談微電機轉(zhuǎn)子端蓋塑料模具設計與制造

談微電機轉(zhuǎn)子端蓋塑料模具設計與制造 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，介紹了模具設計的要點，闡述了模具制造過程重要點。并以鑲塊為基準進行加工。電極設計采用固定板組合式，以固定板為基準加工。成型工藝中輔助與模溫機的應用。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。關鍵詞：轉(zhuǎn)子端蓋；塑料模具；設計；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。為了避免導線與轉(zhuǎn)子之間在裝配過程中，導線與矽鋼片的碰傷等因素，設計了在轉(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)子的需要而設計。一般端蓋（護套）設計周邊厚度均為0.5mm，取負公差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12mm之間，外徑為46mm，并不是很大，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模具設計2.1模具設計分析由于端蓋（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?？紤]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4050。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。模具設計結(jié)構(gòu)如圖4所示。模具工作原理：產(chǎn)品注塑完后，動?？虬?與定模框板5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?？虬迮龅綇臀粭U17，將和頂出固定板一起退回，同時頂出桿和拉料桿復位，可以下一次注塑。2.2模具零件設計與加工（1）定模鑲塊和動模鑲塊設計應考慮兩件的對中性好，將鑲塊做成六面大小一致尺寸，做好線切割預孔，做好其他預孔和螺紋孔，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，動模上多頂出桿孔Φ2.5mm，淬火后加工時以外形為基準，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；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）電極設計電極設計是這副模具制造中的關鍵加工，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0.050.08mm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。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，外形應該磨加工。紫銅電極與鋼板為過盈配合，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。動模鑲塊與型芯是過盈配合。同時型芯上應拋光，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，將水管孔做在動模框板和定?？虬迳?，這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)遠遠不能滿足生產(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）的在微電機上的應用得到業(yè)界的認同，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,需要做好技術論證后，再投入。3結(jié)束語微電機轉(zhuǎn)子端蓋模具并不是很復雜，主要是控制凸臺的厚度在0.5mm之內(nèi)，電機的轉(zhuǎn)子設計是比較嚴謹?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重要。模具經(jīng)過認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.工程塑料應用，2011,39(10),4447.