微电动机多工位级进模转子与定子片设计

1.工艺分析

图1-19所示的微电动机的定子片和转子片，材料为硅钢片，料厚为0.35mm。定子片和转子片在使用中所需数量相等，转子片的外径比定子片的内径小1mm，因此定子片和转子片具备套冲条件。从图1-19可以看出，定子片中的异形孔比较复杂，孔中有四个较狭窄的突出部分。若不将内型孔分解冲切，则整体凹模中4个突出部分容易损坏，为此把内型孔分为两个工位冲出。考虑到φ48^+0.05₀mm孔精度较高，应先冲两头长形孔，后冲中孔，同时将3个孔打通，完成内孔冲裁。若先冲中孔，后冲长形孔，可能引起中孔的变形。

图1-19 微电动机的定子片和转子片

2.排样设计

由于微电动机的定子片和转子片年产量大，故适宜采用多工位级进模冲压，该制件的冲压工序均为冲孔和落料。制件的异形孔较多，在级进模的结构设计和加工制造上都有一定的难度，因此要精心设计，各种问题都要考虑周全。

制件的排样如图1-20所示。该排样共分8个工位，各工位的工序如下：

工位①：冲导正销孔，冲转子槽孔和中心轴孔，冲定子片两端4个小孔等。

工位②：冲定子片右侧2孔，冲工艺孔及转子片槽。

图1-20 排样图

工位③：转子片落料。

工位④：冲定子片两端异形槽孔。

工位⑤：空工位。

工位⑥：冲定子片φ48^+0.05₀mm内孔，切除定子片两端圆弧废料。

工位⑦：空工位。

工位⑧：定子片切断。

转子片中间φ10mm的孔有较高的精度要求，12个线槽孔要直接缠绕径细、绝缘层薄的漆包线，不允许有明显的毛刺。为此，在工位②设置对φ10mm孔和12个线槽孔的校平工序。工位③完成转子片的落料。

定子片中的异形孔比较复杂，孔中有四个较狭窄的突出部分，为此把内型孔分为两个工位冲出。考虑到φ48^+0.05₀mm孔精度较高，应先冲两头长形孔，后冲中孔，同时将三个孔打通，完成内孔冲裁。

工位⑧采取单边切断的方法，尽管切断处相邻两片毛刺方向不同，但不影响使用。

3.模具结构设计

根据排样图，该模具为8个工位的多工位级进模，步距为60mm。多工位级进模结构如图1-21所示。该模具由上、下两部分组成，为了保证制件的精度，采用四导柱滚珠导向钢板模架。(www.xing528.com)

（1）上模部分

1）凸模。

高度应符合工艺要求。工位③φ47mm的落料凸模19和工位⑥的三个凸模较大，应先进入冲裁工作状态；其余凸模均比其短0.5mm，当大凸模完成冲裁后，再使小凸模进行冲裁，这样可防止小凸模折断。

模具中冲槽凸模17，切废料凸模6、7，冲异形孔凸模20都为异形凸模，无台阶。大一些的凸模采用螺钉紧固，冲异形孔凸模20呈薄片状孔，故采用销钉14吊装于固定板11上。环形分布的12个冲槽凸模17，是镶在带台阶的凸模座16上相应的12个孔内，并采用卡圈15固定，如图1-22所示。卡圈切割成两半，用卡圈卡住凸模上部磨出的凹槽，可防止凸模卸料时被拔出。

2）弹性卸料装置。由于模具中有细小凸模，为了防止细小凸模折断，需采用带辅助导向机构（即小导柱和小导套）的弹性卸料装置，使卸料板对小凸模进行导向保护。小导柱、小导套的配合间隙，一般为凸模与卸料板之间配合间隙的1/2。该模具由于间隙值都很小，因此模具中的辅助导向机构是共用的模架滚珠导向机构。

图1-21 微电动机定、转子片多工位级进模结构

1—下模座 2—凹模基体 3—导正销座 4—导正销 5—卸料板 6、7—切废料凸模 8—滚动导柱、导套 9—碟形弹簧 10—切断凸模 11—固定板 12—上垫板 13—上模座 14—销钉 15—卡圈 16—凸模座 17—冲槽凸模 18—冲孔凸模 19—落料凸模 20—冲异形孔凸模 21—凹模镶块 22—冲槽凹模 23—弹性校平组件 24、26—导料板 25—承料板 27—浮动导料销 28—顶杆

为了保证卸料板具有良好的刚性和耐磨性，并便于加工，卸料板分为4块，每块板厚为12mm，材料为Cr12MoV，热处理硬度为55～58HRC。各块卸料板均装在卸料板基体上，卸料板基体用45钢制作，板厚为20mm。因该模具所有的工序都是冲裁，卸料板的工作行程小，为了保证足够的卸料力，采用了6组相同的碟形弹簧作弹性元件。

图1-22 冲槽凸模固定示意图

3）定位装置。模具的进距精度为±0.05mm，采用的自动送料装置精度为±0.005mm，为此，分别在模具的工位①、③、④、⑧上设置了4组共8个呈对称布置的导正销，以实现对带料的精确定位。导正销与固定板和卸料板的配合选用H7/H6。在工位⑧带料上的导正销孔已被切除，此时可借用定子片两端φ6mm孔作导正销孔，以保证最后切除时定位精度。在工位③切除转子片外圆时，用装在凸模上的导正销，借用中心孔φ10mm导正。

4）顶杆装置。其作用是防止冲裁时分离的材料黏在凸模上，影响模具的正常工作，甚至损坏模具。在工位③的落料凸模上均布了3个顶杆，目的是使凸模上的导正销与落料的转子片分离，阻止转子片随凸模上升。

（2）下模部分

1）凹模。它由凹模基体2和凹模镶块21等组成。凹模镶块共有4块，工位①、②、③为第1块，工位④为第2块，工位⑤、⑥为第3块，工位⑦、⑧为第4块。每块凹模镶块21分别用螺钉和销钉固定在凹模基体2上，保证模具的进距精度达到±0.005mm。凹模材料为SKDII，淬火硬度62～64HRC。

2）导料装置。在组合凹模的始末端均装有局部导料板。始端导料板24装在工位①前端，末端导料板26设在工位⑦以后。采用局部导料板的目的，是避免带料送进过程中产生过大的阻力。中间各工位上设置了4组8个浮动导料销27，其结构如图1-23所示。浮动导料销在导向的同时具有向上浮料的作用，使带料在运行过程中从凹模面上浮起一定的高度（约1.5mm），以利于带料运行。

图1-23 浮动导料销

1—带料 2—浮动导料销 3—凹模 4—下模座 5—弹簧 6—螺塞

3）校平组件。在下模工位②的位置设置了弹性校平组件23。其目的是校平前一工位上冲出的转子片槽和φ10mm孔。校平组件中的校平凸模与槽孔形状相同，其尺寸比冲槽凸模周边大1mm左右，并以间隙配合装在凹模板内。为了提供足够的校平力，采用了碟形弹簧。