模具結構如圖7所示。

2.2.3鐵芯疊鉚結構形式有兩種：第一種是密疊式，即疊鉚成組的鐵芯不需要在模具外再加壓，出模即可達到鐵芯疊鉚的結合力。第二種是半密疊式，出模時(shí)已疊鉚的鐵芯沖片之間有間隙，還需要再加壓才能保證結合力。
2.2.4鐵芯疊鉚的設置及數量的確定：鐵芯疊鉚點(diǎn)位置的選擇應根據沖片的幾何形狀確定，同時(shí)考慮到電機的電磁性能及使用要求，模具上應考慮疊鉚點(diǎn)的凸模、凹模鑲塊位置是否有干涉現象及落料凸模相應疊鉚頂桿孔位置離邊上距離的強度問(wèn)題。疊鉚點(diǎn)在鐵芯上分布應對稱(chēng)和均勻，疊鉚點(diǎn)的數量及大小應根據鐵芯沖片之間要求的結合力大小來(lái)確定，同時(shí)必須考慮到模具的制造工藝性。如鐵芯沖片之間帶有大角度回轉疊鉚的，還要考慮疊鉚點(diǎn)的等分要求等。如圖8所示。

2.2.5鐵芯疊鉚點(diǎn)的幾何形狀有：

      （a）圓柱形疊鉚點(diǎn)，適用于鐵芯的密疊式結構；

      （b）V型疊鉚點(diǎn)，該疊鉚點(diǎn)的特點(diǎn)是鐵芯沖片之間的連接強度大，適用于鐵芯的密疊式結構和半密疊式結構；

      （c）L型疊鉚點(diǎn)，該疊鉚點(diǎn)形狀一般用于交流電機轉子鐵芯的扭斜疊鉚，適用于鐵芯的密疊式結構；
2.2.6疊鉚點(diǎn)的過(guò)盈量：鐵芯疊鉚的結合力大小與疊鉚點(diǎn)的過(guò)盈量有關(guān)，如圖10所示，疊鉚點(diǎn)凸臺的外徑D與內經(jīng)d的尺寸差（即過(guò)盈量），由沖制疊鉚點(diǎn)凸模與凹模的刃口間隙確定，所以選取合適的間隙是保證鐵芯疊鉚強度以及疊鉚難易程度情況的一個(gè)重要部分。
2.3電機定轉子鐵芯自動(dòng)疊鉚的裝配方法

3.3.1直接疊鉚：在一副級進(jìn)模的轉子落料或者定子落料工步上，將沖片直接沖入落料凹模之中，當沖片疊壓于凹模和凹模下面的收緊圈內時(shí)，靠每一沖片上的疊鉚凸出部位使各沖片固定在一起。

3.3.2帶扭斜疊鉚：鐵芯上每一沖片之間要旋轉一個(gè)小角度再疊鉚，這種疊鉚方法一般多用于交流電機的轉子鐵芯上。其沖制過(guò)程是，沖床每沖一次后（即沖片沖入落料凹模之內后），在級進(jìn)模的轉子落料工步上，由轉子落料凹模、收緊圈和回轉套組成的回轉裝置旋轉一個(gè)小角度，旋轉量可以改變和調整，即沖片沖下后，就被疊鉚在該鐵芯上，接著(zhù)回轉裝置內的鐵芯再旋轉一個(gè)小角度。這樣沖制出的鐵芯即帶疊鉚又帶扭轉，如圖11所示。
      帶動(dòng)模具內回轉裝置轉動(dòng)的結構形式有二種；一是由步進(jìn)電機帶動(dòng)的轉動(dòng)結構形式，如圖12所示。
      二是由模具上模的上下運動(dòng)所帶動(dòng)的轉動(dòng)（即機械式扭轉機構），如圖13所示。
3.3.3帶回轉疊鉚：鐵芯上每一沖片之間要轉動(dòng)一個(gè)規定的角度（一般為大角度）再疊鉚，沖片之間轉動(dòng)的角度一般有45°、60°、72°、90°、120°、180°等大角度回轉形式，這種疊鉚方法可以補償由于沖制材料厚度不均勻引起的疊層積累誤差和改善電機磁性能的特性。其沖制過(guò)程是，沖床每沖一次后（即沖片沖入落料凹模之內后），在級進(jìn)模的落料工步上，由落料凹模、收緊圈和回轉套組成的回轉裝置轉動(dòng)規定的一個(gè)角度，每次轉動(dòng)的規定角度要精確。即沖片沖下后，就被疊鉚在該鐵芯上，接著(zhù)回轉裝置內的鐵芯再轉動(dòng)規定的角度。這里回轉是以每一沖片鉚點(diǎn)數為基礎的沖制過(guò)程。帶動(dòng)模具內回轉裝置轉動(dòng)的結構形式有二種；一是由高速沖床曲軸運動(dòng)所輸送出來(lái)的轉動(dòng)，通過(guò)萬(wàn)向節、連接法蘭和聯(lián)軸器等帶動(dòng)回轉驅動(dòng)裝置，然后回轉驅動(dòng)裝置帶動(dòng)模具內的回轉裝置轉動(dòng)。

如圖14所示。
      二是由伺服電機帶動(dòng)的轉動(dòng)（需配備專(zhuān)用電器控制器），如圖15所示。一副級進(jìn)模上的帶回轉形式可以是單回轉形式，也可以是雙回轉形式，甚至是多回轉形式，它們之間回轉的角度可以相同也可以不同。
2.3.4帶回轉扭斜疊鉚：鐵芯上每一沖片之間要轉動(dòng)一個(gè)規定的角度再加上一個(gè)扭斜小角度（一般為大角度＋小角度）再疊鉚，這種疊鉚方法用于鐵芯落料外形是圓形的形狀，大回轉用于補償由于沖制材料厚度不均勻引起的疊層積累誤差，小的扭轉角度是交流電機鐵芯性能所需要的轉動(dòng)。其沖制過(guò)程與前面的沖制過(guò)程相同，不同的形式是轉動(dòng)角度大而且不是整數。目前帶動(dòng)模具內回轉裝置轉動(dòng)的常用結構形式是用伺服電機帶動(dòng)的（需配備專(zhuān)用電器控制器）。

3.4扭轉和回轉運動(dòng)的實(shí)現過(guò)程
3.5回轉安全機構

      由于級進(jìn)模在高速沖床上進(jìn)行沖制，對于帶大角度回轉模具結構，如果定、轉子沖片落料外形不是圓形，而是方形或帶有齒形等異形的形狀時(shí)，為保證每次落料凹?；剞D停留的位置正確無(wú)誤，確保落料凸模和凹模零件的安全，在級進(jìn)模上必須設置有回轉安全機構?；剞D安全機構的形式有：機械安全機構和電器安全機構。

3.6電機定轉子鐵芯現代沖模的結構特點(diǎn)

電機定轉子鐵芯級進(jìn)模的主要結構特點(diǎn)有：

      1.模具采用雙導向結構，即上下模座靠四根以上大的滾珠式導柱導向，各卸料裝置與上下模座有四根小導柱導正，保證模具有可靠的導向精度；

      2.從方便制造、檢測、維修、裝配上的技術(shù)考慮，模具板料采用較多拼塊式結構和組合式結構；

      3.除了有級進(jìn)模的常用結構如步距導正系統、卸料系統（由卸料板主體和分體式卸料板組成）、導料系統和安全系統（誤送檢測裝置）外，有電機鐵芯級進(jìn)模特殊的結構：如鐵芯自動(dòng)疊片的計數分離裝置（即抽板結構裝置）、沖制鐵芯疊鉚點(diǎn)結構及鐵芯落料疊鉚點(diǎn)頂桿結構、沖片落料再疊鉚的收緊結構、扭轉或回轉裝置、大回轉的安全裝置等；

      4.由于級進(jìn)模主要零件凸模與凹模材料常用硬質(zhì)合金，從加工特點(diǎn)和材料的價(jià)格因素方面考慮，凸模采用壓板式固定形式結構、凹模采用鑲拼式結構形式，便于裝配和更換。

3、電機定轉子鐵芯現代沖模技術(shù)的現狀及發(fā)展
      目前，我國電機定轉子鐵芯現代沖模技術(shù)主要體現在以下幾個(gè)方面，其設計制造水平已接近國外同類(lèi)模具的技術(shù)水平：

      1.電機定轉子鐵芯級進(jìn)模的整體結構（包括雙導向裝置、卸料裝置、導料裝置、步距導向裝置、限位裝置、安全檢測裝置等）；

      2.鐵芯疊鉚點(diǎn)結構形式；

      3.級進(jìn)模上帶自動(dòng)疊鉚技術(shù)、帶扭斜、回轉技術(shù)；

      4.沖制出鐵芯的尺寸精度和鐵芯牢度；

      5.級進(jìn)模上主要零件的制造精度、鑲拼精度；

      6.模具上選用標準件零件程度；

      7.模具上主要零件材料的選用；

      8.模具主要零件的加工設備。

      隨著(zhù)電機品種的不斷發(fā)展、創(chuàng )新和裝配工藝的更新，對電機鐵芯的精度要求越來(lái)越高，這對電機鐵芯級進(jìn)模提出了更高的技術(shù)要求，其發(fā)展趨勢是：

      1.模具結構的創(chuàng )新應成為電機定轉子鐵芯現代沖模技術(shù)發(fā)展的主旋律；

      2.模具整體水平向超高精密和更高技術(shù)方向發(fā)展；

      3.電機定轉子鐵芯帶大回轉加扭斜疊鉚技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展；

      4.電機定轉子鐵芯沖模向多排樣、無(wú)搭邊、少搭邊沖壓技術(shù)方向發(fā)展；

      5.隨著(zhù)高速精密沖床技術(shù)的不斷發(fā)展，模具應適合更高沖壓速度的需要。

4、結束語(yǔ)

      另外，還必須看到，設計制造電機定轉子鐵芯的現代沖模除了必須有現代模具制造設備即精密加工機床來(lái)保證外，還必須有一批實(shí)際經(jīng)驗豐富的設計和制造人員，這是制造精密模具的關(guān)鍵所在。隨著(zhù)制造業(yè)的國際化，我國模具行業(yè)正在迅速與國際接軌，提高模具產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)化是模具制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，特別是在現代沖壓技術(shù)迅速發(fā)展的今天，電機定轉子鐵芯零件的現代沖壓技術(shù)將得到廣泛應用。

      轉載請說(shuō)明來(lái)自西安泰富西瑪電機（西安西瑪電機集團股份有限公司）官方網(wǎng)站：http://dcmarijuanacard.com/zixun/dianjibaike182.html

      以上內容由西安泰富西瑪電機（西安西瑪電機集團股份有限公司）網(wǎng)絡(luò )編輯部收集整理發(fā)布，僅為傳播更多電機行業(yè)相關(guān)資訊及電機相關(guān)知識，僅供網(wǎng)友、用戶(hù)、及廣大經(jīng)銷(xiāo)商參考之用，不代表西安泰富西瑪電機同意或默認以上內容的正確性和有效性。讀者根據本文內容所進(jìn)行的任何商業(yè)行為，西安泰富西瑪電機不承擔任何連帶責任。如果以上內容不實(shí)或侵犯了您的知識產(chǎn)權，請及時(shí)與我們聯(lián)系，西安泰富西瑪電機網(wǎng)絡(luò )部將及時(shí)予以修正或刪除相關(guān)信息。