第2章定子鐵心的制造工藝2.1鐵心沖片的材料

2.2沖壓設備

2.3鐵心沖片的沖制工藝

2.4沖片的絕緣處理

2.5定子鐵心的壓裝

2.6鐵心的質量分析

2.7沖模設計的基本知識

2.8沖模制造的基本知識

2.9鐵心制造工藝的發展趨勢2.1鐵心沖片的材料2.1.1硅鋼片

2.1.2熱軋硅鋼片和冷軋硅鋼片2.1.1硅鋼片表2-1電工用硅鋼片為了減小鐵損，交流電機的定子鐵心必須用電阻率較大、磁滯回線面積較小的薄板材料硅鋼片，經沖制和絕緣處理后疊壓而成。硅鋼片的含硅量(質量分數)一般平均超過5%，見表2-1。2.1.2熱軋硅鋼片和冷軋硅鋼片1.熱軋硅鋼片熱軋硅鋼片的電磁性能見表2-2。

2.冷軋硅鋼片冷軋硅鋼片和熱軋硅鋼片比較，有明顯的優點。即當沿著軋制方向交變磁化時，冷軋硅鋼片的鐵損小得多，導磁性能也有所改善。冷軋硅鋼片電磁性能見表2-3。1.熱軋硅鋼片表2-2熱軋硅鋼片電磁性能2.冷軋硅鋼片表2-3冷軋硅鋼片的電磁性能2.2沖壓設備2.2.1剪床

2.2.2沖床

2.2.3半自動沖槽機

2.2.4油壓機2.2.1剪床圖2-1平口剪床2.2.1剪床圖2-2斜口剪床2.2.1剪床表2-4電機常用材料的抗剪強度2.2.1剪床圖2-3滾剪示意圖2.2.1剪床圖2-4滾刀輪示意圖2.2.2沖床1.額定噸位

2.閉合高度

3.臺面尺寸(長×寬)和臺面孔尺寸

4.模柄孔尺寸2.2.2沖床圖2-5曲軸沖床的主軸2.2.2沖床圖2-6曲軸沖床1.額定噸位沖床銘牌上規定的噸位為沖床的額定噸位。額定噸位的大小，反映沖床的沖裁能力。在我國，偏心沖床和曲軸沖床都已成系列生產，公稱壓力可分為15個等級，即4t、6.3t、10t、16t、25t、40t、63t、80t、100t、125t、160t、200t、250t、315t、400t。選擇沖床時，必須使沖床的額定噸位大于工件所需要的沖裁力。2.閉合高度1)沖模閉合高度。沖模閉合高度是指上、下模在最低工作位置時的沖模高度(下模座下平面至上模座上平面的高度)。

2)沖床閉合高度。沖床上的連桿可以通過螺紋調節其長度，調節量為M。沖床閉合高度是指沖床在M=0時(即連桿全部旋入時)從臺面(包括臺面墊板)至下止點時滑塊下平面間的距離。表2-5各種沖床的C值圖2-7沖模閉合高度和沖床閉合高度

H′—沖模閉合高度—沖床最大閉合高度

—沖床最小閉合高度3.臺面尺寸(長×寬)和臺面孔尺寸在沖模設計和安裝時，必須考慮臺面尺寸和臺面孔尺寸。前者應能保證模具在臺面上壓緊；后者應能保證沖孔的余料或工件能從臺面孔落下。4.模柄孔尺寸在沖模設計和安裝時，必須考慮沖床滑塊模柄孔的尺寸。通常，模柄外徑與模柄孔的配合采用H7／d11。2.2.3半自動沖槽機圖2-8沖槽機的自動分度機構2.2.3半自動沖槽機圖2-9沖槽機的傳動連桿2.2.3半自動沖槽機圖2-10沖槽機的定位軸頭

1—沖片2—定位軸頭3—轉軸2.2.4油壓機鐵心壓裝一般在油壓機上完成。油壓機的種類很多，圖2-11所示是較簡單的一種油壓機液壓系統圖。通過滾壓傳動可使活塞10帶動壓板11上下滑動來完成壓裝工作。2.2.4油壓機圖2-11油壓機液壓系統圖

1—濾油器2—液壓泵3—溢流閥

4—換向閥5—背壓閥6—單向閥

7—壓力表8—上橫梁9—液壓缸

10—活塞11—壓板12—工作臺

13—底座2.3鐵心沖片的沖制工藝2.3.1硅鋼片的剪裁

2.3.2沖片的技術要求

2.3.3鐵心沖片的沖制方法

2.3.4沖片制造工藝方案的分析

2.3.5沖片的質量檢查及其分析

2.3.6沖片的結構工藝性

2.3.7沖片制造自動化概要2.3.1硅鋼片的剪裁1.規定最小的搭邊量C

2.合理選擇定子鐵心外徑D

3.實行套裁

4.充分利用余料2.3.1硅鋼片的剪裁圖2-12硅鋼片的剪裁1.規定最小的搭邊量C搭邊量太大使利用率降低。搭邊量太小，在送料過程中硅鋼片容易被拉斷和容易被拉入凹模，產生毛刺，并降低沖模壽命。還容易使定子沖片產生缺角現象。小型異步電動機沖片采用的搭邊量C一般為5～7mm。2.合理選擇定子鐵心外徑D在電機設計中，定子鐵心外徑的選擇要結合硅鋼片尺寸(a×b)和最小搭邊量C來考慮，以保證有較高的利用率。為了提高硅鋼片的利用率，許多工廠實行套裁。套裁就是合理安排沖片的位置。通過減少外部余量來提高硅鋼片的利用率。套裁的方法有錯位套裁(見圖2-13)和混合套裁(見圖2-14)兩種?；旌咸撞脮r，由于沖片的直徑不同將增加操作上和生產管理上的困難，所以用得較少。3.實行套裁圖2-13錯位套裁圖2-14混合套裁4.充分利用余料充分利用“內部余料”和“外部余料”。大電機沖片軸孔沖下來的“內部余料”可以用來沖制小電機的沖片，邊角余料也可以用來沖制小型電機沖片。2.3.2沖片的技術要求1)沖片的外徑、內徑、軸孔、槽形以及槽底直徑等尺寸，應符合圖紙要求。

2)定子沖片毛刺不大于0.05mm。

3)沖片應保證內、外圓和槽底直徑同心，不產生橢圓度。

4)槽形不得歪斜，以保證鐵心壓裝后槽形整齊。

5)沖片沖制后，應平整而無波浪形。圖2-15小型異步電動機定子沖片圖2-16小型異步電動機轉子沖片2.3.3鐵心沖片的沖制方法1.單沖

2.復沖

3.級進沖1.單沖每次沖出一個連續的，最多有一個斷口的輪廓線，例如軸孔及鍵槽、一個定子槽或一個轉子槽。單沖的優點是：單式沖模結構簡單，容易制造，通用性好；生產準備工作簡單；要求沖床的噸位小。它的缺點是：沖制過程是多次進行的，不可避免地會帶來定子沖片內外圓同心度的誤差，以及定子槽和轉子槽的分度誤差，因此沖片質量較差，勞動生產率不高。單沖主要用于單件生產或小批生產中，能減少工裝準備的時間和費用。此外，在缺少大噸位沖床時，也常常采用單沖。2.復沖每次沖出幾個連續的輪廓線，能一次將軸孔、軸孔上的鍵槽和平衡槽以及全部轉子槽沖出，或一次將定子沖片的內圓和外圓沖出。復沖的優點是：勞動生產率高，沖片質量好。缺點是：復式沖模制造工藝比較復雜，工時多，成本高，并要求噸位大的沖床。復沖主要用于大批生產中。3.級進沖將幾個單式沖?；驈褪經_模組合起來，按照同一距離排列成直線，上模安裝在同一個上模座上，下模安裝在同一個下模座上，就構成一副級進式沖模。圖2-17為用級進式沖模沖制定、轉子沖片的工步示意圖。沖模內有四個沖區：第一個沖區沖軸孔、軸孔上的鍵槽和平衡槽以及全部轉子槽和兩個定位孔；第二個沖區沖鳩尾槽、記號槽和全部定子槽；第三個沖區落轉子沖片外圓；第四個沖區落定子沖片外圓。這樣，條料進去以后，轉子沖片和定子沖片便分別從第三個沖區和第四個沖區的落料孔中落下，自動順序、順向疊放。圖2-17用級進式沖模沖制定、轉子沖片的工步示意圖2.3.4沖片制造工藝方案的分析1)用定子沖片內外圓一次沖出的模具來保證定子鐵心內外圓同軸度。

2)用復式沖模沖制時，為了保證鐵心壓裝使相同位置的槽對齊，必須同時沖出定子或轉子槽和各自的記號槽。

3)在半自動沖槽機上單沖定子槽時，可選定子沖片外圓作基準，如第四方案；也可選軸孔作基準，如第五方案。2.3.4沖片制造工藝方案的分析圖2-18復沖，先沖槽，后落料的方案2.3.4沖片制造工藝方案的分析0219.TIF2.3.4沖片制造工藝方案的分析0220.TIF2.3.4沖片制造工藝方案的分析0221.TIF2.3.4沖片制造工藝方案的分析0222.TIF2.3.5沖片的質量檢查及其分析1.毛刺

2.同軸度

3.大小齒

4.槽形1.毛刺一般用千分尺測量或用樣品比較法檢查。按技術條件規定，定子沖片毛刺不大于0.05mm，復式沖時，個別槽形部分允許最大為0.08mm；轉子沖片毛刺不大于0.08mm。毛刺大主要是因為沖模間隙大和模刃變鈍。間隙大有兩種原因：一種是沖模制造不符合質量要求，即間隙沒有達到合理尺寸；另一種是沖模在沖床安裝時不恰當，使沖模模刃周圍間隙不均勻，這樣間隙大的一邊就產生毛刺。2.同軸度定子沖片內外圓的同軸度及定子沖片外圓與槽底圓周的同軸度可按圖2-23所示的方法檢查。將沖片在壓板下壓平，用帶千分表的游標卡尺測量互成90°的四個位置的內外圓間的尺寸，同軸度誤差為相對方向內外圓間的尺寸差。圖2-23定子沖片同軸度的檢查3.大小齒1)由于分度盤每個齒的位置、尺寸、磨損不等而使沖片上槽的分布發生誤差。

2)由于傳動件之間有間隙存在，潤滑和磨損情況不斷改變，傳動角度也發生改變，故使沖片上槽的分布產生誤差。

3)定位心軸上的鍵由于磨損而減小，于是在心軸鍵和工件定位鍵槽之間有間隙，沖片可能角位移而使槽的分布產生誤差。4.槽形1)定位心軸的位置裝得比下模高得多，沖槽時將沖片彎曲，致使槽與軸孔中心距離增大。

2)沖槽模與定位心軸間的距離不準確。

3)沖片本身呈波浪形，故鐵心壓裝時沖片不平，致使槽與軸孔中心的距離發生變化。2.3.6沖片的結構工藝性1.材料的利用率

2.沖模的通用性

3.槽形的選擇

4.記號槽的位置

5.尺寸精度1.材料的利用率在選擇定子沖片外徑時，除了滿足電機電磁性能的要求外，還應考慮材料的利用率；應該選用合理的沖片直徑，來提高硅鋼片的利用率。2.沖模的通用性在考慮各種不同電機定、轉子沖片的內徑和外徑時，盡可能采用工廠標準直徑，這樣可以提高沖模的通用性，減少沖模制造的數量。3.槽形的選擇1)便于制造沖模。

2)從下線和鑄鋁角度考慮，圓底槽比平底槽好。

3)沖模模刃強度與槽口高度有關，槽口高度太小，模刃容易沖崩。圖2-24定子沖片槽形圖2-25轉子沖片槽形4.記號槽的位置為了保證鐵心壓裝質量，在疊片時要避免沖片疊反。因此，沖片上記號槽的中心線位置，不能與兩相鄰扣片槽的中心線重合。對于無扣片槽的沖片，則記號槽中心線不能與槽或齒的中心線重合。5.尺寸精度沖片尺寸精度主要決定于沖模制造精度。目前，沖模制造精度一般控制在公差等級為H6～H7，故沖片的尺寸精度一般不低于公差等級H8，而槽的尺寸精度一般在H9～H10。2.3.7沖片制造自動化概要1.單機床自動化

2.沖片加工自動流水線

3.高效率級進沖床1.單機床自動化1)出料。

2)理片器。單機床自動化的基本形式是自動進料機和自動取出工件的機構。圖2-26為小型異步電動機轉子沖片自動送、出料機構示意圖。1.單機床自動化圖2-26電機轉子沖片自動送、出料機構示意圖

1—偏心輪2—連桿3—操縱部分4—沖床滑塊5—擋料銷6—拉簧7—滑塊8—滑道9—送料體10—前板11—放料卷12—送料導柱13—圓連桿裝配14—轉子復模15—電磁鐵16—滑板17—接料器18—短連桿19、20—連接桿21—吸鐵連桿22—理

片器23—沖床臺面24—行程開關25—橫連桿2.沖片加工自動流水線由三臺沖床組成的自動流水線，在我國已普遍采用。先將整張的硅鋼片在剪床(或滾剪機)上裁成一定寬度的條料，由送料機構自動送入第一臺沖床，復沖軸孔(包括軸孔上的鍵槽和平衡槽)和全部轉子槽；然后由傳料裝置送入第二臺沖床，以軸孔定位復沖鳩尾槽、記號槽和全部定子槽；最后，由送料機構送入大角度后傾安裝的第三臺沖床，以軸孔定位，復沖定子沖片的內圓和外圓。此時，轉子沖片由臺面孔落在集料器上，定子沖片落入沖床后面的傳送帶或集料器上。3.高效率級進沖床如果把上述三臺沖床的沖裁工作集中在一臺沖床上來完成，就可以用步進的方法來代替一整套傳送裝置。即用一臺大噸位的沖床代替三臺沖床，減少設備事故停工時間，進一步提高生產效率，減小作業面積。級進式沖模就是把上述三副沖模集中在一個大的模座板上，如圖2-17所示，順序安排沖制工序，使條料每沖完一次按一定的步進節距送進，采用卷料自動進料，工效很高，這種新工藝，是目前發展的方向。2.4沖片的絕緣處理2.4.1概述

2.4.2沖片的涂漆處理

2.4.3沖片的氧化處理

2.4.4沖片表面絕緣處理質量檢查2.4.1概述為了減少鐵心的渦流損耗，鐵心沖片彼此絕緣，以提高電機的效率，降低電機的溫升，增強電機的抗腐蝕、耐油和防銹性能。異步電動機沖片絕緣處理只限于定子沖片，因為在正常運行時，轉子電流頻率很低(約1～3Hz／s)，鐵損很小，所以轉子沖片不需進行絕緣處理。目前，沖片絕緣處理有兩種方式：涂漆處理和氧化處理。2.4.2沖片的涂漆處理對硅鋼片絕緣漆的要求是快干，附著力強，漆膜絕緣性能好。常用的硅鋼片絕緣漆的牌號為1611，溶劑為二甲苯。涂漆工藝主要由涂漆和烘干兩部分組成，在涂漆機上同時完成。涂漆機由涂漆機構、傳送裝置、烘爐和溫度控制以及抽風裝置等幾部分組成。應用最廣泛的三段式涂漆機如圖2-27所示。圖2-27三段式涂漆機

1—煙窗2—傳送帶3—風罩4—滾筒5—硅鋼片6—貯漆槽7—工作臺8—電熱絲9—滴漆管2.4.3沖片的氧化處理沖片氧化處理是人工地使沖片表面形成一層很薄而又均勻牢固的由四氧化三鐵(Fe3O4)和三氧化二鐵(Fe2O3)組成的氧化膜，代替表面涂漆處理，使沖片之間絕緣，以減少渦流損耗。2.4.4沖片表面絕緣處理質量檢查1)外觀檢查。

2)測量漆膜厚度。

3)測量絕緣電阻。圖2-28測量絕緣電阻2.5定子鐵心的壓裝2.5.1定子鐵心壓裝的技術要求

2.5.2保證鐵心緊密度的工藝措施

2.5.3保證鐵心準確性的工藝措施

2.5.4保證鐵心牢固性的措施

2.5.5內壓裝的工藝與工裝

2.5.6外壓裝的工藝與工裝

2.5.7定子鐵心緊固的工藝——等離子焊接

2.5.8扇形沖片鐵心的壓裝特點

2.5.9磁極鐵心的制造

2.5.10鐵心壓裝質量的檢查2.5.1定子鐵心壓裝的技術要求1)沖片間保持一定的壓力，一般為(6.69～9.8)×105Pa。

2)重量要符合圖樣要求。

3)應保證鐵心長度，在外圓靠近扣片處測量，允許為(L1±1)mm(光外圓方案為l+3mm)，在兩扣片之間測量，允許比扣片處長1mm。

4)盡可能減少齒部彈開，在小型異步電動機中，齒部彈開允許值如下：定子鐵心長度小于等于100mm時，彈開度為3mm；定子鐵心長度大于100mm、小于等于200mm時，彈開度為4mm；定子鐵心長度大于200mm時，彈開度為5mm。

2.5.1定子鐵心壓裝的技術要求5)槽形應光潔整齊，槽形尺寸允許比單張沖片槽形尺寸小0.2mm。

6)鐵心內外圓要求光潔、整齊；定子沖片外圓的標記孔必須對齊。7)扣片不得高于鐵心外圓。

8)在搬運及生產過程中應緊固可靠，并能承受可能發生的撞擊。

9)在電機運行條件下也應緊固可靠。2.5.2保證鐵心緊密度的工藝措施鐵心壓裝有三個工藝參數：壓力、鐵心長度和鐵心重量。為了使鐵心壓裝后的長度、重量和片間緊密度均達到要求，在壓裝時要正確處理三者的關系。在保證圖樣要求的鐵心長度下，壓力越大，壓裝的沖片數就越多；鐵心壓得越緊，重量就越大。這樣，在鐵心總長度中硅鋼片所占的長度(鐵長)就會增加，因而電機工作時鐵心中磁通密度低，勵磁電流小，鐵損小，電動機的功率因數和效率高，溫升低。但壓力過大會破壞沖片的絕緣，使鐵損反而增加。所以，壓力過大也是不適宜的。壓力過小鐵心壓不緊，不僅使勵磁電流和鐵損增加，甚至在運行中會發生沖片松動。2.5.3保證鐵心準確性的工藝措施1.槽形尺寸的準確度

2.鐵心內外圓的準確度

3.鐵心長度及兩端面的平行度1.槽形尺寸的準確度圖2-29定子槽樣棒槽形尺寸的準確度主要靠槽樣棒來保證。壓裝時在鐵心的槽中插2～4根槽樣棒(見圖2-29)作為定位，以保證尺寸精度和槽壁整齊。2.鐵心內外圓的準確度鐵心內外圓的準確度一方面取決于沖片的尺寸精度和同軸度，另一方面取決于鐵心壓裝的工藝和工裝。要采用合理的壓裝基準，即壓裝時的基準必須與沖制的基準一致。對于以外圓定位沖槽的沖片，應以外圓為基準來進行壓裝(以機座內圓定位進行內壓裝)。反之，對于以內圓定位沖槽的沖片，就應以內圓定位來進行壓裝(以脹胎外圓定位進行外壓裝)。3.鐵心長度及兩端面的平行度1)壓裝時壓力要加在鐵心的中心，壓床臺面要平，壓裝工具也要平。

2)鐵心兩端要有強有力的壓板。

3)整張的硅鋼片一般中間厚、兩邊薄，所以在下料時，同一張硅鋼片所下條料，應該順次疊放在一起，如不注意則容易產生兩端面不平行。圖2-30外壓裝定子鐵心的結構2.5.4保證鐵心牢固性的措施圖2-31弓形扣片2.5.5內壓裝的工藝與工裝圖2-32內壓裝用的同心式脹胎

1—機座2—弧鍵3—端板4—壓筒

5—鐵心6—脹圈7—脹胎心8—底盤2.5.6外壓裝的工藝與工裝1)機座加工與鐵心壓裝、下線、浸烘等工序可以平行作業，故可縮短生產周期。

2)在下線時，外壓裝鐵心因不帶機座，操作較內壓裝鐵心方便。

3)絕緣處理時，操作也較內壓裝鐵心方便，并可提高浸烘設備的利用率和節約絕緣漆。2.5.6外壓裝的工藝與工裝圖2-33整圓直槽單錐面脹胎2.5.6外壓裝的工藝與工裝圖2-34鐵心疊壓模示意圖圖2-35三缸式油壓機圖2-36定子沖片理片機2.5.7定子鐵心緊固的工藝——等離子焊接1)取消了定子沖片外圓上的鳩尾槽，使定子沖模的制造得到簡化。

2)焊接工藝成本較低，并可取消扣片，可節約大量扣片用鋼材。

3)焊縫的數目與扣片數目相同。

4)焊接工藝簡單，生產效率高，便于實現自動化，因此對于電機生產自動化非常有利。

2.5.7定子鐵心緊固的工藝——等離子焊接5)由于取消了定子沖片外圓上的鳩尾槽，使定子鐵心外圓與機殼內圓接觸面積增大了，所以溫升有所降低。6)應用等離子焊接由于可一次完成對稱的四條焊縫，因此可有效避免鐵心的形位變形，使鐵心由于熱變形引起的形狀誤差很小，不超過規定的技術要求。2.5.8扇形沖片鐵心的壓裝特點圖2-37定位筋的固定

1—機座筋2—定位筋3—扇形片2.5.9磁極鐵心的制造圖2-38磁極鐵心緊固形式

1—鉚釘2—主磁極端板3—主磁極沖片4—螺釘5—焊縫2.5.9磁極鐵心的制造直流電機的磁極和同步電機的磁極在形式上有所不同，但在壓裝方法上是一樣的。磁極的壓裝方法較多，也比較簡單，主要根據生產批量和工廠設備條件來確定。2.5.10鐵心壓裝質量的檢查圖2-39檢查刀片2.5.10鐵心壓裝質量的檢查圖2-40鐵損試驗接線原理2.5.10鐵心壓裝質量的檢查鐵心壓裝后尺寸精度和形位公差的檢查用一般量具進行。槽形尺寸用通槽棒檢查；鐵心重量用磅秤檢查；槽與端面的垂直度用90°角尺檢查；片間壓力的大小通常用特制的檢查刀片(見圖2-39)測定。測定時，用力將刀片插進鐵軛，當彈簧力為100～200N時，刀片伸入鐵軛不得超過3mm，否則說明片間壓力不夠。2.6鐵心的質量分析2.6.1沖片的質量問題

2.6.2鐵心壓裝的質量問題2.6.1沖片的質量問題1.沖片尺寸的準確性

2.毛刺

3.沖片不平整、不清潔1.沖片尺寸的準確性1)分度盤不準，盤上各齒的位置和尺寸因磨損而不一致，這樣沖片上的槽距就不一致，出現大小齒距現象。

2)半自動沖槽機的旋轉機構不能正常工作，例如間隙、潤滑、摩擦等情況的變化，都會引起旋轉角度大小的變化，影響沖片槽位置的均勻性。

3)裝沖片的定位心軸磨損，尺寸變小，將引起槽位置的徑向偏移，除了在疊壓鐵心時槽形不整齊外，對轉子沖片還會引起機械上的不平衡。

4)心軸上鍵的磨損也會引起槽位的偏移。

5)心軸與下模平面高度不一致，或硅鋼片厚度不均勻、波紋度較大時也會引起沖片彎曲竄動而產生槽位偏移。2.毛刺產生毛刺的原因是沖模間隙過大、沖模安裝不正確或沖模刃口磨鈍等。要從根本上消除毛刺，就必須在模具制造時嚴格控制沖頭與凹模間的間隙；在沖模安裝時要保證各邊間隙均勻；在沖制時還要保證沖模的正常工作，經常檢查毛刺的大小，及時修磨刃口。毛刺會引起鐵心的片間短路，增大鐵損和溫升。當嚴格控制鐵心壓裝尺寸時，由于毛刺的存在，會使沖片數目減少，引起勵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，致使鐵心在軸上的壓裝產生困難。當毛刺超過規定限值時，應及時檢修模具。3.沖片不平整、不清潔當有波紋、有銹、有油污、有塵土等時，會使壓裝系數降低。此外，壓裝時要控制長度，減片太多會使鐵心重量不夠，磁路截面減小，勵磁電流增大。沖片絕緣處理不好或管理不善，壓裝后絕緣層被破壞，會使鐵心短路，渦流損耗增大。2.6.2鐵心壓裝的質量問題1.定子鐵心長度大于允許值

2.定子鐵心齒部彈開大于允許值

3.定子鐵心重量不夠

4.缺邊的定子沖片摻用太多

5.定子鐵心不齊1.定子鐵心長度大于允許值如果定子鐵心長度大于轉子鐵心長度太多，相當于氣隙有效長度增大，使空氣隙磁動勢增大(勵磁電流增大)，同時使定子電流增大(定子銅損增大)。此外，鐵心的有效長度增大，使漏抗系數增大，電機的漏抗增大。2.定子鐵心齒部彈開大于允許值這主要是因為定子沖片毛刺過大所致，其影響同上。3.定子鐵心重量不夠鐵心重量不夠使定子鐵心凈長減小，定子齒和定子軛的截面積減小，磁通密度增大。鐵心重量不夠的原因是：①定子沖片毛刺過大；②硅鋼片薄厚不勻；③沖片有銹或沾有污物；④壓裝時由于油壓機漏油或其他原因壓力不夠。4.缺邊的定子沖片摻用太多缺邊的定子沖片摻用太多，會使定子軛部的磁通密度增大。為了節約材料，缺邊的定子沖片可以適當摻用，但不宜超過1％。5.定子鐵心不齊1)外圓不齊。

2)內圓不齊。

3)槽壁不齊。

4)槽口不齊。2.7沖模設計的基本知識2.7.1沖裁模結構

2.7.2沖裁模主要零部件設計

2.7.3單式沖槽模的結構簡述

2.7.4沖模設計的原則

2.7.5沖模間隙及其對沖制零件質量的影響

2.7.6沖模模刃尺寸的確定

2.7.7定、轉子復式沖模的制造公差

2.7.8分離落料模的制造公差

2.7.9我國有些工廠采用的自定公差2.7.1沖裁模結構1)工作零件。

2)定位零件。

3)卸料零件。

4)導向零件。

5)裝配零件。圖2-41定、轉子沖片分離落料模(先沖槽、后落料方案)

1—導柱2—上模座3、11、18—螺釘4—導套5—下模

6—頂料軸7—彈簧8—下模座9—螺釘塞10—模柄

12—上內模13—上外模14—定位心軸15—上脫料板

16—下脫料板17—圓柱銷圖2-42定子沖片復式沖模圖2-43轉子沖片復式沖模圖2-44單式沖槽模

1—模柄2—沖頭3—沖頭固定板4—橡膠墊5—下模6—楔鐵7—下模座2.7.2沖裁模主要零部件設計1.凸模設計

2.凹模設計

3.導柱和導套

4.模座、凸模固定板、墊板和模柄

5.擋料、定位和脫料裝置1.凸模設計凸模是沖模中起直接形成工件作用的凸形工作零件，即以外形為工作表面的零件。凸模又稱沖頭，其工作端的截面形狀根據槽形確定。刃口通常為平的，優點是便于修磨，為了減輕沖床負荷，也可以把刃口磨成圖2-45所示形狀。凸模工件表面的表面粗糙度要求在Ra0.4μm～Ra0.8μm范圍內。圖2-45定子槽凸模圖2-45定子槽凸模(1)凸模的固定方式圖2-46凸模的固定方式

a)鉚接固定法b)臺肩固定法c)澆注固定法(1)凸模的固定方式圖2-47凸模長度的確定2.凹模設計(1)凹模孔的類型和結構形式

(2)凹模外形尺寸的確定

(3)凸凹模材料的選擇圖2-48凹模刃口形式圖2-49定子槽凹模結構(整塊的)表2-6凹模厚度H和壁厚C(單位：mm)導柱和導套是決定沖模質量和壽命的很重要的零件，形式和尺寸可按GB/T2861—2008《沖模導向裝置》選用。它們在模座上的布置常見的有對稱布置和對角布置兩種。較小的沖模有時也采用后導柱布置，如圖2-50所示。3.導柱和導套圖2-50導柱導套布置

a)對角布置b)對稱布置c)后導柱布置3.導柱和導套導柱和導套的配合面上開有油孔和油槽，以便在工作中加油潤滑，如圖2-51所示。為了裝卸方便，最好采用下端帶錐度的導柱(見圖2-51和圖2-52)，錐度一般為1∶20，并在下面用螺釘和墊圈將它拉住。3.導柱和導套圖2-52滾珠式導套圖2-51導柱和導套4.模座、凸模固定板、墊板和模柄圖2-53橫柄與上模座的連接5.擋料、定位和脫料裝置圖2-54導正釘2.7.3單式沖槽模的結構簡述圖2-55單式沖槽模凹模

a)整塊b)拼塊2.7.4沖模設計的原則1)必須保證沖制零件的質量。

2)結構簡單，制造方便，容易修磨，容易拆裝。

3)盡量采用標準結構和避免不必要的加工精度。

4)沖模安裝尺寸必須符合沖床的規格，即沖模的閉合高度和沖床的閉合高度相適應；沖模相應尺寸與沖床臺面尺寸、臺面孔尺寸、模柄孔尺寸相適應。

2.7.4沖模設計的原則5)對形狀不對稱的沖模，要使其壓力中心和模柄的軸線相重合，如圖2-56所示。

6)沖模中的主要零件如上下模座、導柱導套、模柄、導正釘等，可根據《常用冷沖模零件標準》選用。7)沖模中各主要零件的公差配合和表面粗糙度可從表2-8中選用。

8)決定模刃尺寸和凸凹模間的間隙。2.7.4沖模設計的原則圖2-56壓力中心與

模柄軸線重合表2-7沖模中主要零件的材料表2-8模具制造公差配合和表面粗糙度2.7.5沖模間隙及其對沖制零件質量的影響1.彈性變形階段

2.塑性變形階段

3.剪切階段

4.分離階段2.7.5沖模間隙及其對沖制零件質量的影響圖2-57沖裁時板料分離過程

a)彈性變形b)塑性變形c)剪切階段d)分離階段1.彈性變形階段在凸模壓力作用下，板料首先產生彈性壓縮和彎曲，并略有擠入凹模洞口的情況。板料與凸凹模接觸處形成很小的圓角。這時板料內應力尚未超過材料的彈性限度，如果此時凸?；厣?，板料將恢復原狀，最多在材料表面留下一個很輕微的模印。2.塑性變形階段凸模繼續下壓，板料內應力超過了屈服點，材料一個表面下陷，另一個表面凸起。由于凸模和凹模間存在間隙，因而金屬纖維也發生了彎曲和拉伸，此階段直到凸凹模刃口處由于應力集中出現細微裂紋為止。此時如果凸?；厣?，材料不能彈回，材料上留下清晰的變形。3.剪切階段隨著凸模繼續下壓，沖裁力達到板料的抗剪強度，材料沿模具輪廓(刃口處)出現的微小裂紋不斷向材料內部擴展。凸模繼續下行，裂紋加深，當上下裂紋接通時(在合理間隙情況下)，雖然凸模深入的距離未達到板料厚度，但板料實際上已經分離。凸模繼續下行，其作用只是把切下來的那部分板料推入凹模的出料孔中，以便進行下一步沖裁。4.分離階段表2-9沖模的最小合理間隙值(雙面)(單位：mm)2.7.6沖模模刃尺寸的確定1.確定沖模模刃尺寸需考慮的幾個因素

2.根據上述因素確定沖模刃尺寸的方法1.確定沖模模刃尺寸需考慮的幾個因素1)從圖2-58可知，沖裁時，由于裂紋是斜的，沖出來的“孔”或“料”的尺寸沿板料厚度上并不一致。

2)在沖模使用過程中，沖模模刃會受到磨損。

3)板料在沖裁后，材料內部金屬顆粒由于強大壓力的突然消失而有彈性回跳現象，這樣就使落料件尺寸比凹模尺寸大一些，沖孔的尺寸比凸模尺寸小一些。

4)沖模在制造時必須有制造公差。圖2-58孔的尺寸和料的尺寸

1—凸模2—裂紋3—板料4—凹模表2-10沖模制造公差(單位：mm)2.根據上述因素確定沖模刃尺寸的方法1)沖孔時。

①當孔的直徑為?12H10mm時，凸模尺寸為

②當孔的直徑為?12F9mm時，凸模尺寸為

2)落料時。

①當落料件的直徑為?245m6mm時，凹模尺寸為

②當落料件的外徑為?245h6mm時，凹模尺寸為1)沖孔時。圖2-59公差帶位置

a)沖孔時b)落料時①當孔的直徑為?12H10mm時，凸模尺寸為②當孔的直徑為?12F9mm時，凸模尺寸為2)落料時。①當落料件的直徑為?245m6mm時，凹模尺寸為②當落料件的外徑為?245h6mm時，凹模尺寸為②當落料件的外徑為?245h6mm時，凹模尺寸為2.7.7定、轉子復式沖模的制造公差1.定、轉子槽，鳩尾槽，鍵槽，通風孔，標記孔等

2.軸孔

3.下模尺寸標注方法1.定、轉子槽，鳩尾槽，鍵槽，通風孔，標記孔等1)定子槽形尺寸如下：D1=8H10mm，B=6H10mm，b=3H12mm，L=17H10mm，L1=(1±0.11)mm。

2)鳩尾槽寬度為14H11mm，鳩尾槽凸模寬度為(Dmax)-δN=14+0．110mm。

3)標記孔直徑為?8H11mm，標記孔凸模直徑為(Dmax)-δN=8+0．090mm。

4)轉子槽形尺寸如下：D2＝B＝4.4H10mm，L＝19.8H10mm，L1=(1±0.11)mm,b=1H12mm。

5)鍵槽寬為6f9mm，鍵槽凸模為(Dmax)-δN=6-0．010mm。1.定、轉子槽，鳩尾槽，鍵槽，通風孔，標記孔等圖2-60定子槽形尺寸的標注方法1.定、轉子槽，鳩尾槽，鍵槽，通風孔，標記孔等圖2-61轉子槽形尺寸的標注方法1.定、轉子槽，鳩尾槽，鍵槽，通風孔，標記孔等表2-11E的值1)定子槽形尺寸如下：2.軸孔圖2-62下模尺寸標注方法3.下模尺寸標注方法2.7.8分離落料模的制造公差1.沖孔(定子沖片內圓)

2.落料(定子沖片外圓)

3.尺寸標注方法1.沖孔(定子沖片內圓)公差標準在凸模(上內模)圖上，凸模尺寸按式(2-17)計算。δN按表2-10選取。例如，電機定子沖片內徑為?136H8mm，則上內模尺寸為dN=(Dmax+r)-δN=136+0.083+0.058mm式中，δN=0.025mm系根據Δ=0.063mm由表2-10查得。DJX17H1.eps2.落料(定子沖片外圓)圖2-63落料模尺寸標注方法2.落料(定子沖片外圓)公差標注在凹模(上外模)圖上，凹模尺寸按式(2-18)計算。δM按表2-10選取，一般不考慮彈性回跳。例如，電機定子沖片外徑為210+0.075+0.028mm，則凹模尺寸為DM=dmin+δM=210+0.046+0.028mm式中，δM=0.018mm系根據Δ=0.047mm由表2-10查得。凸模按0.050～0.070mm間隙與凹模配做。3.尺寸標注方法表2-13導正釘直徑的偏差(單位：mm)3.尺寸標注方法表2-13導正釘直徑的偏差(單位：mm)2.7.9我國有些工廠采用的自定公差1)在設計沖槽模和落料模時，凸凹模的制造公差均取0.01mm，不因工件的尺寸不同和精度不同而改變。

2)沖孔時，凸模的下偏差放在工件公差帶的中間，上偏差等于下偏差加0.01mm；凹模的公差根據凸模的公差大致上按間隙0.05～0.07mm算出，如圖2-64所示。

3)落料時，凹模的上偏差放在工件公差帶的中間，下偏差等于上偏差減0.01mm；凸模的公差根據凹模的公差大致上按間隙0.05～0.07mm算出，如圖2-65所示。圖2-64沖孔時凸凹模公差帶的位置圖2-65落料時凸凹模公差帶的位置2.8沖模制造的基本知識2.8.1凸模的加工

2.8.2凹模的加工

2.8.3凸模的裝配

2.8.4復式沖模的總裝配

2.8.5沖模壽命

2.8.6硬質合金沖模簡介

2.8.7電火花表面熔滲硬質合金在冷沖模上的應用2.8.1凸模的加工1)鍛造。

2)退火。

3)刨床加工。

4)在銑床上割料。

5)粗磨六面。

6)鉗工加工。

7)銑床或刨床加工。

8)淬火(59～63HRC)。

9)按樣板凸模在曲線磨床上或在配有正弦磁力臺的平面磨床上精磨。2.8.1凸模的加工1)鍛造。2)退火。

3)刨六面成長方形，留加工余量約為1mm。

4)割料，按凸模長度放0.8mm的加工余量。

5)粗磨六面，互成90°，留加工余量約為0.6mm。

6)鉗工劃線。

7)銑床或刨床加工，按圖樣加工成毛坯，留加工余量約為0.3mm。

8)鉗工精加工到圖樣尺寸和表面粗糙度。

9)淬火(58～62HRC)。

10)加工為澆注低熔點合金后增加模具強度用的小溝，可以最后在砂輪上打成，也可以在熱處理前在刨床上刨成。圖2-66凸模的成形磨削圖2-67定子槽凸模2.8.2凹模的加工1.拼模制造的工藝過程

2.凹模電火花加工的基本知識

3.鉗工配做1.拼模制造的工藝過程1)鍛造。

2)退火。

3)刨六面，互成90°。

4)磨六面，互成90°。

5)在銑床上割料(見圖2-68)，留加工余量約為0.6mm。

6)在刨床上刨出槽形，長度留加工余量為0.6mm，深留加工余量為0.2mm(見圖2-69)。

7)對帶扣片槽的拼塊刨扣片槽，留加工余量約為0.2mm。

8)淬火(59～63HRC)。

9)在配有正弦磁力臺的平面磨床上精磨到所要求的尺寸和表面粗糙度(見圖2-70)。1.拼模制造的工藝過程10)拼圓，用鑄鐵制的臨時套圈進行熱套裝配，套圈按拼塊外徑最高點縮小0.10％～0.20％，材料用HT10—26，加溫到560℃時，用火鉗夾住套圈慢慢套入拼塊。

11)初磨兩端面(見圖2-71)。

12)用專用夾具夾緊兩端面，鋸開鑄鐵套。

13)磨外圓(見圖2-72)。

14)熱套鋼圈，用45鋼制成采用U8/h9配合，或拼塊外圈按鋼圈內圓配磨，保持有直徑的0.10％～0.20％的過盈量。

15)磨內圓(見圖2-73)。圖2-68在銑床上割料圖2-69在刨床上刨出槽形圖2-70拼塊的磨削圖2-71磨兩端面圖2-72磨外圓圖2-73磨內圓2.凹模電火花加工的基本知識(1)脈沖電源

(2)凹模的電火花加工(1)脈沖電源圖2-74電火花加工的穴口(1)脈沖電源圖2-75脈沖波形整塊凹模最好采用電火花機床加工。凹模采用電火花機床加工的優點是：①減輕勞動強度，提高勞動生產率；②可以在淬火以后加工，避免凹模在加工完以后因淬火而產生變形和裂紋，使整塊凹模報廢；③質量好、壽命高，因為電火花加工精度高、間隙均勻、斜度均勻、內腔壁硬度高；④能加工硬質合金沖模；⑤除加工凹模外，其他零件如脫料板、固定板等，也可以很方便地加工出來；⑥模具結構較拼模簡單，而且不會出現拼塊錯縫問題。(2)凹模的電火花加工(2)凹模的電火花加工1)在凹模鍛件毛坯退火后，車外圓及上下平面。

2)將車好的凹模毛坯，放在分度頭上分度劃線。

3)準備穿孔的槽形，中間預先在鉆床上鉆孔(鉆大小不等的孔，孔的大小和數量視槽形而定，最好單面留0.5mm以下的加工余量)。

4)凹模上的螺釘孔由鉗工按一般工藝處理，即劃線、鉆孔、攻螺紋。

凹模進行電火花加工之前，要預先完成下述工作：(2)凹模的電火花加工5)凹模上的銷釘孔按下述方法處理：在凹模上鉆一較大的孔(比銷釘孔大5mm左右)，熱處理后用過盈配合打入一A3鋼制成的圓柱體，再在圓柱體上與下模座配鉆銷釘孔，這樣做的好處是可以采用圓錐銷，以提高定位精度。6)淬火。

7)磨上下平面，并進行退磁，以利于工作液沖走蝕物。

凹模電火花加工很重要的一項工作是電極的固定。電極的垂直度在未上到機頭上去以前應調到0.006／100以上，在主軸頭上要保證在0.012／100以上，否則間隙就不易保證。目前大部采用以下兩種固定辦法：

1)熱套法。

2)采用低熔點合金澆注，使之固定在固定板5上，如圖2-77所示圖2-76電極的固定(熱套法)圖2-77電極的固定(低熔點合金澆注)3.鉗工配做1)先做一個標準的淬火凸模，公差按下述方法確定：上偏差等于工件的上偏差加0.02mm，下偏差等于上偏差減工件公差的一半，如圖2-78所示。

2)在凹模鍛件毛坯退火后，車外圓及上下平面。

3)磨上下平面。

4)將車好磨平的下模毛坯，放在分度頭上按槽數分度劃線。

鉗工配做有兩種方案：①先做凹模，再以凹模配做凸模；②先做凸模，再以凸模配做凹模。第一種方案是：5)套上保證槽底圓周尺寸的樣板，用已做好的淬火凸模在各條分度線上打印。

6)按槽形鉆孔，并且在立銑上銑出槽形，留0.2～0.5mm加工余量。7)在凹模反面銑出落料孔，落料孔尺寸比刃口尺寸大1～2mm(雙面)。

8)刃口的精加工完全由鉗工進行，至標準凸模能通過時為止。

9)凹模上的其他螺紋孔、銷釘孔，也都由鉗工按一般工藝處理。

10)淬火(58～62HRC)。

第二種方案是：1)做凸模。2)以凸模配做凹模。凸、凹模的加工方法和第一種方案相似。圖2-78標準凸模的公差帶位置2.8.3凸模的裝配1.低熔點合金澆注

2.環氧樹脂澆注

3.無機粘結劑澆注

4.熱套法1.低熔點合金澆注1)每加入一種金屬，都要攪拌10～20min。

2)合金表面撒一層石墨粉或干草灰，防止合金在配制過程中氧化。

3)澆注后要迅速冷卻，使合金晶粒細化，牢固可靠。表2-14低熔點合金的配方圖2-79凸模的裝配-澆注低熔點合金

1—平板2—凸模固定板3—平行墊板

4—凹模5—凸模6—低熔點合金2.環氧樹脂澆注環氧樹脂的配方如下(按質量分數)：6101環氧樹脂100％；鐵粉(填料)250％；磷苯二甲酸二丁脂(吸濕劑)15％～20％；乙二胺(固化劑)8％～10％。環氧樹脂加熱到30～40℃，加入磷苯二甲酸二丁脂，均勻攪拌后，再加入鐵粉，再攪拌均勻。在一切工作準備好的條件下；加入乙二胺，進行攪拌，在氣泡完全消失后進行澆注，自然固化24h后分模，進行下一步加工。3.無機粘結劑澆注無機粘結劑的配方如下：氧化銅——黑色粉末，粗度要求320目左右，保持干燥；磷酸——無色透明稠厚液體；氫氧化鋁——白色粉末。粘結劑的配制：先將少許(例如100ml)的磷酸置于燒杯中，緩慢地混入5～8g氫氧化鋁(指每100ml磷酸所需含量)，用玻璃捧攪拌均勻，再加入其余(例如90ml)的磷酸，調成乳白狀，加熱并不斷攪拌，加熱至220～240℃，冷卻后即可使用。然后與氧化銅(按配比)攪拌均勻即可澆注。4.熱套法和電極的熱套法相同，采用齒輪形的分度卡板加紅套圈將凸模固定(見圖2-76)。磨平后，通過紅套圈上螺釘孔和銷釘孔裝配于模座上。2.8.4復式沖模的總裝配1)組成模具的零件，均需符合相應的標準及技術要求。

2)凸、凹模的軸線必須垂直于下模座的安裝面，垂直度不得低于0.02∶100。

3)裝配成套的模具，其上模座上平面對下模座下平面的平行度的允差可分為三級：

4)導柱壓入模座后，對模座平面的垂直度，不得大于導柱與導套之間間隙值的1/2。

2.8.4復式沖模的總裝配5)裝配成套的模具，其上部在導柱上移動應平穩均勻一致，無歪斜與滯阻等現象。

6)導柱的油孔內應裝紗線，并加注潤滑油。7)裝配成套的模具，其零件的加工表面不得有擦傷、劃痕、裂紋及其他缺陷。

8)凸、凹模合攏后，四周間隙均勻。

9)脫料裝置必須靈活，不得有卡住現象。2.8.5沖模壽命1.模具熱處理對模具壽命的影響

2.模具加工對模具壽命的影響

3.使用條件對模具壽命的影響1.模具熱處理對模具壽命的影響合理選擇模具材料是提高模具壽命的必要條件，但模具材料優良的使用性能只有在正確的熱處理條件下才能保證充分發揮。因熱處理不當影響模具壽命主要包括兩個方面：一是在熱處理過程中由于某些缺陷而使模具未經使用即報廢；二是由于熱處理不當而使模具沒有獲得最佳的使用性能，過早地損壞，影響壽命。電機沖裁模中的凸模和凹模常采用的Cr12及Cr12MoV材料，具有淬透性高、體積變化小、耐磨性高等優點，但其晶碳化物偏析傾向嚴重，有可能產生淬火異常變形及出現脆化傾向。2.模具加工對模具壽命的影響1)模具鋼的鍛造。

2)磨削加工。

3)切削加工。使用條件是影響模具壽命的重要原因之一。據統計，由于使用不當引起的模具早期失效占7％~8％。在沖片沖裁加工中重要的問題：一是凸凹模的垂直度，也就是保證上下模同心；影響模具壽命的原因之二是在沖裁結束的瞬間，上模突然進入下模的失重插入現象，應防止或限制在最小限度。為此，壓力機必須保持靜態高精度，使其平衡度好、綜合間隙小。3.使用條件對模具壽命的影響3.使用條件對模具壽命的影響圖2-80C形床身負荷時變形2.8.6硬質合金沖模簡介1.沖模間隙

2.凸模的導向

3.上下模座

4.沖模的導向

5.硬質合金零件的固定

6.凸、凹模的加工1.沖模間隙硬質合金材料很脆而且摩擦系數小，如果采用