一种定转子冲片加工工艺的制作方法

本发明涉及一种电机零配件加工工艺，尤其涉及一种定转子冲片加工工艺。

背景技术：

在电机制造行业中，硅钢片是主要的原材料之一，约占生产总成本的三分之一。因此，硅钢片材料利用率以及加工成成型的冲片成品率是降低成本的重要指标。

传统的工艺如，授权公告号为cn101222166b的中国专利公开了一种电机定转子冲片冲压方法，包括以下步骤：定转子冲片片落料步骤，在一张板料上冲制定转子冲片光片；切边分离定转子冲片步骤，以定位工艺孔为基准在定转子冲片光片中将定子冲片和转子冲片分离；加工转子冲片步骤，以转子冲片中的定位工艺孔为基准冲制转子冲片外圆、槽形、轴孔及键槽。

其更加注重的是冲槽部分的工艺，而忽视了冲槽前后部分的工艺对于材料利用率、成品率以及成品质量的对于成本的重要影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种定转子冲片加工工艺，达到提高冲片利用率、成品率以及成品质量，降低成本的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种定转子冲片加工工艺，包括如下步骤：

步骤s1备料：根据定转子组合冲片的最大外圆尺寸和数量要求确认板材型号、规格、板厚是否符合规范；

步骤s2冲裁方法选择，根据定转子组合冲片在板材上沿同一直线连续间隔排列后余留的宽度a与定转子冲片的最大外圆直径b之间比例选择冲裁方式，此时每个定转子组合冲片之间间隔2-4mm，当a＜b/3是时，采用正裁法，使得定转子组合冲片沿板材的宽度或长度方向的排列均沿同一直线；当b/3＜a＜2b/3时，采用斜裁法，即定转子组合冲片的排列与板材的宽度或长度方向均呈一定的角度倾斜，角度以达到斜向排列比正裁法多一个定转子组合冲片的尺寸指标做相应的变化；当2b/3＜a＜b时，采用位移套裁法，即沿宽度方向排列的相邻的定转子组合冲片之间具备沿板材长度方向的位移跳动，以达到在宽度方向的一列中增加一个定转子组合冲片的位置；冲裁方法选择的同时，选择对应的冲裁模具或安装有该模具的设备；

步骤s3定转子组合冲片预排列，在排列过程中保证定转子组合冲片与板材的周边之间至少余留3mm余量；

步骤s4裁剪，通过裁剪机去除板材的周边1.5-2.5mm的余量，以保证送料平整防止跑刀；

步骤s5冲片，按照设定的定转子冲片的齿槽形状，对板材进行冲压成型；

步骤s6去毛刺，采用去毛刺机批量的对定子冲片和转子冲片的表面进行去毛刺；

步骤s7理片，采用理片机分别对转子冲片和定子冲片进行整理叠放，其中定子冲片以第一定位槽进行定位和矫正，转子冲片以第二定位槽进行定位和矫正，检测出其中尺寸偏差较大的冲片；

步骤s8热处理，采用800-850℃进行中温退火；

步骤s9绝缘处理，采用涂绝缘漆或氧化还原的方式对冲片的表面进行氧化还原处理；

步骤s10定转子冲片压装成型。

通过采用上述技术方案，在冲压之前首先根据定转子组合冲片的尺寸与实际的板材的比值确定零件的冲裁方式，可以使得同一板材的实际可冲裁的定转子冲片数量更多，有效的提高定板材的利用率，并且在板材的周边留下余量并对其进行修整，使得在其后的冲裁工艺中可以加强片材的平稳，防止跑刀的情况，减少废品率，去毛刺之后的定转子冲片的表面度较好，此时的理片可以便于其后的热处理，通过的叠放产生自然的压力和底托平台，有利于在热处理过程中材料内部的原子扩散和晶粒修复，避免弯曲扭曲的状况出现；在这个温度下退火，冲片的导磁性能大幅提高并且冲裁产生的晶体破坏也可以得到修复，由此可以大幅提高冲片的成品质量；其后整齐叠放的冲片可以有序的拆分并进入表面绝缘处理工序，并且通过热处理后，冲片的表面质量得到提高，为保证表面绝缘处理的均匀性提供了基础，进一步的也提高了压装成型后的定转子冲片性能；并且在这个工艺中每一步都为下一步打好了加工基础，使得整个过程的废品率非常低，也直接降低了加工成本。

本发明进一步设置为：步骤s5冲片包括三道冲裁工序，第一道冲裁在板材上冲出定转子组合冲片的外圆、外圆上沿周向分布的第一定位槽、转子冲片的中心孔以及中心孔的第二定位槽；第二道冲裁以定转子组合冲片的外圆以及第一定位槽为定位基准，冲出外圈的定子冲片的齿槽、转子冲片的并使得转子冲片与定子冲片分离，此时分离的转子冲片与定子冲片的齿槽切除料连为一体；第三道冲裁以转子冲片的的中心孔和第二定位槽为基准冲出转子冲片齿槽以及定位的齿槽切除料；其中第二道冲裁和第三道冲裁均采用连冲两次的方式，冲头第一次快冲、慢收，第二次快冲快收。

通过采用上述技术方案，第一道冲裁冲出的定转子组合冲片的基本轮廓，其中的内外圆以及两个定位槽放在同一道工序里面，可以使得内外圆保持非常好的同轴度，第二道工序以第二定位槽和定子冲片的外圆作为基准既可以使得定子冲片的内外圆保持良好一致性，而转子冲片的外圆是通过第三到工序定位，其与定子冲片的内圆之间属于二级定位，但其本身在运动过程中就有一定的浮动，二级定位完全可以满足；而采用三道工序的方式可以减少切削表面积，并避免在齿槽等狭小的部位出现断裂的状况，减少废品率；另外，冲裁过程中的快冲慢收可以加速切削端面部分的弹性形变复位，并在第二次快冲中去除，以此可以极大的减少毛刺的产生；采用上述方式可以使得成型的定转子冲片能够非常容易符合各项指标。

本发明进一步设置为：所述第二定位槽为不对称槽。

通过采用上述技术方案，便于后期区别正反面，尤其冲裁过后，毛刺都会朝向某一面，便于检查冲片；也便于后期理片和去毛刺。

本发明进一步设置为：步骤s6中的去毛刺机采用振动去毛刺机，在放入冲片时，根据第二定位槽判断是顺向冲裁方向的表面还是逆向冲裁方向的表面，将顺向冲裁方向的表面朝向振动去毛刺机的振动研磨表面首先进行研磨。

通过采用上述技术方案，通过第二定位槽可以非常容易判断冲压成型后的正反面，并以此为依据将冲片的毛刺面优先接触震动研磨，可以更加迅速且由针对性的取出毛刺；在这个过程中部分毛刺可能会被打向另外一面，而这些毛刺会在另外一面研磨时取出，一般这种研磨机都具有大量的陶瓷颗粒，两个表面会同时得到研磨和去毛刺。

本发明进一步设置为：步骤s6中的去毛刺采用热燃法去毛刺，把带毛刺的零件密封在一个充满高压可燃气与氧气混合的容器内，而后以火花塞将混合气体点燃，持续15-30秒并循环2-3次，然后再用溶剂把工件清洗干净。

通过采用上述技术方案，把带毛刺的零件密封在一个充满高压可燃气与氧气混合的容器内，零件上的毛刺，不论在外部、内部，还是盲孔位置，都被这种混合气体包围，当火花塞将混合气体点燃后，它就产生一股瞬时的高温热浪，因为毛刺部分的表面积与气体之比相当高，毛刺产生燃烧，反复循环几次后，毛刺不断氧化并转变成粉末，然后再用溶剂把工件清洗干净；可以较为彻底的清除毛刺。

本发明进一步设置为：步骤s8中的热处理包括如下步骤，在350℃以下采用真空加热，加热时间为1-2h并且350℃恒温保持1-2h；充入保护气体，持续加热2h将温度提升至500℃；500℃以后采用真空加热，控制加热速度，设置保温平台，保证工件整体均匀升温；至820℃后保温2-3h，而后开始自然降温；在温度降至550℃后，充入高纯氮加速冷却过程。

通过采用上述技术方案，在350℃以下采用真空加热，主要目的是通过烘烤和抽空，排除绝大部分的杂质气体，加热时间为1-2h并且350℃恒温保持1-2h，这个时间内冲片材料表面的晶体升温均匀；持续加热2h将温度提升至500℃，期间充入保护气体保护加热，以提高加热速度，减小工件内外温差；500℃以后采用真空加热，控制加热速度，设置保温平台，保证工件整体均匀升温；至820℃后保温2-3h，而后开始自然降温；材料内部的原子扩散能力强，开始进行晶粒修复，晶格畸变现象逐渐消除，在真空作用下，内部的碳、氮、氢等杂质也不断扩散到表面然后排除；在温度降至550℃后，充入高纯氮加速冷却过程，稳定。

本发明进一步设置为：所述保护气体包括氮气和氢气，其中氮气和氢气的比例5:1。

通过采用上述技术方案，在保护的同时，依靠氢气较强的脱碳能力和还原作用，工件的性能和表面质量得以提高。

本发明进一步设置为：步骤s9所述的绝缘处理包括如下步骤：将冲片置于氧化炉内,当炉温升到350℃左右开始送氧化剂,压力为4.9x10pa经30～40/min后增压到9.3x10pa；待炉温升到550～580℃保温3～4h；其中氧化剂为空气和水蒸气混合物。

通过采用上述技术方案，使得冲片表面形成一层由fe3o4和fe2o3组成的氧化膜，在这种环境下，两面总厚度在一般0.02mm以内，从而获得良好的绝缘性能；并且在前面热处理过后，尤其是经保护气体还原后，表面的氧化物含量和碳含量都比较均匀，为本次的氧化绝缘提供了基础，使得形成的氧化膜非常均匀，成品质量高，废品率低。

本发明进一步设置为：步骤s9所述的绝缘处理包括如下步骤：首先将定子冲片和转子冲片悬挂起来，然后采用从上至下的喷涂方式对定子冲片和转子冲片喷涂绝缘漆，在喷涂的过程中，定子冲片和转子冲片始终处于旋转状态；在喷涂完成后，先将定子冲片和转子冲片在室温下静置悬挂5min，然后再以红外线灯对冲片加热照射2min，使冲片上的绝缘漆充分流平，最后让冲片自然冷却干燥，并且在第一层绝缘漆半干时，再以同样的方式喷涂第二遍，以保证绝缘漆充分喷涂；漆膜的单面厚度为0.01~0.015mm，双面厚度不大于0.025mm。

通过采用上述技术方案，在喷涂的过程中使冲片产生旋转能够使绝缘漆在冲片上喷涂得更加均匀；并且由于绝缘漆在喷涂后会在重力的作用下自然向下流动，因此由上至下的喷涂方式能够使绝缘漆喷涂得更加均匀的同时，促使绝缘漆的喷涂厚度更加均匀；而两次喷涂则能够保证冲片的各个表面都能够被绝缘漆覆盖，并且在第一层半干时进行喷涂第二层则能够提高两层绝缘漆之间的结合力，使绝缘漆在后期使用过程中不容易出现脱层现象，提高成品质量，降低废品率。

本发明进一步设置为：步骤s9完成后对冲片进行抽检，包括如下步骤：取试片20片,在施加5.88x10pa压力下,用伏安法测量其绝缘电阻，试验时电流一般应小于100ma；按此方法测量,异步电动机的定子冲片,转子冲片的绝缘电阻允许值:定子冲片为50ωc㎡片,转子冲片为30ωc㎡片。

通过采用上述技术方案，可以批量式的对冲片进行检测，检测效率高，检测失误率低，保持较高的生产效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、根据冲片与板材的规格比例，定量式的快速选择冲裁方案，以在保证整体冲裁效率的同时提高原板材的利用率，降低成本；

2、余量修整防跑刀、多道冲裁相互定位、去毛刺后理片、整装热处理而后绝缘处理，等方式，通过工序的合理安排以及每一道工序特殊的处理手段，使得在处理过程中前一道工序自然为下一道工序埋下铺垫，保证每一道工序都能保持极好的处理效率和效果，极大的降低了冲片工艺的废品率，并极大的提升产品质量。

附图说明

图1是实施例1的定子冲片和转子冲片的组合结构图；

图2是实施例1的定子冲片和转子冲片拆分的结构图；

图3是实施例1的定转子组合冲片以正裁法的方式的布图示意图；

图4是实施例1的定转子组合冲片以斜裁法的方式的布图示意图；

图5是实施例1的定转子组合冲片以位移套裁法的方式的布图示意图。

图中，1、定子冲片；2、转子冲片；10、定转子组合冲片；11、第一定位槽；21、第二定位槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种定转子冲片2加工工艺，如图1和图2所示，包括如下步骤：

步骤s1备料：根据定转子组合冲片10的最大外圆尺寸和数量要求确认板材型号、规格、板厚符合规范；

步骤s2冲裁方法选择，根据定转子组合冲片10在板材上沿同一直线连续间隔排列后余留的宽度a与定转子冲片2的最大外圆直径b之间比例选择冲裁方式，此时每个定转子组合冲片10之间间隔2-4mm，当a＜b/3是时，采用正裁法（参照图3），即定转子组合冲片10沿板材的宽度或长度方向的排列均沿同一直线；当b/3＜a＜2b/3时，采用斜裁法（参照图4），即定转子组合冲片10的排列与板材的宽度或长度方向均呈一定的角度倾斜，角度以达到斜向排列比正裁法多一个定转子组合冲片10的尺寸指标做相应的变化；当2b/3＜a＜b时，采用位移套裁法（参照图5），即沿宽度方向排列的相邻的定转子组合冲片10之间具备沿板材长度方向的位移跳动，以达到在宽度方向的一列中增加一个定转子组合冲片10的位置；冲裁方法选择的同时，选择对应的冲裁模具或安装有该模具的设备；

步骤s3定转子组合冲片10预排列，在排列过程中保证定转子组合冲片10与板材的周边之间至少余留3mm余量；

步骤s4裁剪，通过裁剪机去除板材的周边2mm的余量，以保证送料平整防止跑刀；

步骤s5冲片，第一道冲裁在板材上冲出定转子组合冲片10的外圆、外圆上沿周向分布的第一定位槽11、转子冲片2的中心孔以及中心孔的第二定位槽21；第二道冲裁以定转子组合冲片10的外圆以及第一定位槽11为定位基准，冲出外圈的定子冲片1的齿槽、转子冲片2的并使得转子冲片2与定子冲片1分离，此时分离的转子冲片2与定子冲片1的齿槽切除料连为一体；第三道冲裁以转子冲片2的的中心孔和第二定位槽21为基准冲出转子冲片2齿槽以及定位的齿槽切除料；其中第二道冲裁和第三道冲裁均采用连冲两次的方式，冲头第一次快冲、慢收，第二次快冲快收；第二定位槽21为不对称槽，以便于后期区别正反面，便于理片和去毛刺时的正反面区分。

步骤s6去毛刺，采用去毛刺机批量的对定子冲片1和转子冲片2的表面进行去毛刺；冲片断面上的毛刺应小于0.3mm；具体为：把带毛刺的零件密封在一个充满高压可燃气与氧气混合的容器内，零件上的毛刺，不论在外部、内部，还是盲孔位置，都被这种混合气体包围，当火花塞将混合气体点燃后，它就产生一股瞬时的高温热浪，因为毛刺部分的表面积与气体之比相当高，毛刺产生燃烧，持续15-30秒并循环2-3次，毛刺不断氧化并转变成粉末，然后再用溶剂把工件清洗干净。

步骤s7理片，采用理片机分别对转子冲片2和定子冲片1进行整理叠放，其中定子冲片1以第一定位槽11进行定位和矫正，转子冲片2以第二定位槽21进行定位和矫正，检测出其中尺寸偏差较大的冲片；

步骤s8热处理，采用800-850℃进行中温退火，具体为：在350℃以下采用真空加热，主要目的是通过烘烤和抽空，排除绝大部分的杂质气体，加热时间为1-2h并且350℃恒温保持1-2h；，持续加热2h将温度提升至500℃，期间充入保护气体保护加热，以提高加热速度，减小工件内外温差；500℃以后采用真空加热，控制加热速度，设置保温平台，保证工件整体均匀升温；至820℃后保温2-3h，而后开始自然降温；材料内部的原子扩散能力强，开始进行晶粒修复，晶格畸变现象逐渐消除，在真空作用下，内部的碳、氮、氢等杂质也不断扩散到表面然后排除；在温度降至550℃后，充入高纯氮加速冷却过程。通过退火可以冲片的导磁性能得到提高；其中的保护气体采用氮气：氢气5:1的混合气体作为保护气；依靠氢气较强的脱碳能力和还原作用，工件的性能和表面质量得以提高。

步骤s9绝缘处理，采用喷涂绝缘漆的方式，在喷涂绝缘漆时，首先将定子冲片1和转子冲片2悬挂起来，然后采用从上至下的喷涂方式对定子冲片1和转子冲片2喷涂绝缘漆，在喷涂的过程中，定子冲片1和转子冲片2始终处于旋转状态。在喷涂完成后，先将定子冲片1和转子冲片2在室温下静置悬挂5min，然后再以红外线灯对冲片加热照射2min，使冲片上的绝缘漆充分流平，最后让冲片自然冷却干燥，并且在第一层绝缘漆半干时，再以同样的方式喷涂第二遍，以保证绝缘漆充分喷涂。最终，漆膜的单面厚度为0.01~0.015mm，双面厚度不大于0.025mm。

步骤s10绝缘检测，取试片20片,在施加5.88x10pa压力下,用伏安法测量其绝缘电阻，试验时电流一般应小于100ma；按此方法测量,异步电动机的定子冲片1,转子冲片2的绝缘电阻允许值:定子冲片1为50ωc㎡片,转子冲片2为30ωc㎡片。

步骤s11定转子冲片2压装成型。

实施例2：与实施例1的不同之处在于，绝缘处理采用氧化处理，将冲片置于氧化炉内,当炉温升到350℃左右开始送氧化剂(通常为空气和水蒸气混合物),压力为4.9x10pa经30～40/min后增压到9.3x10pa.待炉温升到550～580℃保温3～4h。如此使得冲片表面形成一层由fe3o4和fe2o3组成的氧化膜，两面总厚度在0.02mm以内，从而获得良好的绝缘性能。

实施例2：与实施例1的不同之处在于，步骤s6中的去毛刺机采用振动去毛刺机，在放入冲片时，根据第二定位槽21判断是顺向冲裁方向的表面还是逆向冲裁方向的表面，将顺向冲裁方向的表面朝向振动去毛刺机的振动研磨表面首先进行研磨。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。