,,

1 前言

汽輪發電機、水輪發電機、大型交直流電機的鐵芯沖片的質量對整臺電機產品質量將產生很大影響。在沖制沖片時,毛刺會引起鐵芯的片間短路,增大鐵損和溫升。由于毛刺的存在,會使沖片數量減少,引起激磁電流增加和效率降低。槽內的毛刺會刺傷繞組絕緣,還會引起齒部外脹;轉子軸孔處毛刺過大時,可能引起孔尺寸的縮小或橢圓度增大,致使鐵芯軸上的裝壓困難,直接影響電機質量。因此,分析鐵芯沖片毛刺產生的原因并采取相應的預防措施,對于電機的加工制造是十分必要的。

2 產生毛刺大的原因分析

目前,國內外大型電機鐵芯沖片主要是采用0.5mm或0.35mm的薄電工硅鋼片沖制。在沖制過程中產生毛刺大的原因,一般說來主要是以下幾方面原因造成的。

(1)沖模間隙過大、過小或不均勻。

這三種情況對沖片斷面質量及表面質量都有很大影響。從板料的沖裁變形過程分析可知,若凸模和凹模之間的間隙過小,凸模刃口附近的裂紋比正常間隙范圍時向外錯開一段距離。硅鋼片在分離時,斷裂層就會出現毛刺的夾層。由于凹模刃口的擠壓作用,沖裁斷面形成第二光亮帶,其上部出現擠壓毛刺或帶鋸齒狀邊緣并呈倒錐形,見圖1a。若間隙過大,凸模刃口附近的剪裂紋較正常間隙范圍時向里錯開一段距離。材料受到很大拉深,沖裁斷面斜度增大,這樣硅鋼片則易被拉入間隙中,故形成拉長的毛刺,見圖1c。此外,沖模間隙分布不均也會使沖片在局部產生較大毛刺,即在間隙小處產生擠壓毛刺而在間隙大處則產生拉長毛刺。

(2)沖模工作部分刃口變鈍

沖模工作部分刃口由于長期磨損出現圓角時,則就不能很好起到材料分離作用。這時,整個斷面因撕裂而不規則,則會產生較大毛刺,見圖2。尤其是在落料時的凸模刃口及沖孔時的凹模刃口變鈍時所產生的毛刺更為嚴重。

(3)設備原因

沖床的導軌精度,滑塊與床面的平行度不好,滑塊運動方向與臺面的垂直度不好等也容易產生毛刺。沖床精度不好,會造成凸模與凹模的中心線不重合,產生毛刺,而且還會使模具導柱研壞。另外,沖床有沉車現象時,會出現二次沖切,或沖床的沖切力不夠時,也容易產生很大毛刺。

4)材料原因

在實際生產中,硅鋼片材料的機械性能、材料厚度不均、表面質量不好等因素也會影響沖片的斷面質量。金屬材料的彈性和塑性,確定了金屬的沖壓性能。一般說來,電機鐵心用的硅鋼片必須具有一定的彈性和塑性。由于電機鐵心沖片只有沖孔、落料、及切邊等冷沖壓工序,用彈性較好的硅鋼片材料比較合適。這是因為彈性較好的材料,流動性極限高,可以得到良好的斷面質量。

3 預防措施

針對上述分析的沖片毛刺產生的原因,為了減少上述原因引起的毛刺,應從下述幾方面來考慮: (1)在加工沖模時,必須要保證凸、凹模的加工精度和裝配質量,并且應保證凸模的垂直度和承受側壓的剛性及整個沖模也要有足夠的剛性。合格的模具、正常間隙沖制時,對于普通金屬板材,沖裁剪斷面允許的毛刺高度可見表1。

(2)在安裝沖模時一定要保證凸、凹模的正確間隙值,并且凸、凹模在固定板上固定要牢固可靠。上、下模板應與壓力機工作臺面保持相互平行。

(3)要求壓力機的剛性好,彈性變形小,導軌精度高以及墊板與滑塊平行。

(4)要求壓力機有足夠的沖裁力。

(5)利用材檢合格的硅鋼片進行沖制。

4 結束語

在沖壓過程中,只要滿足上述條件,毛刺就會大大減小。但是上述只是從預防的角度考慮,在實際生產中還會遇到一些新問題。雖然在大型電機鐵心沖片沖制完后有專門的去毛刺工序,但如果毛刺過大,就無法去凈。這就要求操作者在生產中要經常對沖片的斷面質量進行自檢,以便能及時發現伸縮接頭問題并解決問題,保證沖片毛刺在工藝要求的范圍之內。