方形步進(jìn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子自動疊片級進(jìn)模設(shè)計
馬漣生
常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇常州 213164
摘要：敘述了用一副高精度多工位級進(jìn)模來自動沖制方形步進(jìn)電機(jī)定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，介紹了沖壓方形步進(jìn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片的排樣圖和鐵芯的疊片原理，并介紹了級進(jìn)模常用的結(jié)構(gòu)形式。
關(guān)鍵詞：定子鐵芯；轉(zhuǎn)子鐵芯；雙回轉(zhuǎn)；疊片；級進(jìn)模
0 引言
在微電機(jī)行業(yè)中，定、轉(zhuǎn)子鐵芯是電機(jī)的重要部件，它的質(zhì)量好壞，直接影響到電機(jī)技術(shù)性能，其中步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)要求比較高：第一，步距角要求，靠定子鐵芯沖片與轉(zhuǎn)子鐵芯沖片的極齒之間等分度來保證；第二，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯磁性能均勻和鐵芯厚度尺寸要求均勻，需要靠定子鐵芯沖片之間的疊片和轉(zhuǎn)子鐵芯沖片之間的疊片間每疊一片要轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度來保證。如果用過去制造鐵芯工藝：先用普通模具沖出散片，經(jīng)過齊片，再用鉚釘?shù)确椒ㄖ瞥设F芯，這樣的制造方法是不能夠保證步進(jìn)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵芯的技術(shù)要求的，而且不適應(yīng)步進(jìn)電機(jī)大批量生產(chǎn)需要。隨著沖壓生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，已廣泛采用高速沖壓多工位級進(jìn)模來生產(chǎn)帶回轉(zhuǎn)自動疊片式的電機(jī)鐵芯。本文主要介紹方形步進(jìn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子自動疊片級進(jìn)模在一副高精度、多工位級進(jìn)模上沖制出該電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯。定、轉(zhuǎn)子鐵芯產(chǎn)品如圖1所示，其沖制過程是，從沖制條料（卷料）通過校平機(jī)、自動送料器、自動加油潤滑裝置等進(jìn)入多工位級進(jìn)模，通過13工位的沖壓，到轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯從模具中通過輸送帶輸送出來，所留條料搭邊有沖床專用廢料刀切斷，整個過程都是自動進(jìn)行的，如圖2所示。該副級進(jìn)模主要工作零件凸模、凹模采用硬質(zhì)合金材料，具有制造精度高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、帶有技術(shù)性高要求的雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和安全機(jī)構(gòu)，適用于鐵芯的大批量生產(chǎn)，并且模具具有使用壽命長的特點(diǎn)。
1 定轉(zhuǎn)子鐵芯的疊片方法
1.1 直接疊片
將沖片直接沖入凹模中，當(dāng)沖片疊壓在凹模內(nèi)時，靠每一沖片上的疊片凸出部位使沖片固定在一起。
1.2 帶扭轉(zhuǎn)疊片
鐵芯上每一沖片之間要扭轉(zhuǎn)一個小角度再疊片。沖床每沖壓一次后，模具內(nèi)一個部件旋轉(zhuǎn)一個小角度，旋轉(zhuǎn)量可以改變和調(diào)整。沖片被沖下后，鐵芯旋轉(zhuǎn)，接著被疊壓在下一沖片的鐵芯上。此疊片方式一般多用于交流電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯上。
1.3 帶回轉(zhuǎn)疊鉚
鐵芯上每片沖片要轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度（一般為大角度）再疊鉚。沖床每沖一次后，模具內(nèi)一個部件轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，每次轉(zhuǎn)動的規(guī)定角度要精確。沖片沖下后就被疊壓在鐵芯上，接著鐵芯再轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度。此疊片方法可補(bǔ)償疊片厚度方向尺寸的變化。
該副級進(jìn)模屬帶回轉(zhuǎn)疊片模具，轉(zhuǎn)子鐵芯沖片之間和定子鐵芯沖片之間都旋轉(zhuǎn)各自規(guī)定的角度再疊片，模具上要帶雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，雙回轉(zhuǎn)疊片技術(shù)要求較高。
2 沖壓工藝分析
2.1 疊壓點(diǎn)選擇
由沖壓產(chǎn)品圖可知，定、轉(zhuǎn)子沖片材料為冷軋電工鋼帶DW470，厚度為0.5mm，經(jīng)過對定轉(zhuǎn)子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝分析，再根據(jù)定、轉(zhuǎn)子沖片之間旋轉(zhuǎn)角度的要求，轉(zhuǎn)子鐵芯沖片上選擇5個等分的圓柱形疊壓點(diǎn)，定子鐵芯沖片上選擇24個均布的圓柱形疊壓點(diǎn)。
2.2 排樣圖設(shè)計
排樣圖如圖3所示，條料寬度為62mm，步距為58.5mm，共分13個工步：
（1）沖導(dǎo)正孔、轉(zhuǎn)子軸孔和定子上的4個小孔；（2）沖轉(zhuǎn)子計量孔；
（3）沖轉(zhuǎn)子疊鉚孔；（4）空步；（5）轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)落料；（6）空步；
（7）沖定子極槽；（8）沖定子內(nèi)孔；（9）沖定子計量孔；（10）沖定子齒槽；
（11）沖定子疊鉚孔；（12）空步；（13）定子回轉(zhuǎn)落料。
3 模具結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
3.1模具基本組成部分
雙回轉(zhuǎn)疊片級進(jìn)模結(jié)構(gòu)如圖4所示。模具由7部分組成：
（1）模具主體；（2）轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；（3）轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；
（4）轉(zhuǎn)子鐵芯排出機(jī)構(gòu)（輸送帶）；（5）定子回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；（6）定子回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；（7）定子鐵芯排出機(jī)構(gòu)(輸送帶)。
3.2 模具主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
在模具主體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為確保鐵芯疊鉚的精度和制造中的工藝要求，考
慮了兩個較突出的問題：一是采用雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，即上下模座靠6根大的滾珠導(dǎo)
套導(dǎo)向外，另外在每個卸料板與上下模座之間有4根滾珠小導(dǎo)柱導(dǎo)正，如圖5
所示。二是采用較多的鑲拼式結(jié)構(gòu)，以保證制造、檢測和維修、更換的方便。
3.2.1 凸模、凹模設(shè)計
凸模固定形式采用壓板式或用螺釘緊固，便于更換和維修。凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，用圓柱銷定位，確保精度。
3.2.2 卸料系統(tǒng)和模架
卸料板采用組合式，即由卸料板主體和鑲拼件組成。卸料板主體共三塊，每塊分別有四個小導(dǎo)柱與上下摸座上的滾珠導(dǎo)套相配，作為卸料裝置的導(dǎo)向。另外采用極重負(fù)荷矩形彈簧來確保足夠大的卸料、壓緊力和卸料的穩(wěn)定性。
3.2.3 回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)
如圖6所示，是轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和定子回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)時由皮帶輪通過鍵帶動回轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)進(jìn)行回轉(zhuǎn)。該副級進(jìn)模的回轉(zhuǎn)精度要求比較高。
3.2.4 導(dǎo)料系統(tǒng)和導(dǎo)正系統(tǒng)
采用側(cè)導(dǎo)板導(dǎo)料，在凹模上裝有頂料銷，便于條料移動。條料定距采用導(dǎo)正銷導(dǎo)正，保證步距精度。導(dǎo)正銷材料選用硬質(zhì)合金。
3.2.5安全保護(hù)裝置
上下模座上設(shè)有6個限位柱，控制上下模之間的距離和疊鉚點(diǎn)的深度。為防止發(fā)生誤送料故障，設(shè)計有微動開關(guān)進(jìn)行誤送檢測。
4 結(jié)束語
該副級進(jìn)模研制，為方形步進(jìn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵芯的自動化、大批量生產(chǎn)創(chuàng)造可靠的條件， 同時也解決了在一副模具上同時沖制出步進(jìn)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵芯技術(shù)的難題。帶回轉(zhuǎn)和自動疊片技術(shù)在電機(jī)模具行業(yè)是一門新技術(shù)，配合高速沖床，實(shí)現(xiàn)高速自動化作業(yè)，能使沖壓電機(jī)鐵芯生產(chǎn)效率大幅度提高，成為電機(jī)行業(yè)中沖壓模具發(fā)展的方向。
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