一种风电产品扣接端板及模具工艺

2023-12-25任银兵薛金良李宾飞李艮凯

金属加工(冷加工) 2023年12期

任银兵，薛金良，李宾飞，李艮凯

中车永济电机有限公司山西永济 044502

1 序言

目前直驱风力发电机定子端板采用厚度0.65mm表面带自粘漆的冲片，再将定子冲片200片分成10份放在叠压装置中，经整形、校正和定位固定后，不齐度小于0.1mm时叠好，叠好后的定子扇形冲片送入油压机加压、加热180℃、保温2h及保压，最后制成13mm的成品粘接端板，叠压后粘接端板组装在铁心上下两层，对中间叠压的冲片起到压紧和定位作用。

风电冲片叠压时，中间采用通风槽板间隔，上下端采用自粘接端板。自粘接端板在加热过程中因表面的自粘漆而易产生滑片，在加压过程中定子冲片会存在压应力的释放，严重影响成形后的端板成形尺寸、不齐度、垂直度、叠压系数和磁极铁心叠压片的粘接强度，故成品的废品率较高。而且粘接端板均为进口材料，价格昂贵，采购成本较高。2020年由于市场形势转变，进口自粘接端板无法保证正常供货，生产周期长。自粘接端板冲片上面涂层胶，与普通材质的冲片相比，对模具也有一定的影响。

2 制定目标

与风电产品技术人员沟通，了解端板的使用环境及质量要求。自主设计、制作端板扣点、叠压模具，与自粘接端板进行性能、价格对比。主要需考虑扣点叠压后的承受力、齿胀是否满足要求。减少热压成形工序，降低发电机粘接端板材料的采购成本，降低废品率，提高冲裁模具的使用寿命，扣点模具标准化[1]，其他风电产品系列的端板也可按此进行工艺方案的改进。

3 解决方案

根据目标，提出解决方案如下。

1）利用级进模具的扣点、叠压技术[2]，设计定子冲片扣点、叠压单工序模具。

根据风电产品定子端板的参数技术要求，设计了扣点大小、位置以及冲扣点的深度要求[3]，扣点冲片如图1所示。设计扣点模具（见图2、图3）、叠压模具（见图4、图5），模具性能符合设计要求。

图3 扣点模具实物

图4 叠压模具设计

图5 叠压模具实物

取40张扣接冲片，其中一张为透片，完成叠压（见图6）。对叠压好的冲片即扣接端板（见图7）施加35MPa的压力，保压0.5h，确保扣接牢靠，不齐度小于0.1mm。清理槽内杂物，确保无凸片、毛刺、油污、开裂及生锈等现象。

图6 冲片叠压

图7 扣接端板实物

2）叠压成品后，根据端板技术要求进行技术参数验证。对扣接端板分别进行齿部形变测试、径向位移测量及剥离测试（见图8～图10）。①齿部形变测试：以单个齿为单位，将扣接端板根部虚线区域固定，在虚线区域外齿部上端面均匀施加450N的力，要求齿部变形<2mm。②径向位移测量：将扣接端板下侧固定，上部径向施加每个扣点5kN的力，冲片不允许有相对位移。③剥离测试：以单个齿为单位，使用450N的力进行分离测试，不得有分离、脱落等现象。