铁心制造工艺丨铁心冲片的冲制工艺

2018年12月09日 公司新闻 333 views

按照铁心冲片形状的不同,铁心冲片分为圆形冲片、扇形冲片和磁极冲片。

在中小型交流电机和直流电机电枢铁心中通常都采用圆形冲片。电工钢板的最大宽度为1000mm。考虑冲制的搭边量后,圆形冲片的外径应不超过990mm。汽轮发电机、水轮发电机和其他大型电机的铁心,均采用扇形冲片。直流电机和同步电机的磁极铁心常用磁极冲片压装而成。图2-2所示为典型的铁心冲片。

冲片质量对电机性能的影响很大,其主要技术要求如下:

  • 冲片的外径、内径、轴孔、槽形以及槽底直径等尺寸,应符合图样要求。

  • 定子冲片毛刺不大于0.05mm。用复式冲模冲制时,个别点不大于0.1mm。转子冲片毛刺不大于0.1mm。

  • 冲片应保证内、外圆和槽底直径同轴,不产生椭圆度。如对Y160~280电机定子冲片内外圆同轴度要求不大于0.06mm。

  • 槽形不得歪斜,以保证铁心压装后槽形整齐。

  • 冲片冲制后,应平整而无波浪形。对于涂漆冲片,单面漆膜厚度为0.1~0.15mm(双面为0.25mm),表面应均匀、干透、无气泡及斑块。

  • 铁心冲片内外圆的特色槽

    如图2-3所示在定子冲片外圆上冲有鸠尾槽,以便在铁心压装时安放扣片,将铁心紧固。在定子冲片外圆上还冲有记号槽,其作用是保证叠压时按冲制方向叠片,使毛刺方向一致,并保证将同号槽叠压在一起,使槽形整齐。转子冲片的轴孔上冲有键槽和平衡槽。叠片时键槽起记号槽作用;转子铸铝时键槽与假轴斜键配合,以保证转子槽斜度。平衡槽主要使转子减少不平衡度。

    硅钢片的剪裁

    许多工厂制造铁心冲片的第一道工序,是将整张硅钢片在剪床上剪成一定宽度的条料。条料的宽度应略大于铁心冲片的外径留有适当的加工余量,以保证冲片的质量。如图2-4所示为硅钢片的裁剪。

    硅钢片是一种重要的合金钢材,在电机制造中用量很大,因此在设计和工艺上,必须采取一系列措施,提高其利用率。

    1规定最小的搭边量C

    搭边量太大使利用率降低。搭边量太小,在送料时硅钢片的剪裁过程中硅钢片容易被拉断和被拉入凹模,产生毛刺,并降低冲模寿命;还容易使定子冲片产生缺角现象。小型异步电动机冲片采用的搭边量C一般为5~7mm。

    2合理选择定子铁心外径D

    在电机设计中,定子铁心外径的选择要结合硅钢片尺寸(a×b)和最小搭边量C来考虑,以保证有较高的利用率。

    3实行套裁

    为了提高硅钢片的利用率,许多工厂实行套裁。套裁就是合理安排冲片的位置,通过减少外部余料,来提高硅钢片的利用率。套裁的方法有错位套裁和混合套裁,如图2-5、图2-6所示。

    混合套裁时,由于冲片的直径不同将增加操作和生产管理上的困难,所以用得较少。

    4充分利用余料

    充分利用“内部余料”和“外部余料”。大电机冲片轴孔冲下来的“内部余料”可以用来冲制小电机的冲片,边角余料也可以用来冲制小型电机冲片。

    在铁心制造中由于窄卷料或条料单排冲制,材料利用率较低,只能达到70%~77%

    为了更有效地利用电工钢板,降低产品成本,国内外一些电机制造厂很注重提高材料利用率。有的厂家采用计算机控制错位套裁新工艺,可使材料利用率提高6%~10%。日本三菱新城工厂采用双排级进冲,而且冲片没有搭边,使材料利用率大为提高异步电动机定子冲片和转子冲片的技术要求如图2-7、图2-8所示。

    铁心冲片的冲制方法

    定子、转子冲片有以下几种冲制方法,它们所要求的冲模各不相同。

    1单冲

    每次冲出一个连续的(最多有一个断口的)轮廓线。例如轴孔及键槽,一个定子槽或一个转子单冲的优点是单式冲模结构简单、容易制造、通用性好,生产准备工作简单,要求冲床的吨位小。它的缺点是冲制过程是多次进行的,不可避免地带来定子冲片内外圆同轴度的误差,以及定子槽和转子槽的分度误差,因此冲片质量较差,劳动生产率不高。单冲主要用于单件生产或小批量生产中,能减少工装准备的时间和费用。此外,在缺少大吨位冲床时也常常采用单冲。

    2复冲

    每次冲出几个连续的轮廓线。例如能一次将轴孔、轴孔上的键槽和平衡槽以及全部转子槽冲出,或一次将定子冲片的内圆和外圆冲出。复冲的优点是劳动生产率高,冲片质量好。

    缺点是复式冲模制造工艺比较复杂,工时多,成本高,并要求吨位大的冲床。复冲主要用于大批量生产中。

    3级进冲

    将几个单式冲模或复式冲模组合起来,按照同一距离排列成直线,上模安装在同一个上模座上,下模安装在同一个下模座上,就构成一副级进式冲模。冲模内有四个冲区:第一个冲区冲轴孔、轴孔上的键槽和平衡槽以及全部转子槽和两个定位孔;第二个冲区冲鸠尾槽、记号槽和全部定子槽;第三个冲区落转子冲片外圆;第四个冲区内落定子冲片外圆。这样,条料进去后,转子冲片和定子冲片便分别从第三个冲区和第四个冲区的落料孔中落下,自动顺序顺向迭放,如图2-9所示。

    级进冲的优点是劳动生产率较高,缺点是级进式冲模制造比较困难。级进冲主要用于小型及微型电机的大量生产,因为功率大的电机冲片尺寸大,将几个冲模排列起来,冲床必须有较大的吨位和较大的工作台。级进冲只有使用卷料时,才能发挥其优点。

    以上几种冲制方法各有其优缺点和应用范围,应根据工厂生产批量的大小、模具制造能力及冲床设备条件等,在努力提高劳动生产率和冲片质量的前提下,将它们适当地组合起来,发挥各自的优点,避免缺点,满足发展生产的需要。

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