電機(jī)模具過程中，尺寸超差現(xiàn)象原因及解決方法

1引言

電機(jī)鐵芯的沖片加工是電機(jī)制造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。沖片比較突出的問題是：定子內(nèi)徑很差。根據(jù)沖裁理論可知，在板料上沖出的孔的尺寸等于凸模尺寸，落下的料尺寸等于凹模尺寸。根據(jù)此原理，設(shè)計(jì)模具時(shí)，凸模的外徑尺寸取沖孔件的孔徑尺寸，落料凹模的內(nèi)徑尺寸取落料件的外徑尺寸。為保證制件尺寸符合圖紙要求，沖孔件的凸模按孔中間值加工，落料凹模的內(nèi)徑按落料件的中間尺寸加工。

分離模的定子沖片內(nèi)徑凸模尺寸也是按上述原理加工，即：定子內(nèi)徑凸模尺寸等于沖片定子內(nèi)徑的尺寸。理論上，分離后的定子沖片內(nèi)徑應(yīng)等于內(nèi)徑凸模尺寸。但測量實(shí)際尺寸都大于內(nèi)徑凸模尺寸，如表1所示。

2原因分析

之所以會產(chǎn)生違背這種沖裁原理的很差現(xiàn)象，是因?yàn)楹雎粤寺淞蠒r(shí)制件的彈性回彈現(xiàn)象，認(rèn)為只要采取合理的模具間隙值，回彈量會很小不會影響制件的尺寸精度，因此在分離模設(shè)計(jì)中沒有考慮這個(gè)因素。這種做法對于剛性好（如分離時(shí)定子槽沒有加工）的沖片來說是對的。但分離時(shí)往往定子槽已經(jīng)加工好，對這種剛性很差的帶槽沖片來說，彈性回彈對尺寸的影響是不可忽視的。彈性回彈有正回彈和負(fù)回彈。對于沖孔而言，正回彈是指沖制后的制件孔尺寸小于凸模尺寸；負(fù)回彈是指沖制后的制件孔徑大于凸模尺寸。定子沖片內(nèi)徑尺寸大于凸模尺寸就是由于彈性負(fù)回彈造成的。產(chǎn)生負(fù)回彈的因素很多，其中較主要有制件的特殊輪廓、制件沖裁工藝和模具結(jié)構(gòu)等。

2.1沖片的沖裁工藝

沖片加工采用復(fù)合模沖制的工藝方法，經(jīng)過3道工序完成全部沖裁加工，如圖1所示。

剪坯料（正方形）——轉(zhuǎn)子復(fù)沖——定子復(fù)沖——定、轉(zhuǎn)子分離。

工序1：轉(zhuǎn)子槽、軸孔、通風(fēng)孔。

工序2：以軸孔定位，沖定子槽、定子外形。

工序3：以軸孔定位，分離。

此種工藝方法對定子沖片來說是先沖槽，再分離。所以，分離時(shí)定子內(nèi)徑輪廓是由弧形齒端組成的斷續(xù)網(wǎng)，其強(qiáng)度非常差，因此在分離過程中定子內(nèi)徑很容易產(chǎn)生彈性變形。

2.2分離過程中變形及受力分析

由于沖片的特殊結(jié)構(gòu)，齒部強(qiáng)度較差，定子沖片的齒部在分離過程中承受了徑向拉力，因此出現(xiàn)了較大的拉伸變形，在這種拉伸狀態(tài)下斷裂的定子內(nèi)徑尺寸分離之后在拉力作用下恢復(fù)了原來的狀態(tài)，于是出現(xiàn)了定子內(nèi)徑尺寸脹大的負(fù)回彈現(xiàn)象。這是定子內(nèi)徑很差的主要原因。

2.3分離模的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)使用的分離模工作過程為：將工序2沖片（軸孔、通風(fēng)孔、轉(zhuǎn)子槽、定子槽、定子外圓已加工）的軸孔套在分離模的定心軸上定位，分離后的轉(zhuǎn)子沖片由打板從凹模里打下來，脫料板將定子沖片從凸模上推出來。從模具結(jié)構(gòu)上分析，這種分離模不能有效地防止沖片的彈性變形。

凹模里的打板在沖裁時(shí)不能壓料，所以打板下面的材料不受任何約束而自由變形（實(shí)際上不能讓打板壓料，因?yàn)榭紤]到取轉(zhuǎn)子沖片方便，是由打板將料打下時(shí)接料）。

3改進(jìn)措施

上述原因得知：定子內(nèi)徑很差的原因有兩個(gè)，一是先沖槽后分離的工藝方法造成沖片剛性差。二是沖裁時(shí)打板不能壓料。上述原因不能輕易改進(jìn)，因?yàn)闆_片的形狀是由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的，先沖槽后分離是我廠幾十年來一直實(shí)行的傳統(tǒng)工藝，沖壓設(shè)備和工裝都是按這種工藝布置安排的。所以要解決內(nèi)徑很差問題只能在模具上想其他辦法。

既然不能避免沖片的負(fù)回彈現(xiàn)象，能否根據(jù)分離后的定子內(nèi)徑實(shí)際尺寸與凸模實(shí)際尺寸之間的規(guī)律將凸模在設(shè)計(jì)時(shí)就將尺度做到小于理論尺寸。

YJ105A定子沖片實(shí)際尺寸φ540.07mm比定子內(nèi)徑要求尺寸φ540+0.05mm的中間值φ540mm大0.07mm，所以將凸模設(shè)計(jì)尺寸φ540+O.Olmm改為φ539.93±O.Olmm同理YJ85A將凸模設(shè)計(jì)尺寸由φ680+0.012mm改為φ679.01+0.012mm.

通過上述改進(jìn)，定子內(nèi)徑尺寸不但達(dá)到了圖紙要求，并且尺寸接近圖紙要求公差的中間值（見表2）。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，制件質(zhì)量保持穩(wěn)定，以上經(jīng)驗(yàn)可供同類制件廠家參考。