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1 前言

汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、大型交直流電機(jī)的鐵芯沖片的質(zhì)量對整臺(tái)電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量將產(chǎn)生很大影響。在沖制沖片時(shí),毛刺會(huì)引起鐵芯的片間短路,增大鐵損和溫升。由于毛刺的存在,會(huì)使沖片數(shù)量減少,引起激磁電流增加和效率降低。槽內(nèi)的毛刺會(huì)刺傷繞組絕緣,還會(huì)引起齒部外脹;轉(zhuǎn)子軸孔處毛刺過大時(shí),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(jī)質(zhì)量。因此,分析鐵芯沖片毛刺產(chǎn)生的原因并采取相應(yīng)的預(yù)防措施,對于電機(jī)的加工制造是十分必要的。

2 產(chǎn)生毛刺大的原因分析

目前,國內(nèi)外大型電機(jī)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(chǎn)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(zhì)量及表面質(zhì)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(shí)向外錯(cuò)開一段距離。硅鋼片在分離時(shí),斷裂層就會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)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(shí)向里錯(cuò)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(huì)使沖片在局部產(chǎn)生較大毛刺,即在間隙小處產(chǎn)生擠壓毛刺而在間隙大處則產(chǎn)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(xiàn)圓角時(shí),則就不能很好起到材料分離作用。這時(shí),整個(gè)斷面因撕裂而不規(guī)則,則會(huì)產(chǎn)生較大毛刺,見圖2。尤其是在落料時(shí)的凸模刃口及沖孔時(shí)的凹模刃口變鈍時(shí)所產(chǎn)生的毛刺更為嚴(yán)重。

(3)設(shè)備原因

沖床的導(dǎo)軌精度,滑塊與床面的平行度不好,滑塊運(yùn)動(dòng)方向與臺(tái)面的垂直度不好等也容易產(chǎn)生毛刺。沖床精度不好,會(huì)造成凸模與凹模的中心線不重合,產(chǎn)生毛刺,而且還會(huì)使模具導(dǎo)柱研壞。另外,沖床有沉車現(xiàn)象時(shí),會(huì)出現(xiàn)二次沖切,或沖床的沖切力不夠時(shí),也容易產(chǎn)生很大毛刺。

4)材料原因

在實(shí)際生產(chǎn)中,硅鋼片材料的機(jī)械性能、材料厚度不均、表面質(zhì)量不好等因素也會(huì)影響沖片的斷面質(zhì)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(jī)鐵心用的硅鋼片必須具有一定的彈性和塑性。由于電機(jī)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?yàn)閺椥暂^好的材料,流動(dòng)性極限高,可以得到良好的斷面質(zhì)量。

3 預(yù)防措施

針對上述分析的沖片毛刺產(chǎn)生的原因,為了減少上述原因引起的毛刺,應(yīng)從下述幾方面來考慮: (1)在加工沖模時(shí),必須要保證凸、凹模的加工精度和裝配質(zhì)量,并且應(yīng)保證凸模的垂直度和承受側(cè)壓的剛性及整個(gè)沖模也要有足夠的剛性。合格的模具、正常間隙沖制時(shí),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(shí)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(yīng)與壓力機(jī)工作臺(tái)面保持相互平行。

(3)要求壓力機(jī)的剛性好,彈性變形小,導(dǎo)軌精度高以及墊板與滑塊平行。

(4)要求壓力機(jī)有足夠的沖裁力。

(5)利用材檢合格的硅鋼片進(jìn)行沖制。

4 結(jié)束語

在沖壓過程中,只要滿足上述條件,毛刺就會(huì)大大減小。但是上述只是從預(yù)防的角度考慮,在實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)遇到一些新問題。雖然在大型電機(jī)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(chǎn)中要經(jīng)常對沖片的斷面質(zhì)量進(jìn)行自檢,以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(nèi)。