1、學生畢業論文系 別： 機 電 工 程 系 專 業： 模 具 設 計 與 制 造 班 級： 模 具 053 學 生 姓 名： 學 生 學 號： 論 文 題 目：淺 談 電 機 定 轉 子 自 動 疊 鉚 級 進 模指 導 教 師： 設 計 地 點： 起 迄 日 期：2007.8.25 畢業論文任務書專業 模具設計與制造 班級 模具053班 姓名 一、課題名稱： 淺 談 電 機 定 轉 子 自 動 疊 鉚 級 進 模 二、主要技術指標：電機定轉子鐵芯自動疊鉚級進模，是當代國際先進水平的高速沖模。該沖模在一副模具內自動完成沖壓成形、扭槽、回轉、疊鉚、分組等高難度的技術功能，沖制出來的不是單片零件，而

2、是經自動疊鉚后的鐵芯組件，它突破了鐵芯傳統的生產方式，給大批量自動化生產高精度鐵芯開辟了新路。定轉子鐵芯自動疊鉚級進模的結構復雜，精度要求高，制造難度大等因素，能設計制造該類模具的廠家較少。因此，本文通過介紹一些自動疊鉚技術、鐵心疊鉚的裝配方法、扭轉和回轉運動實現過程、回轉安全機構、并舉例說明該類模具的主要結構、有關設計工藝要求和制造技術，最后探討了該類模具的發展前景，以便使更多的廠家了解生產該類模具，以此為代表，從而提高我國多工位級進模在世界上的整體水平。三、工作內容和要求：1. 通過查閱一些最基礎的關于定子、轉子設計的課件，了解定子、轉子分別設計的大致過程。 2. 通過研究三本有關單排微電

3、機定轉子（包括零部件）設計過程的書籍，了解單排微電機定轉子的設計過程。 3. 通過查閱一些書籍，了解自動疊鉚技術、鐵心疊鉚的裝配方法、扭轉和回轉運動實現過程、回轉安全機構。 4. 網上搜索相關資料，進一步了解自動疊鉚技術、鐵心疊鉚的裝配方法、扭轉和回轉運動實現過程、回轉安全機構以及雙排電機定轉子自動疊鉚的簡單設計過程。 5. 綜觀了多個電機定轉子自動疊鉚級進模的設計過程，比較分析此類模具的最佳方案。四、主要參考文獻：1 鄧衛國. 微電機定轉子自動疊片級進模J.微電機，1998年，第31卷；2 陳炎嗣. 多工位級進模設計與制造M.北京：機械工業出版社，2006. 學 生（簽名） 年 月 日 指

4、導 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日 系 主 任（簽名） 年 月 日畢業論文開題報告論文題目淺談電機定轉子自動疊鉚級進模一、選題的背景和意義：多工位級進模的一種，它是在單工序沖壓模具基礎上發展起來的多工序集成模具，在一副模具中可以完成沖裁、壓彎、成形、拉深等多種沖壓工序。標志著沖壓模技術先進水平的高精度級進模，具有結構復雜、制造難度大、精度高、壽命長及生產效率高等特點，是當代先進沖壓模具的代表，被指定為我國“十一五”規劃中重點發展的模具之一。從模具的綜合技術來分析，有代表性的便是集機電技術一體化的電機定轉子鐵芯自動疊鉚級進模，是當代國際先進水平的高速沖模。該沖模在一副模

5、具內自動完成沖壓成形、扭槽、回轉、疊鉚、分組等高難度的技術功能，沖制出來的不是單片零件，而是經自動疊鉚后的鐵芯組件，它突破了鐵芯傳統的生產方式，給大批量自動化生產高精度鐵芯開辟了新路。近幾年，使用電機定轉子鐵芯自動疊鉚硬質合金級進模生產鐵芯的廠家加速遞增，而且隨著高生產率的發展，鐵芯模具、大規格鐵芯模具的需求不斷增大。模具由此也隨著大型化，模具的復雜系數和制造難度也隨之而提升。定轉子鐵芯自動疊鉚級進模的結構復雜，精度要求高，制造難度大等因素，能設計制造該類模具的廠家較少，為了使更多的廠家了解生產該類模具，并以此帶動其他精密模具的發展，從而來提高我國多工位級進模在世界上的整體水平。因此，本文主要

6、介紹一些自動疊鉚技術、鐵心疊鉚的裝配方法、扭轉和回轉運動實現過程、回轉安全機構、并舉例說明該類模具的主要結構、有關設計工藝要求和制造技術，最后探討了該類模具的發展前景。二、課題研究的主要內容：綜觀所有資料中的蕪湖電機廠費應成的電機定轉子自疊壓級進模設計、蕪湖精工電機有限奮司王桂英的雙排自動疊壓硬質合金級進模、沈陽模具制造中心王鐵文的吊扇電機定轉子片級進模設計、蕪湖電機廠黎進、王英、徐衛的YDL09電機定轉子自動疊裝硬質合金級進沖模的研制以及盤起工業(大連)袁崇磷的電機定轉子鐵芯自動疊裝模設計等，電機定轉子自動疊鉚級進模的設計及制造方法均有相似之處，無非是有的為了便于修正空工位，有的采用單排排樣

7、，有的采用了雙排無搭邊排樣，有的采用了雙排有搭邊排樣等等，還有的更甚之，在名稱上稍微變化，譬如疊壓、疊裝、疊鉚等。但歸根究底，都離不開疊鉚技術、機械設計、機械制造以及沖壓知識等。所以本文主要介紹一些自動疊鉚技術、鐵心疊鉚的裝配方法、扭轉和回轉運動實現過程、回轉安全機構、并舉例說明該類模具的主要結構、有關設計工藝要求和制造技術，最后探討了該類模具的發展。其中，自動疊鉚技術介紹了鐵心疊鉚形成、鐵心疊鉚結構形式、鐵心疊鉚點的設置及數量的確定、疊鉚點的幾何形狀、疊鉚點的過盈量、自動疊鉚的計數分離裝置和控制箱，鐵心疊鉚的裝配方法包括直接疊鉚、帶扭轉疊鉚、帶回轉疊鉚，回轉安全機構簡單介紹一下機械安全機構和

8、電器安全機構。案例可以說是典型中的典型，定、轉子鐵芯沖片零件圖及排樣圖、模具主要設計結構及技術要求、定轉子鐵芯疊鉚模的工藝制造技術和雙排定轉子鐵芯自動疊鉚級進模的效果，步步逼近，層層深入。由于這類模具工位相對較多，大型模架尚未標準化，模具排樣有各有差異，故計算部分尚待改善。三、主要研究方法論述：通過查閱課件、書籍和網上搜索相關知識，了解了定子、轉子分別設計的大致過程、單排微電機定轉子的設計過程、疊鉚技術和雙排電機定轉子自動疊鉚級進模等，重溫了機械制圖、機械設計基礎、機械制造基礎等專業基礎課，鞏固了冷沖壓工藝與模具設計、模具工藝學等專業課，可謂是集兩年所學知識的靈活運用。 案例是反復推敲、研究多

9、個例子反復篩選出來的。其中定、轉子鐵芯沖片零件圖及排樣圖、模具主要設計結構及技術要求、定轉子鐵芯疊鉚模的工藝制造技術和雙排定轉子鐵芯自動疊鉚級進模的效果，基本按照冷沖模設計的基本步驟，同時又兼顧了工藝部分，可算是一舉兩得。四、論文進度安排：時 間工 作 內 容領取畢業設計任務書，確定題目通過查閱書籍、電子刊物，網上搜索等各種途徑查資料整理資料，設計論文，完成初稿并上交按指導老師的意見，多次修改完善畢業論文并交定稿準備答辯五、指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日目錄摘要 .7關鍵詞 .70. 引言 .71. 自動疊鉚技術 .81.1 鐵心疊鉚形成 .

10、81.2 鐵心疊鉚結構形式 .91.3 鐵心疊鉚點的設置及數量的確定 .91.4 疊鉚點的幾何形狀 .10 1.5 疊鉚點的過盈量.111.6 自動疊鉚的計數分離裝置和控制箱.122鐵心疊鉚的裝配方法.132.1 直接疊鉚.132.2 帶扭轉疊鉚.132.3 帶回轉疊鉚.153扭轉和回轉運動實現過程.173.1 扭轉運動實現過程.173.2 回轉運動實現過程.184回轉安全機構.194.1 機械安全機構.194.2 電器安全機構.195一般自動疊鉚級進模結構特點.205.1 模具基本組成部分.205.2 模具主體結構設計.205.3 凸模、凹模設計.215.4 安全保護裝置.216舉例說明定轉

11、子鐵芯疊鉚模設計中的有關情況.226.1 定、轉子鐵芯沖片零件圖及排樣圖.226.2 模具主要設計結構及技術要求.226.3 定轉子鐵芯疊鉚模的工藝制造技術.246.4 雙排定轉子鐵芯自動疊鉚級進模的效果.277. 電機鐵芯自動疊鉚級進模的發展趨勢.278. 結束語.30答謝辭.30參考文獻.32畢業論文成績評定表.33淺 談 電機定轉子自動疊鉚級進模摘要：本文主要介紹一些自動疊鉚技術、鐵心疊鉚的裝配方法、扭轉和回轉運動實現過程、回轉安全機構、該類模具的主要結構、有關設計工藝要求和制造技術，最后探討了該類模具的發展前景。關鍵詞：電機定轉子；自動疊鉚；級進模Discussed shallowly

12、the Progressive Die for the Automatic TinertoyBlanking Piece of Motor Stator & RotorAbstract: some automatic tinertoy technology，the assembly method of the iron core tinertoy , the realization process of the reverse and the revolve motion , the revolve safety mechanism and this kind of die main

13、structure are introduced. The related design critical points and the technique of manufacture are stated. Finally die prospects for development of this kind are discussed.Key words: motor stator & rotor ；automatic tinertoy；progressive die0引言定、轉子鐵心是電機的重要部件，它的質量好壞直接影響到電機的技術性能。傳統電機定、轉子鐵心制造工藝是用一般沖模沖

14、制出定、轉子沖片(散片)，經過齊片，再用鉚釘鉚結、扣片、氬孤焊等方法制成鐵心，對于交流電機轉子鐵心還需用手工進行扭轉出斜槽，步進電機要求定、轉子鐵心磁性能和厚度方向均勻，定子鐵心和轉子鐵心沖片之間分別要求旋轉一定的角度，如用傳統方法制作，效率低，精度很難達到技術要求。隨著工業生產技術的不斷發展在電機、電器等技術領域，已廣泛采用高速沖壓多工位級進模制造自動疊片式結構鐵心，如各種微電機的定、轉子鐵心，山字形、U字形、小型變壓器鐵心等其中定、轉子鐵心還可帶扭轉疊斜槽、沖片之間帶大角度回轉疊鉚結構等，與普通沖模相比，多工位級進模具有沖制精度高、生產效率高、使用壽命長、所沖制鐵心尺寸精度一致性好、容易實

15、現自動化、適合大批量生產等優點，是微電機行業精密模具發展的方向。定、轉子鐵心自動疊鉚級進模的沖制過程是，從沖制條料(卷料)通過校平機、自動送料器、自動加油滑滑裝置進入多工位級進模通過各工位的沖制，到轉子鐵心和定子鐵心從模具中通過輸送帶輸送出所留條料搭邊由高速沖床上專用廢料刀切斷(或有專用切廢料機切斷，或在級進模上專用廢料凸模進行切斷)的整個過程自動進行，如圖1所示。其中自動疊鉚、轉子帶扭疊鉚、大角度回轉疊鉚沖制工步都是放在定、轉子沖片落料工位上完成的。定、轉子自動疊鉚級進模具有制造精度高、結構先進帶有技術性要求高的回轉機構、計數分離機構及安全機構等，級進模的主要零件凸模、凹模采用硬質臺金，每磨

16、一次刃口可沖1O0萬次以上，模具總壽命在1億次以上。圖1 高速沖床沖制過程1自動疊鉚技術自動疊鉚是指按產品技術要求的疊鉚方式使沖片間達到預定的過盈聯接，依靠級進模精確的送料步距，使沖片準確的壓合在一起而達到沖片間預定疊合力。級進模上帶自動疊鉚技術就是要把原來傳統制作鐵心的工序過程(沖出散片一一齊片一一鉚合)放在一副模具內完成，即在級進模的基礎上增加了新的沖壓工藝技術除了沖定、轉子上軸孔、槽孔等沖片形狀要求外，增設了定、轉子鐵心疊鉚需要的疊鉚點及起疊鉚點分離作用的計數孔的沖壓工位，并將原來定、轉子的落料工位改變成先起落料作用，然后使各種沖片再引成疊鉚過程和疊片計數分離過程(以確保鐵心厚度)的疊鉚

17、工位，如定、轉子鐵心需要帶扭轉、旋轉疊鉚功能的，即在模具上要帶有扭轉機構或旋轉機構，由疊鉚點在沖片上不斷改變或轉動位置而形成，從而滿足在一副模具內自動完成這些功能的需要。11 鐵心疊鉚形成在定、轉子沖片適當部位上沖出一定幾何形狀的疊鉚點，這些疊鉚點沿落料方向的上部是凹形孔，沿落料方向的下部是凸起的，如圖2所示，如將同一名義尺寸的凸起部分嵌人到凹形孔時，將自然形成“過盈”而達到緊固連接的目的。定、轉子鐵心自動疊鉚過程就是按照這一沖壓機理進行的。在模具內鐵心形成的過程是，在沖片落料工位上使上面一片疊鉚點的凸起部位準確地與下面一片的疊鉚點凹形孔部位重合在一起，當上面一片受到落料凸模壓力作用時，下面一

18、片借助其外形與凹模壁摩擦所產生的反作用力使兩片產生疊鉚 這樣，通過自動沖床連續不斷的沖制，就可得到一片挨一片排列、毛刺同一方向且具有一定固厚的整齊鐵心。12 鐵心疊鉚結構形式圖2 鐵心疊鉚結構（1）密疊式：疊鉚成組的鐵心不需要在模具外再加壓，出模即可達到鐵心疊鉚結臺力的要求。（2）半密疊式：出模時已疊合的鐵心沖片之間有間隙，還需要再加壓才能保證結合力。13 鐵心疊鉚點的設置及數量的確定鐵心疊鉚點位置選擇應根據沖片的幾何形狀確定，同時考慮電機的電磁性能及使用要求。疊鉚點在鐵心上分布應對稱和均勻，疊鉚點數量及大小應根據鐵心沖片之間結合牢度大小確定，同時必須考慮模具制造工藝性，如鐵心沖片之間帶有大角

19、度回轉疊鉚的，還要考慮疊鉚點的等分要求等。圖3表示定、轉子鐵心的疊鉚點分布。圖3 鐵心疊鉚點分布圖14 疊鉚點的幾何形狀（1）圓柱形疊鉚點：結構如圖4所示，適用于鐵心密疊式結構。圖4 圓柱形疊鉚結構（2）V形疊鉚點：結構如圖5所示，該疊鉚點的特點是鐵心沖片之間的連接強度大，適用于鐵心密疊式或半密疊式結構。圖5 V形疊鉚結構（3）L形疊鉚點：結構如圖6所示，該疊鉚點形狀一般用于交流電機轉子鐵心扭角斜度的疊鉚，適用于鐵心密疊式結構。圖6 L形疊鉚結構（4）梯形疊鉚點：圓梯形疊鉚點結構，如圖7所示，長梯形疊鉚點結構如圖8所示，兩者都適用于鐵心密疊式結構。圖7 圓梯形疊鉚結構圖8 長梯形疊鉚結構15

20、疊鉚點的過盈量鐵心疊鉚的結合力大小與疊壓點的過盈量有關，如圖9所示，疊鉚點凸臺的外徑D與內徑d的尺寸差(即過盈量)，由沖制疊鉚點凸模與凹模的刃口聞隙確定，所以選取合適的間隙是保證鐵心疊鉚強度以及疊鉚的難易程度的一個重要部分。圖9 疊鉚點過盈量示意圖16 自動疊鉚的計數分離裝置和控制箱鐵心疊鉚厚度控制方法是，在鐵心預定的片數疊完時，把最后一片沖片上的疊鉚點沖穿。使鐵心按預定的片數分離，如圖10所示的沖裁疊鉚一個鐵心完工時控制分離的情況。在模具結構上設置有自動疊片計數分離裝圖10 鐵心疊鉚點分離狀況置，如圖11所示，在計數凸模上面有一抽板機構，抽板由氣缸帶動，氣缸圖11 鐵心疊片計數分離機構1.

21、氣缸，電磁閥 2. 抽板 3. 計數凸模具 4. 頂桿 5. 滑動板動作由電磁閥控制，電磁閥根據控制箱發出的指令而動作。因此只要在控制箱上設定所需要的片數，沖床每一次行程信號都輸入到控制箱里，當沖到所設定片數時，控制箱會發出信號，通過電磁閥和氣缸，使抽板動作，從而使計數凸模達到計數分離的目的，即在沖片的疊鉚點上達到計量孔被沖穿和不沖計量孔的目的。鐵心疊片厚度可自行選擇。有的轉子鐵心的軸心孔因支承結構的需要，要求沖制成有2段或3 圖l2 轉子鐵心臺肩沉孔結構段臺肩沉孔，如圖12所示。轉子鐵心，在級進模上同時完成沖制這種有臺肩孔疊鉚要求的工序，可采用上述相類似的結構原理，滿足這一要求，模具結構如圖

22、13所示。圖l3 沖制大小軸孔計數分離機構1. 氣缸，電磁閥 2抽板3固定板 4計數凸模2鐵心疊鉚的裝配方法21 直接疊鉚將沖片直接沖入凹模之中，當沖片疊壓于凹模內時，靠每一沖片上的疊鉚凸出部位使各沖片固定在一起。一般，電機定子沖片都為直鉚接。22 帶扭轉疊鉚鐵心上每一沖片要旋轉一小角度再疊鉚。這種疊鉚方法一般多用于交流電機轉子鐵心上。其沖制過程是：沖床每沖一次后，模具內轉子落料部分回轉套旋轉一個小角度，旋轉量可以改變和調整。沖片沖下后，鐵心旋轉，接著被疊鉚在該鐵心上。這樣沖制的鐵心既疊鉚又帶扭轉，如圖14所示。帶動模具內轉子落料部分回轉套轉動的結構形式有二種：一是由步進電機帶動的轉動結構形式

23、。二是由模具上模的上下運動所帶動的轉動(即機械式扭轉機構)。具體來講就是落料凹模的旋轉是由蝸桿、蝸輪帶動完 圖l4 轉子扭轉鐵心成的，如圖15所示。旋轉角度的控制有機械撥桿式和步進電機式兩種傳動方式。機械撥桿方式是通過上模在與下模沖裁過程中的運動，帶動牽引桿（又叫撥桿）往復運動，牽引桿上安裝有單向軸承(超越離合器即凸輪)帶動齒輪離合器作單向旋轉，從而達到牽引桿帶動蝸輪、蝸桿轉動，把模具的上、下運動轉變為轉子下模的旋轉運動，旋轉角度的大小可通過調節牽引板（又叫拉桿）支點的位置來達到，如圖16所示。步進電機方式是根據高速沖床的沖次確定步進電機觸發信號的頻率，根據脈沖電源發出的脈沖數確定步進電機的旋

24、轉角度，如圖16所示。圖15 落料扭斜機構1模座 2旋轉套 3轉子落料下模4收緊套 5柄絲 6滾針 7螺釘 8軸承外套 9推力軸承 1O蝸輪 l1蝸桿 l2模座圖l6 機械式帶動扭轉機構和步進電機帶動扭轉機構23 帶回轉疊鉚 鐵心上每片沖片要轉動規定角度(一般為大角度)再疊鉚。其沖制過程是：沖床每沖一次，模具內定、轉子沖片落料部分的回轉套轉動規定角度，每次轉動的規定角度要精確。沖片沖下后就被疊鉚在鐵心上，接著鐵心再轉動規定的角度。這里回轉是以每一沖片的鉚點數為基礎的沖制過程。這種疊片方法可以補償鐵心疊片寬度方向的厚度變化。帶動模具內回轉套轉動的形式采用由高速沖床曲軸運動所輸送出來的 圖l7 高

25、速沖床帶動回轉機構轉動，如圖l7所示，通過萬向節、 1沖床輸出轉動軸 2曲軸中心連接法蘭和聯軸器等分別帶動轉子回轉驅動裝置和定子回轉驅動裝置，然后通過各自驅動裝置的皮帶輪帶動同步皮帶，同步皮帶再帶動下模中轉子回轉套上的皮帶輪和定子回轉套上的皮帶輪，最后帶動回轉套上的轉子落料凹模和定子落料凹模轉動。在模具上回轉形式可分為單回轉(見圖18) 和雙回轉。單回轉指轉子落料部分回轉或者定子落料部分回轉的形式，雙回轉，如圖19所示，即轉子落料部分和定子落料部分同時進行回轉的形式。定、轉子鐵心沖片之間旋轉角度是根據沖片的形狀不同而采用不同的旋轉角度，一般有45°、60°、72°

26、、90°、180°等幾種形式。圖18 單回轉機構1下模 2下模回轉套上皮帶輪 3同步皮帶 4，5漲緊滑輪6回轉驅動裝置 7皮帶輪 8聯軸器 9傳動箱lO連接法蘭 l1萬向連軸節 12高速沖床輸出轉動軸圖19 雙回轉機構1，2，10，14皮帶輪 3下模4，5同步皮帶6，7，8，9漲緊滑輪11-定子回轉驅動裝置 12聯軸器13轉于回轉驅動裝置 l5連接法蘭l6萬向節 17沖床輸出轉動軸3扭轉和回轉運動實現過程級進模在高速沖裁過程中，凸模和凹模之間是不允許有轉動現象的，所以扭轉機構和回轉機械的旋轉動作必須是問斷運動，而且要與沖床的上下運動相協調。31 扭轉運動實現過程如圖2O所示

27、，在沖床每一次行程中，對于機械式扭轉機構，滑塊在曲軸轉至240°360°范圍內，機械式扭轉機構發生轉動，在其它角度范圍內處于靜止狀態 對于步進電機帶動的扭轉機構，滑塊在曲軸轉至240°6O°范圍內，步進電機帶動扭轉機構發生轉動，在其它角度范圍內處于靜止狀態。圖20 回轉運動與高速沖床滑塊運動關系圖32 回轉運動實現過程回轉機構轉動是靠高速沖床的曲軸運動所帶動的，如圖20所示，在沖床每一次行程中，滑塊只在曲軸轉至240°60°范圍內，由轉子回轉驅動裝置帶動轉子回轉套旋轉一定的大角度、定子回轉驅動裝置帶動定子回轉套旋轉一定的大角度，如是雙

28、回旋結構形式，轉子回轉和定子回轉是同時進行的。在曲軸轉至其它角度范圍內，定、轉子回轉驅動裝置處于靜止狀態。轉子回轉驅動裝置和定子回轉驅動裝置是具有能實現任意斷續運動和高分主精度及大轉矩等功能的分度裝置。在分度與停止的瞬間能準確定位，保證了回轉精度，轉子每次轉動規定角度和定子每次轉動規定角度都是在該裝置上所設定的。另外，為保證單回轉或者雙回轉與高速沖床的滑塊上下運動相協調和在雙回轉中每次轉子回轉與定子回轉同步，需配備專用電氣控制器，如出現有誤差，電氣控制部分就會發出信號，使高速沖床立即停止工作。4回轉安全機構由于級進模在高速沖床上進行沖制，對于帶大角度回轉模具結構，如果定、轉子沖片落料外形不是圓

29、形，而是方形或帶有齒形等異形的形狀時，為保證每次落料凹模回轉停留的位置正確無誤，確保落料凸模和凹模零件安全，在級進模上必須設置有安全機構。41 機械安全機構圖2l所示為轉子落料凸模安全機構(定子落料凸模安全機構也相似)，在凸模固定板上安裝有2個小導柱，其中1個小導柱上部有斜面與插板斜面相接觸，在轉子落料凹模回轉套上有相應的導正孔，如轉子落料凹模回轉正確，小導柱就導正相應凹模回轉套上的孔，如轉子落料凹模圓轉不正確，則小導柱上部斜面就推動抽板斜面滑動，落料凸模座上凹凸槽就對準抽板上凸凹槽，使轉子落料凸模向上縮進，不能進人回轉落料凹模內，轉子落料凸模復位是靠氣缸和電磁閥控制。圖21 機械安全機構l，

30、5小導柱 2定位板 3落料凸模 4凸模座6固定板 7抽扳 8氣缸，電磁閥42 電器安全機構如圖22所示，電器安全機構中安裝在轉子回轉套和定子回轉套上的法蘭盤與接近開關組成。如果回轉正確，E接近開關就對準法蘭盤上的槽口如回轉不正確則E接近開關就對不準法蘭盤上的槽口，接近開關就發出信號給電器控制箱，使高速沖床立即停止工作。圖22 電器安全機構1轉子回轉法蘭 2定子回轉法蘭 EF接近開關5一般自動疊鉚級進模結構特點51 模具基本組成部分（1）帶扭轉疊鉚級進模：由模具主體，轉子扭轉機構和定轉子鐵心排出機構(輸送帶)等組成。（2）帶回轉疊鉚級進模：由模具主體、定轉子回轉機構、定轉子回轉驅動裝置和定轉子鐵

31、心排出機構等組成。52 模具主體結構設計為確保級進模的高精度和制造中工藝要求，一是采用雙導向結構，即在上、下模座靠6根大的滾珠 圖23 級進模雙導向結構導套導向外，另外在各卸 1上模座 2導套 3大導柱料板與上、下模座間有4根 4卸料板定位塊 5小導柱 6頂柱小導柱導正，如圖23所示。 7卸料固定板 8下模座9，11滾珠保持圈（精度要求較高時模架采 10，12彈簧 13卸料板用雙導向結構，上下模座主體采用4組滾珠大導柱導向，分塊式卸料板與上下模座采用8組滾珠小導柱導向。）二是采用較多的鑲拼式結構和組合式結構，以保證制造、檢測和維修方便。53 凸模、凹模設計凸模固定采用壓板式，便于更換和維修。凹

32、模采用鑲拼結構，用圓柱銷定位，確保精度，如圖24所示。圖24 定子沖稽凹模鑲拼結構54 安全保護裝置為保證鐵心的疊鉚深度及上模中凸模進入到凹模深度，必須使用限位柱進行控制，如圖25所示。為防止發生誤送料故障，設計有微動開關進行誤送監測，如圖26所示。 圖25 級進模限位拄結構 圖26 級進模誤送停機裝置 1下限位柱2上限位柱6舉例說明定轉子鐵芯疊鉚模設計中的有關情況61 定、轉子鐵芯沖片零件圖及排樣圖根據定、轉子鐵芯沖片的尺寸要求，見圖27定子沖片，圖28轉子沖片，按鐵芯有關指標，確定轉子鐵芯的沖壓工藝排樣。因生產量比較大及提高圖27定子沖片 圖28轉子沖片材料利用率，需為雙排模具。沖制材料為

33、35EF1300硅鋼片，沖片材料厚度為0.35mm，料寬為1120mm，步距為55.500mm 。模具設置為雙排十四個工位，沖壓工藝排樣如圖29所示。圖29沖壓工藝排樣圖62 模具主要設計結構及技術要求 （1）模架采用雙導向結構，上下模座主體采用4組滾珠大導柱導向，分塊式卸料板與上下模座采用8組滾珠小導柱導向。精密滾珠導柱雙導向結構形式，既能保證高精度的使用壽命，又能確保彈壓平穩使用性能的可靠性。 （2）彈壓卸料板采用分塊式組合結構，卸料板主體分成2塊與導向板5塊組合，通過8組滾珠小導柱與上下模座連體導向的結構形式。卸料板具有卸料、壓料、保護凸模、控制步距與精密導向的綜合作用，模具的技術要求；

34、在卸料板上集中體現。（3）凹模采用分塊式鑲拼結構，硬質合金鑲件與凹固板5塊鑲拼組成。經冷壓密配與精密定位確保配件互換，制造、維修方便。凹模有效刃口高度為10mm，槽型刃口斜度為8'，起始總間隙取材料厚度的8%。 （4）凸模固定結構，采用與凸模固定板µm級的間隙配合并用壓板鎖緊定位。位置精度及沖裁間隙由導向板控制。硬質合金凸模需避免銳角，采用圓弧過渡R不小于0.15mm。（5）步距精度控制結構，采用雙排28只導正銷控制送料步距的高精度定位，步距精度由導向板保證。（6）條料側面導向結構，采用側導板導料形式，側導板的設置為分塊和分段結構，便于制造和清理。并在凹模固定板上設置頂料釘裝

35、置，確保條料運行無阻。（7）模具安全保護裝置：上下模座相對位置設置4組限程柱，控制模具行程。上模板與卸料板的中間兩面設置多塊分段的限位塊，控制上模沖壓時的最佳行程及彈壓卸料板的平衡支撐。設置微動開關誤送釘裝置，出現條料誤送故障時，沖床可立即停止，避免損壞模具。 （8）鐵芯厚度的分組，采用活動式抽板機構，在沖床控制柜設定所需要的片數，當沖到設定的片數時，在電器控制柜的脈沖指令下，通過氣缸和電磁閥來控制模具上的抽板機構動作，頂出計量凸模沖孔后即刻復位，達到鐵芯疊鉚厚度的分組要求。（9）凸模凹模材料采用鎢鈷系列硬質合金，并經熱等靜壓技術處理提高硬質合金強度的優質材料。選用硬質合金，需針對定轉子沖片材

36、料的牌號和性能：如硅鋼片牌號W400、W360、W315以上的這類硬性料，因鐵損低延伸率小和脆性大等性能；選用抗彎強度沖擊韌性為主的粗晶粒硬質合金。牌號W620、W540、W470以上的這類中性料；選用抗彎強度和耐磨性兼顧的中細晶粒硬質合金。牌號W1000、W1300這類鐵損高延伸率大和脆性差的軟性料；選用耐磨性為主抗彎強度為輔的細晶粒硬質合金。如沖牌號SPCC、ST12等這類延伸系數特大的特軟料，選用高硬度耐磨性為主的超細晶粒硬質合金。鎢鈷（WCCO）類硬質合金，其性能是隨著WC粒度大小和含鈷量多少而變化，硬度與抗彎強度也隨著相對立。 （10）上下模板采用45號鋼，硬度HRC2832。導柱導

37、套采用GGr15鋼，硬度HRC6264。卸料板采用40Gr鋼，硬度HRC4348。固定板、墊板、抽板采用GrWMn鋼，硬度HRC5358。導向板、導正釘、收緊圈、疊裝頂桿采用Gr12鋼，硬度HRC6062。其余零件分別采用優質模具鋼及相應的硬度要求。圓柱銷、螺釘選用高強度緊固件。矩形彈簧選用優質標準件。滾珠保持圈選用優質配套件。確保在高速沖壓時的使用壽命和可靠性。 （11）鐵芯疊鉚形式，采用全密疊。轉子疊鉚點圓形圖30所示；定子疊鉚點矩形圖31所示。疊鉚結合力80N以上。疊鉚結合圖32所示。疊鉚點數量和形狀，按鐵芯技術要求設定。鐵芯扭槽的疊鉚點形狀為圓弧形圖33所示，并設置凹模旋轉機構圖34所

38、示：將轉子落料凹模設計成圓筒形的旋轉機構。旋轉機構在電器控制柜脈沖指令下，通過步進電機帶動蝸桿、蝸輪、凹模；在每次沖程內凹模按設定的角度旋轉，促使轉子片落料后進行旋轉疊合，形成轉子鐵芯所需的扭槽角度要求。圖30 圓形疊鉚點 圖31 矩形疊鉚點 圖32 疊鉚結合圖33 圓弧形疊鉚點圖34 凹模旋轉疊鉚機構 1、凹模固定板2、凹模體3、平面軸承 4、軸承 5、蝸桿 6、蝸輪 7、軸承 8、墊板 9、下模板63 定轉子鐵芯疊鉚模的工藝制造技術 該模具的工藝制造技術，除應用了計算機輔助設計與制造技術（CAD/CAM）和高精度數控機床的配套設施外，并結合專業化精密制造技術和多年的實踐經驗積累，按工藝指令

39、和要求，通過先進制造技術的實施，達到高精度、高效率、高壽命“三高”模具的各項技術要求。重點工藝制造技術和關鍵參數如下： （1）上模板、下模板、卸料板的大件制造，分為粗加工、半精加工、精加工的三個階段：粗加工在立式銑床、橫臂鉆床等普通機床上進行，主要去除零件上的大孔及成型部位的部分余鐵量，留有適當的后道加工余量。粗加工后需進行熱處理調質，達到提高零件的韌性和強度及減少以后淬火變形量。半精加工在加工中心上進行，除零件上的導柱導套孔、銷釘孔、型孔、工藝孔及平面留適當的精加工磨量外，其余加工到位。半精加工后進行熱處理淬火，達到零件所需要的硬度值。在精加工前需進行熱處理正火時效，達到消除零件淬火后的脆性

40、和內應力，精加工在精密平面磨床上磨兩平面，平行度控制在0.01mm內，然后在精密數控坐標磨床上加工導柱導套孔、銷釘孔、型孔、工藝孔等高精度部位，達到孔距位置精度在3µm內及孔徑公差和一致性等技術要求。上下模板和卸料板上的導柱導套孔、銷釘孔、工藝孔的孔距位置，是設定好的高精度精密基準、整副模具相關的其它模板等零件、均以這精密基準定位；來保證步距位置精度及相關要求。 （2）滾珠導柱、導套的工藝制造及組成：滾珠保持圈選用優質配套件，滾珠材料軸承鋼，硬度HRC60以上，由專業廠供貨，再經檢測分類；滾珠直徑一致性和圓度均可達到2µµm，圓度和同軸度在2µm內。導柱

41、端面需加工B型帶護錐中心孔作精密定位。導柱與導套和滾珠的過盈配合，控制在0.0160.018mm內較適合。 （3）導向板、凸模固定板、凹模固定板、墊板、抽板、收緊圈、側導板等零件，需經鍛造、退火、粗加工后調質，半精加工后淬火，精加工前正火時效等工藝制造要求。在精加工中按工序指令，分別采用精密數控磨床、慢走絲線切割機、坐標磨床等高精度設備上精密加工。應用先進制造設備和合理的工藝規程，保證各個零件的高精度和使用性能可靠。 （4）步距位置精度直接影響到鐵芯自動疊鉚結合力的大小，精度越高，結合力越大。全密疊形式的模具步距位置精度，需控制在3µm內。為此，國內外應用精密數控座標磨床，保證高精度

42、要求。部分成型零件，采用精密數控慢走絲線切割機床，進行多次切割，再經研磨到位，達到高精度要求。 （5）卸料導向板上的導正孔徑和導正釘外徑的配合間隙，控制在35µm內，使導正釘在動態工作時確保導正精度和使用性能。步距位置精度導向板控制。 （6）全密疊形式鐵芯疊鉚的結合力在模具內完成，為此，上、下沖片的疊鉚點凸臺和計量孔的過盈配合量極為重要，設制在5µm時的狀態較好。適當的疊鉚過盈配合量和疊壓力的調整等參數，是決定鐵芯自動疊鉚能否達到結合力要求的關鍵。 （7）收緊圈是鐵芯自動疊鉚模的關鍵零件，零件的綜合技術要求高，µm以上的高光潔度，并要具有高耐磨性和較好的沖擊韌性。

43、確定成形孔的尺寸參數極為關鍵，經多次實踐，收緊圈的成形孔比落料疊片凹模的實際值小10µm 15µm。參數分布均勻，形成較適中的背壓力和收緊增壓的效果，達到鐵芯結合力及相關的技術要求。收緊圈屬易損零件，需制造備件，必要時選用高耐磨及沖擊韌性較好的硬質合金材料制造。（8）槽形凹模拼塊的制造技術及組合要求：槽形凹模拼塊，采用以割代磨的制造技術，主要工藝：磨硬質合金胚料的兩平面；線切割槽形留精割余量并割扇形留精磨余量；精磨扇形四側面留研磨余量；研磨扇形四側面留組合調整量每面1µm；以扇形四側面的數值為基準精割定位工具；拼塊定位后精割槽形刃口與斜度留研磨量每面3µ

44、µm，精研槽形刃口與斜度去除表面的“軟化層”。槽形凹模拼塊的組合：由槽形凹模拼塊、拼塊固定板、軸孔凹模鑲件、定位銷組成。組合后的槽形凹模拼塊與相關件之間不允許出現影響使用性能的“拼縫”。拼塊與備件可互換使用，這是槽形凹模拼塊技術的特點。拼塊的數量按沖片上的槽數；備件按拼塊總數的30%。槽形凹模拼塊的制造技術和精度，是衡量該類模具先進程度的重要標志。槽形凹模拼塊如圖35及拼塊組合如圖36所示。圖35槽形凹模拼塊圖36拼塊組合1、定位銷2、凹模拼塊3、凹模固定板 4、凹模鑲件（9）硬質合金材料的磨削：采用人造金剛石砂輪，樹脂結合劑，結合劑的濃度100%，砂輪粒度粗磨120號、精磨180號

45、以上。每次磨削深度粗磨控制在0.02mm內，精磨在3µm內。冷卻液需供應充足和持久確保散熱性要求。合理規范的操作，既能保證零件精度和設備精度，又能延長砂輪使用壽命。針對硬質合金材料的硬度高、脆性大、易爆易裂等特點，必須確保砂輪自礪性和控制磨削時的進給量，達到最佳的磨削效果。 (10)硬質合金零件的研磨：用金剛石研磨膏系列研磨；粗研用W28研磨膏；半精研用W20、W10；精研用W5。研磨工藝量每面5µm內。研磨工具裝置，用鑄鐵平板、鑄件、鋼件等。研磨后分別清洗干凈。零件通過規范的研磨，達到高精度、高質量和一致性要求。6. 4 雙排定轉子鐵芯自動疊鉚級進模的效果 （1）雙排定轉

46、子鐵芯自動疊鉚級進模，用于生產電動工具電機鐵芯，可在200噸或125噸高速沖床上沖制，沖速250次/分，一次沖出定轉子鐵芯4件，生產效率提高一倍，鐵芯質量符合圖紙各項技術要求如圖37。圖37 定、轉子鐵芯（2）模具的步距精度及主要零件的制造精度在3µm內，備件可互換。使用壽命刃磨一次在100萬沖次以上，總壽命預計在一億次以上。模具設計結構與工藝制造水平及制造周期達到了國外同類模具水平，可替代進口。 其上、下模分別見圖38、圖39。7. 電機鐵芯自動疊鉚級進模的發展趨勢 我國模具近年來飛速發展，尤其是沖壓模具和塑料模的需求量越來越大。按照中國模具工業協會的劃分，我國模具基本分為10大類

47、，其中沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產值計算，目前我國沖壓模占50%左右，塑料成型模約占20%。我國沖壓模大多分為簡單模、單工序模和復合模等，而精沖模、精密多工位級進模數量卻不多，我國沖壓模具的平均壽命圖38 上模圖39 下模也較低，不足100萬次。大型、精密、復雜、長壽命模具，在國內生產總量中的比例嚴重不足，每年需進口較多模具。我國模具工業雖然發展迅速，但市場對精密高檔模具的需求與日俱增，因此，加速發展精密高檔模具，是國內模具市場的發展趨勢。從電機鐵芯自動疊鉚級進模的發展趨勢來分析，主要特點如下： （1）模具向大型化發展。這一方面是由于用單排級進模成形的制品要求向雙排級進模發展，進一步提高生產效率和材料利用率，另一方面是用模具成形的制品日漸大型化所致。 （2）模具技術向更高層次發展。單排級進模技術向大型雙排級進模技術發展，這在模具結構、制造精度、制造難度及總體技術水平等方面將