談微電機轉(zhuǎn)子端蓋塑料模具設(shè)計與制造

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1、談微電機轉(zhuǎn)子端蓋塑料模具設(shè)計與制造 摘要:微電機轉(zhuǎn)子端蓋是PA66+GF20%做成一個壁厚0.5mm,并且不易成型滿足,對稱性好的產(chǎn)品。為了達到產(chǎn)品的要求,介紹了模具設(shè)計的要點,闡述了模具制造過程重要點。并以鑲塊為基準(zhǔn)進行加工。電極設(shè)計采用固定板組合式,以固定板為基準(zhǔn)加工。成型工藝中輔助與模溫機的應(yīng)用。能較好地解決不易成型滿足,對稱性好,厚薄均勻的產(chǎn)品,被用戶接受。 關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)子端蓋;塑料模具;設(shè)計;制造 1產(chǎn)品介紹 在微型電機中,轉(zhuǎn)子和銅線圈之間在繞線時,經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)子和銅線之間碰擦影響電機的性能。為了避免導(dǎo)線與轉(zhuǎn)子之間在裝配過程中,導(dǎo)線與矽鋼片的

2、碰傷等因素,設(shè)計了在轉(zhuǎn)子兩端套上一個端蓋(護套),再進行崁線,起到在崁線過程中,線不被轉(zhuǎn)子上銳角等碰傷,影響整個微電機的絕緣性能,如圖1所示。圖1端蓋(護套)安裝在轉(zhuǎn)子上示意圖端蓋(護套)已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品,用增強尼龍PA66+GF20%本色制作,有10個,12個,也有18個凸臺,甚至還有更多的,這就需要根據(jù)轉(zhuǎn)子的需要而設(shè)計。一般端蓋(護套)設(shè)計周邊厚度均為0.5mm,取負(fù)公差0.1mm,太厚了會占有繞線的空間,不利于電機的性能。一般長度為15mm,能封住口部就可以了。如果長了端蓋(護套)不易成型到位,容易有偏心,造成厚薄不均,也是模具制作上的難點,其他厚度為1~2mm之間,外徑為46mm,并

3、不是很大,重量為3±0.2g。如圖2所示。增強尼龍PA66+GF20%材料,是PA66的基材上加入20%的玻璃纖維改性而成的,尼龍通過改性后能達到增強、增韌、耐磨、耐候、耐油、耐水解、耐溫、耐熱等優(yōu)點,為發(fā)揮改性尼龍材料的韌性,沖擊強度,抗拉強度等,需要對注塑后的產(chǎn)品進行調(diào)濕處理,調(diào)濕處理方法為一般在沸水里煮0.5h后晾干,以完成聚酰胺的結(jié)晶,以獲得較好的機械性能。 2模具設(shè)計 2.1模具設(shè)計分析 由于端蓋(護套)產(chǎn)品的壁薄,成型有一定的困難,模具設(shè)計時考慮模具分型選擇在12個凸臺的根部,即12凸臺做在定模上,其他的圓孔和圓盤等做在動模上,12

4、個型芯在動模上,這樣產(chǎn)品容易粘附在12個型芯上,通過均布的頂出桿可以將產(chǎn)品頂出模具外。考慮到12個凸臺中不易注塑滿,選用12個型芯擦碰到定模上,這樣注塑中有排期作用,產(chǎn)品容易注塑滿足。由于12個型孔加工的一致性,將定模和動模成型部位做成獨立的鑲塊,這樣便于加工等。12個凸臺壁厚0.5mm,在成型時一定采用模溫機,沒有模溫機的話成型很困難,注塑不滿足。起初加工時模具可以在80℃,正常生產(chǎn)可以40~50℃。模具采用側(cè)澆口進料。沒有模溫機時,往往通過提高料溫和加大注塑壓力等,使其充滿模,這樣模具的型芯在高壓下,容易變形,容易造成壁厚不均勻的現(xiàn)象,這值得注意的地方。模具設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖4所示。模具工作原理

5、:產(chǎn)品注塑完后,動??虬?與定??虬?分型,定模型芯9也離開孔,產(chǎn)品及澆口全部包容在動模上,模具繼續(xù)后移,設(shè)備上頂出柱將推動頂出板18和頂出固定板19一起運動,并帶動頂出桿8和拉料桿10一起前進,將產(chǎn)品從動模型芯12上頂出;模具合攏時,定??虬迮龅綇?fù)位桿17,將和頂出固定板一起退回,同時頂出桿和拉料桿復(fù)位,可以下一次注塑。 2.2模具零件設(shè)計與加工 (1)定模鑲塊和動模鑲塊設(shè)計 應(yīng)考慮兩件的對中性好,將鑲塊做成六面大小一致尺寸,做好線切割預(yù)孔,做好其他預(yù)孔和螺紋孔,考慮生產(chǎn)兩大可以做成硬模(淬火后加工)。如圖5所示。線切割穿絲孔為Φ3mm,動模上多頂

6、出桿孔Φ2.5mm,淬火后加工時以外形為基準(zhǔn),把所有型孔都割完,這樣比較好,動模鑲塊上電火花做圓盤和中心孔均以外形為基準(zhǔn);定模鑲塊上做12凸臺成型用組合電極分粗打和精打兩次完成。 (2)電極設(shè)計 電極設(shè)計是這副模具制造中的關(guān)鍵加工,12個凸臺成型要一致,只能做成一個組合電極,考慮成型處不易拋光等,需要粗打后再精打,留雙邊0.05~0.08mm進行精打,這樣比較好,如圖6所示。動模與定模電極都采用組合結(jié)構(gòu),主要便于找正基準(zhǔn)。動模電極圖6(a),用60×60×10的45鋼板割出電極的形狀,注意以鋼板外形為基準(zhǔn),外形應(yīng)該磨加工。紫銅電極與鋼板為

7、過盈配合,裝配時注意控制過盈量大小,裝配后可以兩面磨一刀(余量少留),保證平行。定模電極圖6(b),也是用60×60×10的45鋼板,先做好線切割穿絲孔,基準(zhǔn)做個同動模電極一樣。不同的定模電極要12個圖6(c),12個電極先割好,和45鋼板一定要緊配合好,成型部分和固定部分留有一定的余量。電極緊配后,成型部分倒角,臺階,高度等尺寸應(yīng)該在加工中心上用較小的刀具進行銑加工,成型后砂光拋光完可進行加工。主要控制放電量,分兩次打,粗打和精打。 (3)動模型芯的加工 動模型芯加工考慮與定模型腔擦碰,放5mm余量,固定部分的長度和成型部分的長度之和。動模鑲塊

8、與型芯是過盈配合。同時型芯上應(yīng)拋光,便于脫模。 (4)水管孔加工 考慮做硬模,動頂模鑲塊上做水管孔比較困難,將水管孔做在動??虬搴投?虬迳希@樣也能起到控制模具溫度的要求的。2.3模具改進和產(chǎn)品發(fā)展由于端蓋(護套)的產(chǎn)品生產(chǎn)量比較大,型號規(guī)格也多,對于1模出2件的生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要,往往將模具做成了1模出4件,這樣大大的提高了工效,其模具設(shè)計和加工都是和1模出2件一樣的,加工中更要注意和保證產(chǎn)品壁厚的均勻性。同時端蓋(護套)的在微電機上的應(yīng)用得到業(yè)界的認(rèn)同,已經(jīng)將端蓋(護套)拓展到其他電機上,這是一個進步。目前有直接注塑在轉(zhuǎn)子上,這對模具的要求有更高的要求了,

9、需要做好技術(shù)論證后,再投入。 3結(jié)束語 微電機轉(zhuǎn)子端蓋模具并不是很復(fù)雜,主要是控制凸臺的厚度在0.5mm之內(nèi),電機的轉(zhuǎn)子設(shè)計是比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,每個極上線圈匝數(shù)是一樣的,控制各個極的磁通量。如果厚度不均勻,未注塑滿足,用戶是都不接受的。產(chǎn)品上每個凸臺放入轉(zhuǎn)子中是隨意的,需要產(chǎn)品的對稱性要好。模具制造中的控制凸臺的厚度和對稱性至關(guān)重要。模具經(jīng)過認(rèn)真加工和注塑改進等,產(chǎn)品能被用戶接受。厚度均勻,注塑滿足,對稱性好在轉(zhuǎn)子上裝配自如。 參考文獻: [1]李勇.塑料注塑模具經(jīng)典結(jié)構(gòu)180例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.11. [2]陶永亮.球頭螺母成型工藝的改進及優(yōu)化[J].工程塑料應(yīng)用,2011,39(10),44~47.

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