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1、电机定、转子铁心自动叠装模设计1引言铁心是电机、变压器等产品的重要零件之一，一般由导磁率高、低损耗的硅钢片制成， 为了减少损耗，在铁心轴线方向上由厚度为0.35mm或0.5mm的硅钢片组成。因此，一台 产品的铁心可由几片至几百片硅钢片组成；铁心冲片的生产用量非常大，同时，对铁心的质 量要求也很高。铁心叠装后要紧密，叠压力要求在100-150N，铁心叠装质量的好坏将直接 关系到产品的性能。随着模具技术的发展，铁心冲片的加工由单冲模、复合模的冲裁，发展到用高速级进模 冲裁。模具的结构形式从单列散片级进冲模，发展到双列、三列等多列自动叠片高速级进冲 模。冲裁速度可达280-400次/min，模具一次
2、刃磨寿命在300万次以上，模具总寿命高达亿 次以上。铁心叠装技术已由传统的手工理片，发展到自动叠片技术。它去除了人工理片、加 压、铆钉或螺钉联接、氩弧焊等工艺，使冲片在副模具中完成冲片叠装工艺。大大减轻了工 人的劳动强度，提高了劳动生产效率，保证铁心冲片的叠装质量。自动叠片技术现已广泛应 用于电机定、转子冲片铁心，变压器冲片铁心等产品中。2. 铁心自动叠装技术铁心自动叠装是在1副多工位级进冲模中实现。叠装的原理是采用按扣的原理，通常由 2次冲压来完成冲片的叠装。冲裁时，先在条料上冲制出凸起，然后在落料的同时，后一冲 片的凸起下部在铆紧凸模向下运动的冲压力作用下，扣入前一冲片凸起上部，即叠压。为
3、使 铁心能完成叠装并承受一定的叠压力，铆合的上部压力来自落料凸模，下部支撑力则来自落 料凹模下面的收紧套，利用落料冲片回弹造成的冲片外缘与收紧套内壁产生的挤压摩擦力， 使冲片与冲片紧密地扣接在一起完成叠装铆紧。另有种下部的支撑力来之于冲床垫板下部的 液压缸。冲裁过程中，液压缸上的托盘随着叠片的不断增高而逐步下移，当叠片达到设 定片数时，液压缸驱动托盘迅速下降到与冲床垫板等高，模具下的横向气缸开始工作，将产 品推出模外，然后复位，即完成一个工作循环。3. 铁心叠装形式（1）直铆接。冲片与冲片间的平面投影相互重合，这样的叠合称为直铆接。电机定子 冲片都为直铆接。（2）扭斜铆接。冲片与冲片间的平面投
4、影相互绕中心转一角度，即有一定角度的旋转 位移差，这样的叠合称为扭斜铆接。交流电机的转子铁心为改变产品性能一般均采用扭斜铆 接。扭斜铆接的原理是：冲床每工作一个行程，落料凹模与收紧套带动落料冲片扭斜（旋转） 一角度，冲片冲下后，前后2片产生一定的旋转位移后铆接，使铁心由首片到末片旋转成一 定的角度。落料凹模的旋转是由蜗杆、蜗轮带动完成的，如图1所示。旋转角度的控制有机 械拨杆式和步进电机式2种传动方式。机械拨杆方式是通过上模在与下模冲裁过程中的运动， 带动拨杆往复运动，拨杆上安装有单向轴承（超越离合器）带动齿轮作单向旋转，从而达到 拨杆带动蜗轮、蜗杆转动，把模具的上、下运动转变为转子下模的旋转
5、运动，旋转角度的大 小可通过调节拉杆支点的位置来达到，如图2所示。步进电机方式是根据高速冲床的冲次确 定步进电机触发信号的频率，根据脉冲电源发出的脉冲数确定步进电机的旋转角度。图1落料扭斜机构1.模座2.旋转套3.转子落料下模4.收紧套5.柄丝6.滚针7.螺钉8.轴承外套9.推力轴承10.蜗轮11.蜗杆12.模座图2机械拨杆机构1.拨杆调节固定座2.上模座3.拉杆4.下模座5.拨杆6.向心轴承7.大齿轮8.单向向心轴9.小齿轮（3）回转铆接。硅钢片的磁性能，在不同的扎制方向有差异，为消除这些差异和弥补 由材料厚度带来的铁心咼度不均，咼质量的定、转子铁心要求叠片间相互回转一个大角度（60、90、
6、120、180）,称为回转铆接。回转的角度要求很严格，回转后的冲片，其槽形平面 投影必须重合（回转直叠）或相互转过一相同小角（回转扭叠），旋转角度稍有偏差，刃口 就会产生啃坏。因此，在上模上需增加一个回转不到位定位检测销，在回转的下模旋转套上 按所需回转的角度增加定位孔，当旋转套回转不到位时，发出信号，冲床停止工作，这时应 对回转机构进行转动角度的调整。叠铆与扭斜是电机定、转子铁心自动叠装模的关键所在，它不仅关系到模具所冲产品质 量的好坏，同时对提高生产效率和电机的性能都有很大的影响。4. 叠压点的几何形状、分布及冲压深度常见的叠压点（铆扣）几何形状有V形、圆形、长方形、长弧形等，如图3所示，
7、每一 种形式其端面形状又可分为柱形、V形、圆弧形等。柱形、V形一般用于冲片直铆接，形 铆扣凸模如图4所示，图4 （a）、（b）转子扭斜计数、拉形铆紧用凸模，图4（c）、（d）定子计数、 铆紧用凸模。圆弧形一般用于扭斜铆接，如图5所示。叠压点的分布一般以均匀分布为好， 转子冲片一般设置3-5个叠压点，设置在槽孔与轴孔之间。定子冲片一般设置6-12个叠压点， 设置在冲片的轭部。具体部位根据冲片形状、尺寸产品的技术要求而设定，但叠压点不宜过 多，否则会给模具制造带来困难。冲压深度关系到铁心叠装的质量，冲压深度过浅，铁心叠 装易松动，出现散片。冲压深度过深，叠压点连接强度降低，冲片出现变形，严重时会出
8、现 卡模现象。冲压深度的控制可通过调整合模深度来控制，通过观察冲床滑块显示器，微调模 具中的上、下限位柱间隙即可达到。对于圆形叠压点，拉形压入条料的深度应控制在70% 的条料厚度；对于V形叠压点，拉形压入条料的深度应控制在150%的条料厚度。不论采用 何种形状的叠压点，计数分台最后一片均需将叠铆处冲通。图3叠压点几何形状(a)nVQ一(c)(d)图4 V形铆扣凸模扭斜叠片5. 铁心叠装分台的实现为了实现多工位高速级进冲模的优点，就必须使它能对冲出的片子自动分台，如图6所 示，并使1副模具冲裁不同规格的轴孔，甚至达到冲裁不同形状的转子槽形，要达到以上目 的，则由活动拉板来完成。当冲片叠铆到技术规
9、定的冲片数时，通过机床的电控制柜发出的 电信号传到模具电磁铁上或气缸上，使电磁铁或气缸带动拉板产生一个位置移动量，将冲片 铆接部位冲通，使冲片与冲片无法铆接在一起，从而实现铁心分台。整个过程都是计数器循 环计数、输出分台信号自动完成。654321图6分台结构1.卸料板2.分台凸模3.凸模固定板4.分台凸模5.导向板6.垫板7.活动拉板8.气缸9.上模座6模具设计要点电机定、转子片级进模零件的精度要求高，形状复杂，模具的结构设计和加工制造都有 一定的难度。模具制造后，如果试模失败很难修改。因此在设计时各种问题都应考虑周全, 在结构上应考虑如果试模时出现问题将如何进行修改。(1) 条料的宽度许用公
10、差应控制在A-0.05-0.15mm,宽度尺寸的平行度应控制在0.1 mm/1000nm以内，条料毛刺高度应小于0.1mm。(2) 条料导向件宽度应比条料宽0.1-0.2mm，导向件可采用导料板或浮升导料销导料,如图7、8所示。米用导料板导向时，抬料销抬起料后应保证与导料板挂台上部有（0.5-2） t 的间隙。采用浮升抬料销导料时，凹槽高度应保证在5-6）t的高度。顶料销顶起条料应高 出下模面2-3mm，在送料方向上将顶料销做成斜面并低于下模面，以有利于条料的准确送1.下模座2.固定板3.条料4.抬料销5.导料板图8浮升导料销导料1.下模座2.下模固定板3.条料4.抬料销5.浮升导料销（3）在
11、拉深工位（第1次在条料上冲制出凸起部位）下模应设有成形顶件器，以便将 冲压成形的凸起部分迅速、可靠地从下模孔中顶出，不影响送料。（4）排样时应考虑设置导正孔（定位孔）导正孔至少设2排，并设在2个步距中间（即 导正孔间距等于步距），搭边尺寸应适当放大，以加强搭边的强度或借用冲片现有的孔作为 导正孔。（5）在导正销中应至少设定一组作为送料不到位检测销。（6）导正销导正部位的长度高出导向板模面的长度应小于条料厚度t,以有利于导正 销导向后迅速将条料从导正销中卸出。（7）尽可能减少工位数目，避免累积定位误差，影响制件精度。（8）小凸模在首次冲裁时，必须冲全孔，以防细小凸模早期损坏或变钝。（9）冲孔时，
12、如果孔距太近，应分在几个工位上冲出或在其中增加空工位，以解决模 具强度和要求。（10）应尽可能使模具压力中心与压力机的压力中心相一致，如偏差太大，可通过调 整工位、增加空工位等方法进行调整。（11）在转子落料工位后，应增加一空工位，便于安装旋转装置。（12）因叠压点冲压成形后，不论其几何形状如何，冲出的叠压点的孔和凸起部分应 有一个过盈量，因此应减小叠压点凸、凹模的间隙，即增加冲件的回弹，使过盈量增大，叠 压力增大。（13 ）自动叠装模具的排样与一般定、转子冲片级进模的排样相比，增加了 3个工位， 分台工位、拉形工位和铆接工位，有时也可将分台、拉形设定为一个工位。总之，自动叠装模具设计既要遵循
13、连续冲压模设计原则，又要根据自动叠装要求设置相 应的工位。永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07 来源：internet 浏览：504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编 码器，旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件 就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电 角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反 馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电 角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量
14、式编 码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺 服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号 的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波 脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z带换相信号的增量式编码器除具备ABZ 输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW, UVW各自的每转周期 数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信 号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下：1. 用一个直流电源给电机的
15、UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V 出，将电机轴定向至一个平衡位置；2用示波器观察编码器的U相信号和Z信号；3. 调整编码器转轴与电机轴的相对位置；4. 一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳 定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对 位置关系；5来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。撤掉直流电源后，验证如下：1. 用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形；2. 转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到 高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。上述验证方法，也可以用作对齐方法。需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线 反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30 度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势 的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此 时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对 齐，为达到此目的，可以：1. 用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电 机的UVW三相绕组引线；
