电机线圈整形模的改造
电机线圈整形模的改造
作者 湖南株洲职业技术学院 尹如泉
内容摘要 ：目前，我们大多数电机生产企业线圈整形模，结构上仍然采用侧板焊接整体式，该设计结构简单，但加工困难，更不能准确地控制精度，且易于变形，变形后很难修整，产品质量并不稳定，因此使用寿命不长，使用效果并不理想。本文结合多年对该模具的加工与使用经验，提出活动侧板分体式结构，达到改善加工性能，稳定产品质量，易于调整维修，提高使用寿命的效果。
关键词 ：线圈整形模，分体结构，加工性能，稳定质量，易于维修，提高使用寿命
引言
1,1 工装模具其性能在于：满足所生产产品质量要求：即材料成本低、制造加工可靠，易于保证质量；而且其调整使用与保养维护比较方便;使用寿命长。我们就可以说该工装夹具设计良好，有推荐和使用价值。
1,2据了解，国内大多数电机生产企业其线圈整形模，基本上是侧板与加强筋焊接整体式构成一个 U形框，（物流内容本文不作论述）如图1： 图 1 整体式整形模 图 2 组合式整形模
线圈整形模如图1 所示，由1底座（底板、加强筋、侧板），2线圈，3整形块，4楔块组成，压力通过楔块（4）下行侧压力推动整形块（3）与 侧板（1）将线圈（2）之长和宽 调整为产品所需要的形状与尺寸，使线圈的外形满足于准确嵌入定子或转子线圈槽的尺寸要求 。由于整形的目的是调整线圈主体直线段，两端弧线段长短可以作出一定的补偿，因此，只要 整形块（3）与 侧板（1）尺寸在公差范围内，通常宽度公差在0.5mm以内，长度公差在1mm以内，而两端弧线无公差要求，所以模具精度要求不高。
1,3许多企业的工艺模具设计人员，没有去对它进行研究，从而几十年一贯制地简单继承，而没有认识到，进一步改进设计与提高工艺水平，继而达到提高产品质量，提高产品市场份额，提高企业的科技水平与社会形象之目的，为企业的发展起到推动作用。
1,4该整体焊接式设计结构简单，但加工工艺过程并不简单，甚至加工十分困难，且不能有效地保证精度与控制误差,精度等级在IT9是模具中的最低等级要求。下面根据该实例介绍加工工艺过程: ，模具底板，侧板及加强筋常选用Q235 ，其焊接性能良好，硬度210 HBS较铜线圈稍高，符合设计要求。设计提出的加工方法，侧板定位是在底板上开有10mm深度的槽，加强筋开坡口及两侧焊缝5-7mm，U形框的内表面加工2mm后，焊缝只有3-5 mm 深度，而外侧有加强筋，其焊接拉力远大于内侧，即使采取各种措施，实际效果是两侧板呈V字形。而且U形框的内表面加工十分困难，长度大、高度深、宽度窄不能铣加工，又不能线切割，虽然可以刨，但粗糙度远达不到1.6μm.,如不能采用大型龙门铣床，则手工抛磨表面平整达不到设计要求，Q235其自润滑性不好，或多或少影响产品质量。，整形块与楔块常选用40Cr或45钢调质,硬度选用28-32HRC, 整形块相对于线圈接触面上没有运动，不会损伤线圈。整形块与楔块二者是动作摩擦组件，硬度可以稍高于框架，从而适度提高使用寿命。株洲加工过程中，由于材料宽且厚，整体热处理加工其芯部与表面存在一定差异，切开后芯部为表面，易磨损，易翘曲扭曲，无法完成整形 。切开成形做热处理，由于厚度差大，工艺过程中易变形。实际生产中采用适度加大材料用量，切开成形做热处理，热处理时效后再修正。，整形块与楔块及U形框长度一致，拆装很容易伤手，有时位置对不齐,影响产品质量。④，整件模具维修困难，两侧变形后基本上无法调整，使用寿命有限。
2、线圈整形模之改造设计
2,1 线圈整形模新设计为分体组合式。该方案基于强度不降低，制造更方便，成本有下降，质量有提高，维修更方便，寿命大提高的前提，采取了以下措施与做法。如图2。图中1底板，2，连接螺栓，3，侧板，4，线圈，5，整形块，6，楔块，7，活动提手等构成。
2,2方案中:有鉴于模具中施力与受力件均为压力，可以全部采用铸件。，将侧板及加强筋做成整体，HT250铸成横向T字形，（如图）磨削两垂直平面及定位面，再铣削卡位榫头，受力由卡位榫头承担，连接固定由榫头及螺栓完成。，底板采用HT250铸件，初成方磨削基准平面，线切割多个榫孔其活榫头(必要时可以编号），榫头压紧后修整磨削，至侧板榫头嵌入符合平整度要求。按榫头尺寸长度0.02过盈配合，形成适度预压如图，榫头深度小于底板厚度1~2mm。，整形块与楔块采用ZG35或QT35铸件，冷却方式合理,HB280-340时则不必要热处理，加工来得简单，两端设计钻有二孔，配有活动U形或活动提手，易于拆卸与装配，完美解决拆装伤手与位置不可靠的问题。如是超大型线圈上端加一椭圆形可调限位框（调质40Cr），文中未予给出。
2,3该设计（细节之处本文不予论述）基本上改变了结构，改变了材料，加工工艺来得简单可靠，精度及形位公差有保障，精度等级提高2~3级常在在IT6以内，粗糙度可达0.8μm，而且可以轻松调整与修理，存放与物流亦有优势。首次生产成本增加10%，批量制造成本并不增加，铸件有良好的自润滑性，不仅可以提高产品质量，又不增加成本，使用可靠，维修方便。一般情况下，底座如有损伤，可以拆开磨削维修，侧板磨削后，尺寸有改变，需在榫头前后处加垫片予以解决，其使用寿命使用寿命提高很多倍以上，效果十分突出。
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参考文献：
1，机械制造技术 任家隆主编 机械工业出版社
2，机械制造技术基础 赵雪松 赵晓芬主编 华中科技大学出版社
3，机械设计手册 成大先 主编 化学工业出版社
4，模具钳工速查手册 欧阳永红 主编 化学工业出版社
5，冲压设计手册 王孝培 机械工业出版社
6，机床夹具设计手册 王光斗 王春福 主编 上海科技出版社
7，机床夹具设计 薛源顺 机械工业出版社
8，机械工程手册 张鼎承 机械工业出版社
9，日本塑性加工学会，江国平等译著机 械工业出版社
10、Jahnke.H.u.a.:Umformen u..Sehneiden,Technik,1983
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