铁芯片成形工艺与模具设计

熊保玉



铁芯片成形工艺与模具设计

熊保玉

铁芯片是电机中重要的组成部分，其主要特点是尺寸小、形状复杂、厚度薄、精度高等。本文通过对铁芯片片冲压成形工艺进行过程及成形的难点的分析；确定了其成形工艺方案和优化了模具结构设计。结果表明该模具结构合理，提高了产品精度和保证产品质量的稳定性。

零件的工艺分析

图1所示为铁芯片，该冲裁件属结构简单的板状制品，冲裁件在形状上为左右对称结构，材料为：D21硅钢，属于电工硅钢，具有良好的冲压性能。材料厚度为0.35mm，制件精度为IT8 级，零件无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部最小圆形孔尺寸为∅5mm，满足冲裁最小孔径dmin≥1.0t=0.6mm的要求。所以该零件的结构满足冲裁的要求。焊片产品要求表面光滑，毛刺高度≤0.1mm，产品要大批量生产。该材料抗拉强度≥320MPa，延伸率≥28%，有相当高的强度，又具有一定的冷成形性能。从图1所示可以看出，铁芯片包含有落料和冲孔两个工序，精度要求较高。

工艺方案制定

从产品尺寸中可以看出，厚度适中，属于普通冲压件。该产品整体形状尺寸和表面精度要求高。冲压过程中要注意以下几点：

1）有制件有2个Ø5和一个Ø6的小孔设计凸模应注意；

2）制件的外形较复杂加工时应注意位置精度；

3）有一定的批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

根据零件生产批量，尺寸精度、材料种类与厚度、选择模具导向方式、定距方式及卸料方式等、通过上述分析可以有两种工艺方案。

方案一：落料-冲孔级进冲压。采用级进模生产，材料利用率高模具寿命高，工作效率较高。

方案二：冲孔-落料复合冲压。采用复合模生产，冲裁出的产品精度高，不受送料误差的影响，内外形状相对位置一致性好，冲件表面较为平整，适合冲薄料。

方案一需要一副模具，生产效率高，模具尺寸较大，成本高，工件精度难以达到要求。

方案二也需要一副模具，成本低，生产效率高也可满足尺寸产品的尺寸要求。符合铁芯片尺寸和形状要求，故选用方案二。

排样设计

合理的排样和选择适当的搭边值，是提高材料利用率、降低成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。其中，排样的设计则包括排样图的设计、搭边值和条料宽度的确定、侧刃的选择都于排样有关，并且排样设计还直接决定模具结构设计。

通过分析产品工艺方案的分析，综合模具寿命和产品质量，该冲件产品排样方式如图2所示较合理。

模具结构设计

铁芯片的模具结构如图3所示，设计特点如下：

图1　铁芯片零件尺寸

图2　铁芯片排样图

（1）该模具结构我们采用中间导柱模架，不但保证模具的导向精度和稳定性，而且还保证了模具冲裁间隙的均匀性和产品质量的稳定性。

（2）由于该铁芯片采用复合模，条料的步距依靠挡料销保证，条料的导向靠导料销来保证，这样的定距和导向装置条料可实现自动送料机构进行送料，降低了条料送料误差，大大提高冲压生产效率。

（3）模具结构中卸料装置采用弹压卸料和上出件，卸料力的大小可以通过下模卸料螺钉和橡胶（弹簧）来调整，这样就有力保证板料在冲压过程的平面度，防止板料变形。冲压产品通过上模的打杆、打板和推件块来卸制件。

（4）整副模具的设计过程中遵循便于制造、维修、降低成本和易于实现自动化操作等原则。通过该产品的模具结构分析，该结构满足上面的设计原则。

结束语

铁芯片模具结构，经过实际的应用，该模具结构合理、加工简单、操作方便、工作效率高、零件成形质量好、模具成本低、制造和维修方便。保证了产品的精度要求。该模具结构是一副高效率、高质量的模具，对其他类式产品的模具设计有很大的参考价值。

图3　模具结构

熊保玉

四川信息职业技术学院机电工程系

熊保玉 （1980-）男，汉族，硕士，讲师，研究方向为模具设计与制造、模具CAD/CAM、数控加工。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.039