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微型電機轉(zhuǎn)子沖片先進的沖裁工藝

2012-09-12 11:52:46胡旭東浙江省紹興縣職業(yè)教育中心
鍛造與沖壓 2012年8期
關(guān)鍵詞:工步沖片軸孔

文/胡旭東·浙江省紹興縣職業(yè)教育中心

作者:胡旭東

微型電機轉(zhuǎn)子沖片先進的沖裁工藝

文/胡旭東·浙江省紹興縣職業(yè)教育中心

作者:胡旭東

微型電機轉(zhuǎn)子沖片尺寸小、精度高、材料薄、材質(zhì)軟、形狀復雜、曲邊形較多、形位公差要求高,在大批量生產(chǎn)中,宜采用高精度復合模將其一次沖出,安全、降耗、高效。

微型電機轉(zhuǎn)子沖片如圖1所示,其結(jié)構(gòu)尺寸精度:中心轉(zhuǎn)子軸孔為φ3.2+0.018mm,外圓為φ16.1-0.10mm,外圓相對于轉(zhuǎn)子軸孔的同軸度為0.02mm,在硅鋼片的φ(12.9±0.02)mm位置上,分別有12只槽孔作等分360°均布,等分精度要求不超過±5′,由于槽的形狀尺寸較大,使槽與槽之間的寬度只有(1.05±0.02)mm;微型電機轉(zhuǎn)子沖片的位置尺寸φ(12.9±0.02)mm、φ(7.2±0.02)mm以及φ16.1-0.10mm相對于轉(zhuǎn)子軸孔φ3.2+0.018mm的同軸度要求分別為φ0.01mm和φ0.02mm。沖片材料為硅鋼片,厚度為0.2mm,現(xiàn)為批量生產(chǎn),確定其加工工藝方案。

轉(zhuǎn)子沖片的工藝分析

轉(zhuǎn)子沖片是典型的沖裁件,其特點是尺寸小、精度高、材料薄、材質(zhì)軟、形狀復雜、曲邊形較多、形位公差要求高。尺寸精度除外圓φ16.1-0.10mm要求不高外,其余尺寸均要求高精度。需要采用IT7級以上的沖裁模,才能滿足零件的精度要求。為了保證高精度的孔中心距,需對槽形孔一次沖出,為了保證同軸度,必須采用高精度的復合模。

沖裁工藝方案的論證

根據(jù)以上的工藝分析,一般有以下4種沖裁工藝方案:

圖1微型電機轉(zhuǎn)子沖片

其一,采用兩次工序進行沖壓:工序1用復合模沖成墊圈半成品;工序2用裝有分度裝置的沖槽模進行單槽沖壓,每沖一槽即將工件轉(zhuǎn)過30°,依次沖出12個槽形,如圖2所示。

圖2沖裁工藝方案一

其二,采用兩次工序進行沖壓:工序1仍為復合模沖成墊圈半成品;工序2用沖槽模將12個槽形一次沖出,如圖3所示。

圖3沖裁工藝方案二

圖4沖裁工藝方案三

其三,采用三步連續(xù)模在一次工序中將轉(zhuǎn)子片沖出:第一步?jīng)_出φ3.2+0.018軸孔和兩個工藝孔,第二步?jīng)_出12個槽形,第三步外形落料,如圖4所示。

其四,采用復合模,一次將軸孔、槽形及外形全部沖出。

現(xiàn)對以上4種工藝方案進行論證:

第一方案的優(yōu)點是模具制造簡單,制造成本低,且沖壓力也小,只需要噸位較小的沖床設(shè)備就可以。缺點是需要兩次沖壓工步,且第二次工步又是單槽沖壓,沖槽時需要多次分度定位,每沖一槽旋轉(zhuǎn)30°位置,這樣既給操作者帶來不便,又使工件的積累誤差增大,同時,對這樣小的零件來說,在第二次工步中的送料也是不夠安全的。所以此方案只有在小批量生產(chǎn)試制或精度要求不高時才適用。

第二方案與第一方案基本相同,其特點是可一次沖出12個槽形,所以它在減小分度積累誤差上有了較大的提高,生產(chǎn)效率也較好。但在沖槽時仍然以內(nèi)孔定位,在實際生產(chǎn)過程中,當內(nèi)孔與模具定位芯棒存在一定間隙時,那么沖孔時,由于孔本身橢圓度或者毛刺等缺陷的存在,要保證內(nèi)孔與外圓同軸度在φ0.02mm以內(nèi),是很難做到的,再則當?shù)诙經(jīng)_槽時,由于零件較小,在實際操作中對操作者來說也是不安全的。所以第二方案只適于精度要求不高的中型電機轉(zhuǎn)子沖片在中批生產(chǎn)時采用。

第三方案為采用連續(xù)模,此連續(xù)模的沖裁過程是三個工步的連續(xù)。第一工步為沖出兩個工藝孔和工件的中間孔,第二工步為一次沖出12個槽形,第三工步為落料。三工步在送給機構(gòu)的帶動下,實現(xiàn)各個工步之間的連續(xù)性。該工藝方案操作方便,生產(chǎn)效率高。但其主要缺點是沖出的轉(zhuǎn)子沖片中心孔與外圓的同軸度完全由工藝孔的穩(wěn)定性來保證,當工藝孔精度要求達不到,或者送料機構(gòu)穩(wěn)定性、可靠性不好時,會造成孔與槽、槽與孔、孔與外圓之間的形位公差精度降低,影響轉(zhuǎn)子沖片的精度,當沖出的片子疊壓成轉(zhuǎn)子,裝成整機后,會造成電機聲音增大,輸出扭矩減小,嚴重影響整機的產(chǎn)品質(zhì)量。且此方案中為了沖工藝孔,加寬了帶料的寬度,還有第二工步與第三工步之間存在著一定的空位,這兩者結(jié)合,使材料的利用率降低近四分之一,再則連續(xù)模的加工成本要比前兩者方案中的成本高兩倍。

第四方案是將各工序復合一次沖成,送料采用棘輪定時自動送料。復合模沖裁時,零件的精度要求主要取決于模具的制造精度。復合模中的上模采用12槽凸模和中間孔凸模,同時采用壓力機挺桿加上法蘭內(nèi)打塊與打桿聯(lián)合脫件。下模中的凹模設(shè)12槽與中間孔沖屑的落料孔。沖片經(jīng)脫件器脫出后,用積料向沖床后面積出。送料機構(gòu)采用棘輪間歇或自動送料,這樣既降低了操作者的勞動強度,也大大提高了生產(chǎn)安全性,而且材料的耗費也可降低近三分之一。但缺點是高質(zhì)量的復合模制造較困難,模具結(jié)構(gòu)也較復雜,對凸凹模的刃口壁厚應(yīng)進行校核,看其是否大于最小壁厚。

經(jīng)過上述論證得出,第四方案既可保證較高的生產(chǎn)率,又可以保證零件所要求的各項精度指標。當采用高精度(IT7級以上)的復合模時,就可以保證制件的質(zhì)量,而且第四方案采用自動送料機構(gòu)后,安全、降耗、高效,所以在大批量生產(chǎn)中,該沖裁件的工藝方案采用第四方案最為適宜。

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