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1、方形步进电机定转子双回转叠片级进模2012-7-26 23:36:09邓卫国摘 要：叙述了用一副高精度多工位级进模冲制方形步进电机的定子铁芯和转子铁芯。介绍了方形步进电机定、转子铁芯的排样图及其双回转叠片级进模结构特点。关键词：定子铁芯 转子铁芯 双回转 叠片 级进模1 引言在微电机行业中，定、转子铁芯是电机的重要部件，它的质量好坏，直接影响到电机技术性能，其中步件电机的技术要求是：第一，步距角精度高及定子铁芯和转子铁芯磁性能均匀和铁芯厚度方向均匀。如果用过去制造铁芯的工艺：先用普通模具冲出散片，经过齐片，再用铆钉等方法制成铁芯，这样的制造方法是不能够保证步进电机定、转子铁芯的技术要求，而且不
2、适应步进电机大批量生产需要。本文主要介绍57方形步进电机定、转子铁芯双回转叠片级进模在一副高精度、多工位级进模上冲制出该电机的转子铁芯和定子铁芯。定、转子铁芯产品如图1所示，其冲制过程是，从冲制条料（卷料）通过校平机、自动送料器、自动加油润滑装置进入多工位级进模，通过13工位的冲制，到转子铁芯和定子铁芯从模具中通过输送带输送出来，所留条料搭边有冲床专用废料刀切断，整个过程都是自动进行的，如图2所示，并带有转子铁芯冲片之间旋转72在叠片，定子铁芯冲片之间旋转90再叠片的功能。该副级进模主要凸模、凹模零件采用硬制合金材料，具有制造精度高、结构先进、带有技术性高要求的双回转机构和安全机构，适用于电机
3、铁芯的大批量生产，并且模具具有使用寿命长的特点。该副级进模在日制AIDA200吨高速冲床上进行冲制，每分钟冲次为280次，模具刃磨一次可冲100万次以上，模具总寿命在一亿次以上。图2 冲制过程2 定转子铁芯的叠铆方法2.1直接叠铆将冲片直接冲入凹模中，当冲片叠压凹模内时，靠每一冲片上的叠铆凸出部位使冲片固定在一起。2.2带扭转叠铆铁芯上每一冲片要扭转一小角度再叠铆。冲床每冲一次后，模具内一个部件旋转一小角度，旋转量可以改变和调整。冲片冲下后，铁芯旋转，接着被叠铆在铁芯上。此叠片方式一般多用于交流电机转子铁芯上。2.3带回转叠铆铁芯上每片冲片要转动规定角度（一般为大角度）再叠铆。冲床每冲一次后，
4、模具内一个部件转动规定角度，每次转动的规定角度要精确。冲片冲下后就被叠铆在铁芯上，接着铁芯再转动规定角度。此叠片方法可补偿叠片宽度方向的厚度变化。该副级进模属带回转叠铆模具，转子铁芯冲片之间和定子铁芯冲片之间都旋转各自规定的角度再叠片，模具上要带双回转机构，双回转叠片技术要求较高。3 冲压工艺分析3.1叠压点选择由产品图可知，定、转子冲片材料为冷轧电工钢带DW470，厚度为0.5mm，根据定子冲片之间旋转90和转子冲片之间旋转72的要求，转子铁芯冲片上选择5个圆柱形叠压点，定子铁芯冲片上选择24个圆柱形叠压点。3.2排样图设计排样图如图3所示，条料宽度为62mm，步距为58.5mm，共分13个
5、工步：（1）冲导正孔、转子内孔和定子上的4个小孔；（2）冲转子计量孔；（3）冲转子叠铆孔；（4）空步；（5）转子回转落料；（6）空步；（7）冲定子极槽；（8）冲定子内孔；（9）冲定子计量孔；（10）冲定子齿槽；（11）冲定子叠铆孔；（12）空步；（13）定子回转落料。图3图44 模具结构和特点4.1模具基本组成部分双回转叠片级进模结构如图4所示。模具由7部分组成：（1）模具主体；（2）转子回转机构；（3）转子回转驱动装置；（4）转子铁芯排出机构（输送带）；（5）定子回转机构；（6）定子回转驱动装置；（7）定子铁芯排出机构(输送带)。4.2模具主体结构设计在模具主体结构设计中，为确保铁芯叠铆的精
6、度和制造中的工艺要求，考虑了两个较突出的问题：一是采用双导向结构，即上下模座靠6根大的滚珠导套导向外，另外在每个卸料板与上下模座之间有4根滚珠小导柱导正，如图5所示。二是采用较多的镶拼式结构，以保证制造、检测和维修、更换的方便。4.2.1凸模、凹模设计凸模固定形式采用压板式或用螺钉紧固，便于更换和维修。凹模采用镶拼结构，用圆柱销定位，确保精度。4.2.2卸料系统和模架卸料板采用组合式，即由卸料板主体和镶拼件组成。卸料板主体共三块，每块分别有个小导柱与上下摸座上的滚珠导套相配作为卸料装置的导向。另外采用极重负荷矩形弹簧来确保足够大的卸料、压紧力和卸料的稳定性。图5 模具导向结构1.上模座 2、1
7、2导套 3.大导柱 4.限位块5.小导柱 6.卸料顶杆 7.卸料固定板图6 模具回转机构1、14.凹模固定板2、15.转子回转套3、16.转子落料凹模4.转子收紧圈5、17.回转套固定座6、18.下模座7、19.接近开关8、20.底板9、21.轴承10、22.推力滚针轴承11、23.键12、24.法兰盘13、25.滚针轴承4.2.3回转结构如图6所示，是转子回转结构和定子回转结构，回转时由皮带轮通过键带动回转套进行回转。该副级进模的双回转精度为：1。4.2.4导料系统和导正系统采用侧导板导料，在凹模上装有顶料销，便于条料移动。条料定距采用导正销导正，保证步距精度。导正销材料选用硬质合金。4.2
8、.5安全保护装置上下模座上设有6个限位柱。控制上下模之间的距离和叠铆点的深度。为防止发生误送料故障，设计有微动开关进行误送检测。5 冲制质量情况该级进模冲制出的定、转子铁芯达到以下技术要求：5.1转子铁芯冲片之间旋转72叠片，定子铁芯冲片之间旋转90叠片。5.2铁芯叠片结合牢度：转子铁芯0.07kN； 定子铁芯0.09kN。5.3定、转子铁芯外形整齐，端面平整。6 结束语该副级进模研制，为方形步进电机定转子铁芯的自动化、大批量生产创造可靠的条件， 同时也解决了在一副模具上同时冲制出步进电机定、转子铁芯技术的难题。带回转和自动叠片技术在电机模具行业是一门新技术，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压电机铁芯生产效率大幅度提高，成为电机行业中冲压模具发展的方向。参考文献1邱永生，多工位级进模设计M。北京：国防工业出版社，1987.2张春水，祝俊昶，高效精密冲模设计与制造M，陕西：西安电子科技大学出版社，1898.3明海进，图解冲压级进模设计M。日本：日刊工业新闻社，1987.作者简介：邓卫国 常州机电职业技术学院模具技术系教师，高级工程师。
