[發明專利]一種汽車電機爪極板成型模具及汽車電機爪極板成型方法

在審

• 申請號: 202210186304.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN115121714A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 尤明;周偉;朱立鋒
• 申請（專利權）人: 常州工利精機科技有限公司
• 主分類號: B21D37/08
• 分類號: B21D37/08;B21D19/00;B21D35/00;B21D37/04;B21D53/88
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 何歡歡

本發明公開了一種汽車電機爪極板成型模具及汽車電機爪極板成型方法，包括上下布置的上模組和下模組，上模組和下模組沿料帶輸送方向配合有切齒工位、翻齒預成型工位和翻齒工位；所述切齒工位、翻齒預成型工位和翻齒工位由位于上模組的凸模和位于下模組的凹模配合形成；所述切齒工位適于在料帶的爪極板上切出齒形，以使所述爪極板的內周形成平面極齒；所述翻齒預成型工位適于將所述平面極齒翻折形成傾斜極齒，且翻折角度小于90°；所述翻齒工位適于將所述傾斜極齒繼續翻折呈直角。本發明的模具沿料帶輸送方向依次設置切齒工位、翻齒預成型工位、和翻齒工位，能夠實現爪極的高速連續自動化生產，提高了生產效率的同時，降低了單個零件的生產成本。

技術領域

本發明涉及金屬冶煉技術領域，尤其涉及一種汽車電機爪極板成型模具及汽車電機爪極板成型方法。

背景技術

汽車高效爪極式電機的爪極板形狀簡單(如圖1所示)，尺寸精度要求高，年需求量大，產品要求性能穩定、質量可靠、經久耐用，產品質量一直是各大電機生產廠家追求的目標，而模具的質量又決定了沖壓件的質量，所以模具結構合理化設計越來越受到重視。爪極板零件的齒形要求很高，極齒高度一致性、極齒圓弧輪廓度，并且在翻齒成型過程中極齒需要變薄，如圖2中的爪極板1的厚度為0.8mm，翻齒后的極齒101的厚度為(19.8-18.4)/2＝0.7mm，極齒101的厚度需要變薄0.1mm；圖3所示為極齒101的頂部形狀，要求極齒101頂部材料平整，不能出現毛刺和凸起；圖4所示為極齒101的圓弧尺寸(極齒101的根部內弧半徑R1和外弧半徑R2)，極齒101的圓弧要求與轉子44配合的間隙均勻，這些形狀和尺寸將直接影響整個電機的性能，所以生產中要嚴格控制。

傳統單工序模具由于考慮生產成本因素，在模具開發階段齒形設計一步翻齒成型的工藝，這樣可以減少一個工序，節約一臺機床和一個操作人員，該工藝方案雖然在生產初期成本控制方面很有優勢，但根據市場趨勢，產品質量決定產品的生命周期，因而傳統單工序模具結構已經不能滿足市場對產品的質量要求以及傳統單工序模具結構產能的嚴重落后，所以在不增加機床和人員的基礎上需要采用自動化的連續模生產方式。

圖5所示為傳統單工序模具生產的爪極板1的極齒101端部實際形狀，這樣的形狀是由于在翻齒時，由于齒形需要變薄，齒形設計一步翻齒成型的工藝，翻齒凸模在翻齒過程中將靠近翻齒凸模一側的材料拉扯下來，形成圖示的形狀，在極齒表面形成嚴重的拉應力。實際數據表明極齒端面變形的高度尺寸A和寬度尺寸B的大小受極齒大小和極齒材料變薄多少影響，拉扯出來的部分材料會對電機性能產生不利的影響。

由于材料受到擠壓變形，在翻齒成型初始階段塑性變形伴隨著彈性變形，在翻齒成型完成后彈性變形釋放，所以成型后的圓弧尺寸會大于理論設計圓弧尺寸(R1和R2均變大)，這樣的結果導致轉子和定子極板的圓弧接觸面間隙不均勻，極齒101中間部分與轉子44的距離達到理論設計間隙m，而極齒101靠近兩側面的部分與轉子44的距離間隙h大于理論設計間隙m，如圖6所示。

綜上所述，現有的電機爪極板成型模具和工藝具有如下缺點：

1、采用沖孔落料的復合沖壓工藝,將產品的外形和內孔一次沖壓完成,如果外形或者內形任何一個地方出現刃口的破損,就必須一起研磨內形和外形的刃口,這樣就導致本不需要研磨的刃口也被一起研磨了,最終降低了整個模具刃口的壽命,加劇了模具備件的消耗,增加了模具使用成本。

2、模具長期使用后,產品的沖裁毛刺增加,由于沒有去毛刺的工藝,導致翻齒后垂直于材料厚度方向的毛刺被壓成平行于材料厚度方向的毛刺,而爪極式電機內有很多極齒,后期由于各種外在因素導致毛刺的脫落很容易引起電機的短路燒毀，而若在極齒成型后，采用專門的去毛刺設備對極齒進行去毛刺，操作麻煩，成本的投入較高。