一种扣点式叠铆电机冲片模具结构设计

李艮凯，李宾飞，任银兵，刘希锋，陈建军

（中车永济电机公司机加事业部，山西永济 044502）

1 引言

电机定转子铁芯冲裁、叠铆一般都采用级进模一次完成，但是级进模具只适合于小型电机（直径小于ϕ500mm），对于大直径的冲片模具外形尺寸超大、重量过重，机床的冲裁吨位过大，无法使用级进模实现铁芯的自动叠压。对于大直径的冲片一般要设计专用的叠压工装进行叠压，同时需要将铁芯叠压后焊接一体。其扇形冲片的叠压最麻烦，工序繁琐。扇形片由很多片组成一个整圆，一般尺寸都较大，大部分直径在ϕ2,000mm以上，无法使用级进模完成自动叠压，通过对冲片技术及使用要求的对比，完全可以借助级进模具的扣点叠压理念，利用复合冲模进行冲片扣点冲制、叠铆，达到叠压的效果。

2 制件及模具

根据图1所示的制件图纸要求，材料为65WG600，料厚0.65mm，属于典型的扇形片结构，对此类冲片的相关技术研究，具有一定的代表性，制件要求毛刺小于0.05mm，结合制件的形状，为满足铁芯的使用环境条件，冲片上设计有118个（4.5×1.2mm）扣点，模具需要同时达到冲裁与叠铆两种用途（两种冲片区别在于扣点形状不同，一种为方型结构，一种为翻边结构）。

图1 两种冲片结构

2.1 模具结构设计与制造工艺

模具总装图如图2所示。

图2 模具总装图

（1）导向系统。导向系统采用点接触滚动式导向，由导柱、导套、滚珠3部分组成，采用负间隙配合（过盈配合），对模具的刃口部分是一种保护，可以杜绝非正常模具破坏，延长使用寿命、拆卸快捷。

（2）下模部分。下模与固定板、卸料板同时采用过渡配合（单边0.005mm），利用内六角螺钉连接，最大限度的增加下模刚度，保证冲裁的稳定性。

（3）上模部分。上模与固定板采用内六角螺钉、定位销连接，为提高配合精度，销钉孔采用配加工保证位置度的一致性。配合方式采用过渡配合（单边0.005mm），扣点凸模采用专用压板与固定板连接，处于浮动状态。拆卸比较快捷，维修效率高。同时制造上下限位柱，模具增加限位功能。防止刃口发生碰撞，意外损坏模具。

2.2 刃口、固定板的加工及装配

模具刃口关键零件材料全部采用Cr12Mo1V1，外形及各种孔（槽型除外）加工后，热处理59～61HRC，再加液氮深冷处理（-200℃±10℃），然后150℃～200℃低温回火；上固定板、卸料板采用P20材质，稳定性好，冲制过程中导向效果更稳定。

（1）凹模（见图3）外形尺寸较大740×280mm，厚度仅为30mm，为防止变形，将其分为两块，中间60mm为接触面，其余为0.2mm的间隙，杜绝装配中发生干涉。扣点型腔的穿丝孔采用高精度穿孔机加工，保证慢走丝加工时顺利穿丝及型腔的加工质量；为保证冲制过程中废料的漏料顺畅，防止由于堵料造成模具报废。凸凹模的冲裁部分为12mm。

图3 凹模

（2）扣点凸模、铆点凸模（见图4），材料同样为Cr12Mo1V1，粗加工留量后，热处理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）处理，然后150℃～200℃低温回火，磨削加工两个圆，保证两圆同心，便于慢走丝精加工时基准校正的准确性，两次加工的位置度一致，线切割型腔形状（4.5×1.2mm）；为保证组装精度，利用长直边作为基准，推板与扣点凸模一起加工，采用过渡配合（单边间隙0.005mm），保证冲制过程中扣点凸模的稳定性。

图4 扣点凸模、铆点凸模

（3）上固定板，如图5所示，采用P20材料，外形尺寸较大，为防止变形，一分为二，两块组装配合间隙为0.2mm，采用线切割加工凸模固定孔，扣点位置度保证在±0.005mm，与凸模配加工，保证双边间隙0～0.01mm。

图5 上固定板

（4）扣点凸模、叠铆凸模装配，由于扣点凸模、叠铆凸模尺寸较小，刚性不好，与上固定板装配过程中容易断裂，制作专用工装，将扣点凸模、叠铆凸模与工装装配一体，起到保护凸模的作用，利用铜棒轻轻敲击专用工装即可完成组装，完全保证凸模不断裂。装配简单、快捷，装配机使用方法如图6所示。

图6 专用工装

（5）组装完成后的扣点模具，整体结构合理，维修快捷高效，实物如图7所示。

图7 扣点模具

3 叠铆模具结构

叠铆模具结构图如图8所示。

图8 叠铆模具结构图

（1）上模、下模。由于叠压机床压力为500t，材质都采用Cr12Mo1V1，毛坯外形及孔（槽型除外）粗加工后，热处理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）处理，然后150℃～200℃低温回火保证其稳定性。结构如图9所示。

图9 上下模结构图

（2）定位块1、定位块2。由于定位块与冲片接触，经常磨损，材质都采用Cr12Mo1V1，毛坯外形及孔（槽型除外）粗加工后，热处理59～61HRC，再加液氮（-200℃±10℃）处理，然后150℃～200℃保证定位精度，慢走丝机床二次线切割加工，结构如图10所示。

图10 定位块1、定位块2

（3）定位原理。两个定位块1进行侧边定位（左右方向），由于侧定位是带角度定位，所以只需要定位块2进行上下定位就可以。冲片放置在定位里面，利用500t机床进行叠压，如图11所示。

图11 定位原理示意图

（4）叠片取出。制造专用取片夹钳工装，手松开，将钳口夹住冲片槽内侧，手用力，夹钳夹住叠片，向上提取就可以轻松取出，方便、快捷。

（5）叠铆模具实物如图12所示。

图12 叠铆模具实物

4 结束语

该扣点式、叠铆式复冲模模具结构简单，操作方便，试制后检测制件毛刺0.04mm，扣点凸模、叠铆凸模更换快捷，维修时间短。利用叠铆模具叠铆后，铁芯垂直度、直线度优于图纸要求。投入成本低、经济效益高。