1引言
电机广泛应用于电子信息、航空、航天、办公设备及机械等行业中，定转子是电机中重要的零件，其精度的高低对电机的使用寿命、噪音及质量有着直接的影响。因此保证定转子质量及尺寸精度和生产效率，必须对其成形的冲压工序和模具结构进行优化设计。
2工艺分析
定转子零件尺寸如图1所示，材料为冷轧电工钢带，料厚0.5mm，未注公差按GB/T1804-M，要求零件的平面度≤0.1mm，毛刺高度≤0.05mm，表面光滑，大批量生产。定转子在电机中装配单边间隙为0.542mm，尺寸精度、同轴度都要求很高。以前2个零件的生产，要设计2副模具，1副完成定子的生产，1副完成转子的生产。设计制造这2副模具难度大，成本高、周期长，很难保证定转子的尺寸和装配（a）精度，严重影响电机使用寿命和质量。通过分析和优化改进定转子的模具结构，用1副级进模完成2个零件的冲压，缩短了模具制造周期及降低了生产成本。采用1副模具冲压2个零件，提高了材料利用率。分析定转子特点：转子有12个均匀的极槽，中间?24mm的孔和?39mm的孔有同轴度要求；定子的外形是不规则的异型，有很多窄槽。如何在1副级进模上完成上述2个零件的生产，对模具设计与制造提出了较高的要求。
3排样设计
级进模具设计的重点是排样的确定，排样设计直接决定了模具结构设计合理与否及难易程度。在设计定转子排样时要综合分析工位多少、材料的利用率、步距如何保证、零件的形状和尺寸精度如何保证、模具的制造和维修难易、成本的高低等都要考虑。通过对定转子冲压工艺分析，对以前的2副模具排样进行了改进和优化，该零件采用了单排、套冲（即同一条料的内部冲转子，外部冲定子）少废料的多工位级进模排样，如图2所示，采用7个工位完成定转子的冲制，工艺排样的方案是先完成冲转子，再冲定子。经计算，条料的宽度680-0.1mm，步距56mm。零件冲压工序：①冲导正销孔及转子内槽；②冲转子中心孔和定子的2个小孔；③转子落料并校平；④冲定子中心孔；⑤冲定子两端的槽，通过④和⑤把转子复杂的内孔形状改为冲2次外形，使零件的形状和尺寸得到保证；⑥空位；⑦定子外形的落料并校平。通过排样分析，可以得出改进后的排样不但提高了材料利用率、降低了模具制造成本，还能在1副模具上完成零件的冲压成形。
4结构模具设计
改进后的模具结构如图3所示，设计特点如下：（1）整副模具上、下模座采用4根滚珠式导柱导向，卸料板由6根滑动的小导柱导向，双导向的模架和模板结构既保证了上、下模板的导向精度，又保证了凸、凹模配合间隙均匀、相对位置准确及模具零件的装配精度。（2）零件大批量生产，条料采用自动送料机构送料。为保证条料的步距精度，采用7对导正销进行精定位，条料在①工位为了减少废料，提高材料利用率，采用初始弹压挡料销定位。条料的导向机构中采用了具有导料和顶料作用的6对导料杆导向，该结构送料和抬料平稳，条料的横向误差小，保证了零件质量。（3）模具采用弹压卸料板进行卸料，通过带套管的卸料螺钉固定在上模座上，并采用了带螺塞式的卸料弹簧来调节卸料力大小。冲制过程中废料通过下模的漏料孔来完成。卸料板在装配中采用套管式安装，保证卸料板高度一致、卸料平稳及拆装方便。（4）凸、凹模的设计及选用的材料决定了整副模具的使用寿命。因此根据定转子的产量，确保凸、凹模有较高的使用寿命，其材料采用硬质合金YG25。为了降低成本、制造、拆装和维修方便，凸模采用压板式固定方法，凹模采用镶件式结构。（5）零件在连续冲裁过程中为防止条料误送操作、出现废品和损坏模具零件及实现连续自动化的冲裁，设置安全检测装置即误送料检测销。（6）在整副模具冲裁过程中，定转子不是在一个工位冲制成形，以前模具结构中冲制出来的零件毛刺大、平面度达不到要求。为克服这些缺点，设置收紧装置，该装置安装在落料凹模下方，落下的定转子在收紧装置中堆积校平，以达到零件的平面度要求。（7）为了防止在冲制过程中合模过深，引起零件、凸、凹模及模具结构的损坏，设置了4对限位块，为后期的模具维修调整高度提供依据。
5结束语
改进后的定转子模具结构经过实际生产应用，模具结构合理、运行平稳可靠。模具的设计制造周期短、成本低、制造和维修方便。优化后的模具结构成形定转子的材料利用率提高了30%左右；生产效率比原来的2副模具提高近35%；定转子的同轴度误差减少了0.03~0.05mm；零件的毛刺高度≤0.05mm；检验零件的合格率达99%以上。因此该模具结构保证了定转子的精度要求，对其他定转子的模具设计有一定的参考作用。
作者:熊保玉 单位:四川信息职业技术学院机电工程系
