鋼板電機(jī)外殼沖壓生產(chǎn)工藝探究

王 燕

（貴州航天林泉電機(jī)有限公司，貴州 貴陽 550000）

迄今為止，電機(jī)制造已經(jīng)歷經(jīng)了二百余年的發(fā)展歷史。傳統(tǒng)電機(jī)依舊以金屬為機(jī)體外殼，隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，鑄造鐵外殼逐漸發(fā)展為鋁合金外殼，雖然在材質(zhì)上有著明顯的變化，但是鑄造技術(shù)仍舊存在諸多問題，電機(jī)外殼存在氣泡、縮孔等等問題，嚴(yán)重影響了電機(jī)的整體質(zhì)量。為提高電機(jī)外殼制造質(zhì)量，近年來，國內(nèi)外開始研究鋼板沖壓生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)不僅生產(chǎn)效率高，并且還能夠節(jié)省生產(chǎn)原材料，有效滿足了電機(jī)制造需求。因此，探討鋼板電機(jī)外殼沖壓生產(chǎn)工藝，具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 沖壓成形技術(shù)

定子鐵芯和鋼板電機(jī)外殼的過盈配合，利用冷壓技術(shù)將定子鐵芯壓入電機(jī)外殼中。鋼板電機(jī)外殼成形，是中小型電機(jī)鋼板外殼生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。主要生產(chǎn)流程為：生產(chǎn)原料檢查——核定尺寸——下料——切邊處理——沖孔處理——沖壓預(yù)彎——沖壓壓圓——外殼包口成形——外殼焊接——成形檢驗(yàn)——防銹油涂刷——包裝——入庫。在生產(chǎn)的過程中，沖壓技術(shù)主要體現(xiàn)在切邊處理、沖孔處理、沖壓預(yù)彎、沖壓壓圓、外殼包口成形幾個(gè)方面。

2 材料回彈問題的解決方法

一般來說，鋼板電機(jī)外殼沖壓生產(chǎn)采用的主要材料為厚度在3mm以上的DC04冷變型用低碳鋼無鍍層冷扎鋼板，DC04冷變型用低碳鋼無鍍層冷扎鋼板有著良好的延展性，一般國標(biāo)屈服強(qiáng)度為38%以上?，F(xiàn)在以寶鋼為首的中國各大鋼廠，為了材料的使用更加廣泛，制造出的DC04實(shí)際延伸度在43以上。雖然該材料在沖壓方面有著卓越的性能，但是該材料的厚度越大，在沖壓時(shí)的回彈力度也最大。因此，在電機(jī)外殼成形之后，必須要進(jìn)行外殼包口成形工作，以此來消除回彈對(duì)外殼制造精度的影響。研究證明，普通的外殼成形方法無法達(dá)到相應(yīng)的精度要求。根據(jù)相關(guān)研究表明，最大彎曲拉應(yīng)力在沖壓的過程中，發(fā)生在電機(jī)外殼的表面，以此為切入點(diǎn)，在整形過程中，通過整形所利用的模塊，對(duì)外殼表面進(jìn)行擠壓，從而讓外殼表面松弛，改變了電機(jī)外殼表面的應(yīng)力狀態(tài)，從而達(dá)到減小回彈的生產(chǎn)目的。目前，該方法逐步在電機(jī)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，且取得了良好的應(yīng)用效果，沖壓成形技術(shù)的精度得到了有效提高。

3 電機(jī)外殼焊接

鋼板電機(jī)外殼沖壓成型技術(shù)，在電機(jī)外殼大致成形之后，要對(duì)接口處進(jìn)行焊接處理。目前可應(yīng)用氬弧焊進(jìn)行焊接，可有效提高電機(jī)外殼的焊接質(zhì)量，確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。隨著當(dāng)前自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還可應(yīng)用雙工位加工，技術(shù)工人和自動(dòng)化機(jī)械配合焊接，既能夠確保電機(jī)外殼的焊接質(zhì)量，同時(shí)也能保障焊接效率。

4 沖壓成形技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

面對(duì)資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)，制造業(yè)必須樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，才能走上可持續(xù)發(fā)展的道路。相較于傳統(tǒng)的制造技術(shù)，文章探討的電機(jī)外殼沖壓技術(shù)，制造廢料少，能夠?qū)崿F(xiàn)綠色、無排放的生產(chǎn)。該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，和傳統(tǒng)的鑄造鐵質(zhì)電機(jī)外殼相比，鋼板沖壓工藝所制造出的電機(jī)外殼，能夠減輕60%以上的重量，電機(jī)外殼重要更輕，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)外殼的輕量化生產(chǎn)，同時(shí)DC04等鋼板，具有良好的物理性能，所以在實(shí)現(xiàn)輕量化生產(chǎn)的同時(shí)，提高了電機(jī)外殼的制造質(zhì)量；第二，鋼板沖壓工藝制造效率更高，在生產(chǎn)中切削步驟較少，故精度較高，產(chǎn)品合格率也得到了有效提升；第三，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)刻痕工藝方法，改變了電機(jī)外殼表面的應(yīng)力狀態(tài)，消除了DC04在回彈力較大的問題，提升了產(chǎn)品的成形精度；第四，利用人工+自動(dòng)化機(jī)械的焊接方式，焊接精度 及焊接效率都得到有效提升。

5 電機(jī)外殼沖壓案例

（1）工藝標(biāo)準(zhǔn)。某外殼沖壓，采用沖壓工藝，外殼厚度為1.2mm，外殼底部中心孔的直徑為31mm，為提高外殼強(qiáng)度，在外殼邊角設(shè)置有R2mm的圓弧。該外殼成形涉及到切口、拉伸、翻邊、沖裁、落料等等工序，因?yàn)檎w形狀為復(fù)雜且有著凸緣的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)用的材料為DC04冷變型用低碳鋼無鍍層冷扎鋼板。

（2）尺寸計(jì)算。電機(jī)外殼為旋轉(zhuǎn)體拉伸件，所以在計(jì)算尺寸的過程中，要將毛坯分為數(shù)個(gè)簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)體，同時(shí)要根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的直徑來選擇修邊的余量，經(jīng)過計(jì)算后，求出旋轉(zhuǎn)體的中性層面積，最后計(jì)算各個(gè)旋轉(zhuǎn)體的表面積之和得出直徑。

（3）工位設(shè)計(jì)。電機(jī)外殼成形需要經(jīng)過切口、拉伸、翻邊、沖裁、落料等等工序，每一個(gè)工序皆需要設(shè)置相應(yīng)的工位，為確保工序之間的高效銜接，工位設(shè)置為：切口——留空工位——拉伸（1次）——拉伸（2次）——反拉伸（1次）——沖孔處理——翻邊處理——落料。沖壓工藝的應(yīng)用要尤其注意壓力中心的確定，如果壓力中心設(shè)置出現(xiàn)錯(cuò)誤，便會(huì)直接導(dǎo)致模塊導(dǎo)向部分出現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)致模具磨損，精度降低，壽命降低。壓力中心的計(jì)算較為復(fù)雜，需要對(duì)軸線的力矩以及各個(gè)分力進(jìn)行計(jì)算，才能得出合理的壓力中心位置。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電機(jī)外殼制造工藝已經(jīng)不符合當(dāng)前制造行業(yè)的發(fā)展需求，同時(shí)也不符合國家倡導(dǎo)的綠色化生產(chǎn)理念。所以，相關(guān)從業(yè)人員對(duì)鋼板電機(jī)外殼沖壓生產(chǎn)工藝要有足夠的認(rèn)識(shí)，對(duì)該生產(chǎn)方式中的技術(shù)要點(diǎn)要有全面透徹的了解。這樣才能推動(dòng)我國制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電機(jī)制造的綠色化生產(chǎn)。