CN109433902A - 一种薄形复杂零件加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄形复杂零件加工方法，先将放有工件条料的凹模放置到工作台上，然后在工件条料上放置冲头；然后设定液压机的工作压力，使用冲头压紧工件条料，液压机加压使凹模发生弹性变形，工件条料被拉伸压紧变形，冲头继续施压使工件条料完全分离，得到与模板形状相同的工件。本发明方法操作简单、方便，模具成本低廉，降低了生产成本，提高了生产效率，不但可以用来制造绝缘端板，也可以用于其它材料的薄形零件的加工。
Description
技术领域
本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种薄形复杂零件加工方法。
背景技术
电机铁芯两端的绝缘端板起着保护槽绝缘，提高绝缘可靠性的重要作用。通常，在微电机的生产过程中，绝缘端板加工一般先用电机冲片模冲制出槽形，再经冲孔落料或机械加工达到内外圆尺寸即可。
在电机新品试制和小批量生产中(不投产电枢冲片模)铁芯冲片用线切割加工，而电机定、转子绝缘端板，虽形状与冲片相同，但因其材料不导电，不能通过线切割的方法来加工。因无冲模就无法冲制绝缘端板，往往采用在铁芯端面涂敷绝缘漆代替，但其可靠性不如绝缘端板。
近年来，随着数控机床和电脑雕刻机的普遍应用，有人希望用数控机床或电脑雕刻机加工绝缘端板，但实践证明数控机床加工费时费力，废品率很高，对加工人员的技术水平要求较高，严重影响和制约了该零部件的生产。一些结构强度较低的小型电机绝缘端板，则根本无法用机床加工。电脑雕刻机可以加工，但成本太高。电枢冲片线切割的铁芯绝缘端板的制造，一直是我所电机试制中的一个难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种薄形复杂零件加工方法，用一个淬硬工具钢制成的冲头、一块橡皮板，在液压机上便加工出适用的薄形零件。
本发明采用以下技术方案：
一种薄形复杂零件加工方法，包括以下步骤：
S1、将放有工件条料的凹模放置到工作台上，然后在工件条料上放置冲头；
S2、设定液压机的工作压力，使用冲头压紧工件条料，液压机加压使凹模发生弹性变形，工件条料被拉伸压紧变形，冲头继续施压使工件条料完全分离，得到与模板形状相同的工件。
具体的，步骤S1中，冲头按工件形状采用厚度为5～10mm的淬硬钢制备而成。
进一步的，步骤S1中，当工件条料厚度小于0.2mm时，采用普钢作为冲头。
具体的，步骤S1中，凹模为橡皮板。
进一步的，橡皮板的厚度为5～8mm。
具体的，步骤S2中，液压机的压力P计算如下：
其中，K为修正系数，L为冲裁周边长度，t为材料厚度，τ为材料抗剪强度，S1为冲孔面积，S2为模板面积。
进一步的，液压机下行迫使冲头压紧工件条料，当压力继续增大时，在冲头内外形成的刃口附近的剪切作用增强，橡胶所产生的单位压力超过工件条料本身的抗剪强度，材料完全分离，得到与冲头形状相同的工件。
更进一步的，当工件条料外圆为φ11×25，槽数为8，使用11MPa的压力进行点动加压压型；当工件条料外圆外圆为φ36×60，槽数为12，使用2MPa的压力进行快速加压压型；当工件条料外圆外圆为φ52×66，槽数为68，使用3MPa的压力进行快速加压压型；当工件条料外圆外圆为φ58×82，槽数为61，使用4MPa的压力进行快速加压压型。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明电机铁芯绝缘端板成型方法，冲裁的绝缘端板各尺寸均满足图纸要求。这种新的加工方法简单、实用，成本很低，既不像金属冲模那样复杂，又省去了聚氨酯橡胶冲裁模的模座、模框、垫板等零件，只要一个冲头，一块橡皮板，用液压机就可得到适用的工件。
进一步的，未淬硬的普通工具钢刚性较差，所需的冲裁力需适当增大，故当压制外圆较大、槽形较多、强度较差(筋宽较窄)、材料较厚的零件时应选用淬硬的模板可取得合格的工件。
进一步的，生产量很小时，在工件材料小于0.2mm时，也可用普通工具钢作为冲头。
进一步的，采用天然橡皮板做凹模，可取得较好的加工效果，且成本较低，材料易采购。
进一步的，橡皮板过厚，则弹性模量较小，工件不易和毛坯废料分离，造成成型不完整。橡皮板过薄，则需较大的压制压力，缩小使用范围，且不易成型。
综上所述，本发明方法操作简单、方便，模具成本低廉，降低了生产成本，提高了生产效率，不但可以用来制造绝缘端板，也可以用于其它材料的薄形零件的加工。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为绝缘端板示意图；
图2为冲裁过程示意图。
其中：1.液压机；2.冲头；3.工件条料；4.凹模；5.工作台。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图2，本发明一种薄形复杂零件加工方法，按照工件的形状，用电火花加工出所需工件形状，将工件作为弹性冲裁的冲头，冲裁用的凹模，一般选用聚氨酯橡胶或天然橡皮垫，经过多次实验，5mm厚的天然橡皮垫，可加工出合适的工件。包括以下步骤：
S1、将液压机定好压力P；
液压机的压力P也即压缩整块橡皮的力，其一部分用于冲裁工件，另一部分用于压缩工件各孔处的橡皮，具体计算如下：
其中，K为修正系数，K为1.2～1.6，L为冲裁周边长度，t为材料厚度，τ为材料抗剪强度，τ＝150MPa，S1为冲孔面积，S2为模板面积。
试验时，使用的液压机型号为Y41-25A，最小刻度为0.5MPa，表量程为25MPa，最大压力为12.44MPa。压制成型时，最小可控压力为1MPa，最大可控压力为10MPa。
当工件外圆较小，槽数较少时，施加1MPa的压力进行压型(如某非金属零件内外圆为φ11×φ25，槽数为8，则使用11MPa的压力进行点动加压即可压型)。
当工件外圆较大，槽数较多时，施加较大的压力进行压型(如某非金属零件内外圆为φ58×φ82，槽数为61，则使用4MPa的压力进行快速加压即可压型)。
S2、将凹模4(橡皮垫)放置在液压机工作台5上，工件条料3放置在橡皮垫上，冲头2放置在工件条料3上。
冲头2一般可用10mm的淬硬工具钢加工而成，在工件材料小于0.2mm，生产量很小时，也可用普通工具钢作为冲头，但在工件结构强度较差，材料较厚(0.2～0.3)时，应选用淬硬的工具钢。
未淬硬的普通工具钢刚性较差，所需的冲裁力需适当增大，故当压制外圆较大、槽形较多、强度较差(筋宽较窄)、材料较厚的零件时应选用淬硬的模板可取得合格的工件。
凹模的厚度应适当，选用5～8mm厚的天然橡皮板。弹性冲裁一般可选用硬度较高的聚氨酯橡胶，但成本较高。用5～8mm厚的天然橡皮板做凹模，可取得较好的加工效果，且成本较低，材料易采购。
橡皮板过厚，则弹性模量较小，工件不易和毛坯废料分离，造成成型不完整。橡皮板过薄，则需较大的压制压力，缩小使用范围，且不易成型。
S3、开启液压机1逐渐加压，冲头2压紧工件，橡皮压缩产生的压力，将搭边绕冲头产生弯曲和拉伸，然后在刃口处形成裂纹而分离。
本成形方法选好冲头2与凹模4，只需调节液压机1到合适的压力即可成形。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，该薄形工件是一种非金属材质的材料，根据橡胶冲裁模的原理，利用弹性变形便可加工出所需零件，请对图1进行补充说明，补充完善本发明方法的好处。该方法冲裁的零件各尺寸均满足图纸要求。这种新的加工方法简单、实用、成本很低，只需一个冲头，一块橡皮板凹模，用液压机就可压制出合格的工件。
本发明一种薄形零件成型方法已广泛应用于我所薄形复杂零件的加工中，完全满足使用要求。
目前可以满足φ110机座号以下线切割冲片的电机制造绝缘端板的需要，解决新品试制中的难题。
某薄形零件内外圆为φ11×25，槽数为8，则使用11MPa的压力进行点动加压压型；
某薄形零件内外圆为φ36×60，槽数为12，则使用2MPa的压力进行快速加压即可压型；
某薄形零件内外圆为φ52×66，槽数为68，则使用3MPa的压力进行快速加压即可压型；
某薄形零件内外圆为φ58×82，槽数为61，则使用4MPa的压力进行快速加压即可压型。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种薄形复杂零件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将放有工件条料的凹模放置到工作台上，然后在工件条料上放置冲头；
S2、设定液压机的工作压力，使用冲头压紧工件条料，液压机加压使凹模发生弹性变形，工件条料被拉伸压紧变形，冲头继续施压使工件条料完全分离，得到与模板形状相同的工件。
2.根据权利要求1所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，步骤S1中，冲头按工件形状采用厚度为5～10mm的淬硬钢制备而成。
3.根据权利要求2所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，步骤S1中，当工件条料厚度小于0.2mm时，采用普钢作为冲头。
4.根据权利要求1所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，步骤S1中，凹模为橡皮板。
5.根据权利要求4所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，橡皮板的厚度为5～8mm。
6.根据权利要求1所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，步骤S2中，液压机的压力P计算如下：
其中，K为修正系数，L为冲裁周边长度，t为材料厚度，τ为材料抗剪强度，S1为冲孔面积，S2为模板面积。
7.根据权利要求6所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，液压机下行迫使冲头压紧工件条料，当压力继续增大时，在冲头内外形成的刃口附近的剪切作用增强，橡胶所产生的单位压力超过工件条料本身的抗剪强度，材料完全分离，得到与冲头形状相同的工件。
8.根据权利要求7所述的薄形复杂零件加工方法，其特征在于，当工件条料外圆为φ11×25，槽数为8时，使用11MPa的压力进行点动加压压型；当工件条料外圆外圆为φ36×60，槽数为12时，使用2MPa的压力进行快速加压压型；当工件条料外圆外圆为φ52×66，槽数为68时，使用3MPa的压力进行快速加压压型；当工件条料外圆外圆为φ58×82，槽数为61时，使用4MPa的压力进行快速加压压型。
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