小型电机转子冲片复合模结构设计及制造

任银兵，李艮凯，李小锋，刘保平

中车永济电机有限公司（山西永济 044502）

1 引言

图1所示的转子冲片材料为硅钢片，料厚0.35mm。其用量大而且尺寸精度要求高，技术要求冲片毛刺小于0.02mm，平面度不大于0.03mm。要求仅用一副模具完成转子外径、轴孔型腔、8-ϕ25mm、8-ϕ8mm、8-ϕ4mm及16处磁钢槽的冲制，且16处磁钢槽距转子外径壁厚仅为1.5mm，转子外径ϕ227mm与轴孔内径ϕ65mm同心度要求小于0.025mm，模具结构设计及制造难度都非常大。

图1 转子冲片示意图

2 模具结构设计及制造工艺

该冲片外形小，冲片外圆仅为ϕ227mm。孔大小不一而且分布比较密集，其中16处磁钢槽距转子外径壁厚仅为1.5mm。考虑到冲裁力、模具的刚性。结构设计比较困难，由于客户要求仅用一副模具完成整个冲片的冲裁。经过研究决定，模具结构采用复合模，价格较低，但对后期的加工精度要求比较高，具有一定的难度。模具必须采用高精度的标准件：导向系统采用无间隙滚珠导向系统、凸模采用厌氧胶粘接装配；关键零件凹模、凸凹模、凸模材料全部采用Cr12Mo1V1，模具采用无磁性的打料钉上打料结构，模具结构如图2所示。

（1）模架导向系统采用新式可拆卸滚珠导向系统，精密滚珠导向的结构形式，既能保证模具的高精度，又能提高模具的使用寿命，维修方便。

（2）凸凹模（见图3）、凹模（见图4）采用整体结构，考虑零件刚性要求，刃口采用直刃口，材料选用Cr12Mo1V1，厚度35mm。粗加工后热处理，淬火硬度为凸凹模58～62HRC、凹模60～64HRC，两者均深冷处理，回火去内应力。线切割慢走丝加工两遍，有效保证各尺寸精度及形位公差。固定方式为螺钉把紧，销钉定位。

（3）卸料板与凸凹模配合为间隙配合单边间隙0.08mm，推板与凸模及凹模配合为小间隙配合单边间隙0.02mm，既满足了卸料的要求，同时又有效的保护凸模；卸料板、推板、垫板采用45钢热处理43～48HRC，这样既增加了强度，又增加了刚性，有效的防止了因卸料板、推板的变形而引起冲片的变形。

（4）固定板与凸模固定方式采用厌氧胶粘接，组装后平磨接平，上、下模座平行度及平面度不大于0.02mm。

（5）模具采用无磁打料钉上打料，打料钉贯穿上垫板、上模座（见图5），轴孔打料钉直接与打板连接固定，其他各孔及磁钢槽打料钉直接挂在上模座打板槽平面上，便于拆装。

图2 模具总装图

图3 凸凹模

图4 凹模

图5 上模座

模具组装验证时，推板推料不畅。由于使用弹簧太小，推进力不够，单靠螺堵顶出弹簧冲制过程中，螺纹容易松动，需要不定期人工紧固螺堵，不方便操作，而推板间隙只有单边0.02mm，考虑到加工过程中变形问题，导致局部位置滑动不顺畅，冲制时推板不能很好弹起。

3 解决方案

通过现场跟踪分析，对下模体原设计方案进行改进，设计出图6所示推料机构。改进后的模具结构推料畅顺，满足了生产要求。

图6 改进后下模结构

4 结束语

模具交付用户后，试模一次成功，冲片尺寸符合图纸要求，冲片毛刺小于0.02mm，表面平整，达到了批量生产的要求。该模具投入生产运行后使用效果良好，并且性能稳定，平均一次刃磨可冲制5.5万片，最高时达到19万片，给用户带来较好的经济效益。