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电机部件 · 深拉伸 · 尺寸控制

电机外壳与端盖冲压:壁厚与同心度控制

作者:Yu Lianbo — 模具设计工程师

电机外壳和端盖在图纸上看起来很简单,但装配时一旦壁厚、同心度和叠高这三项出现波动,就会出问题。这三项都由拉伸工艺决定,而不是靠检验保证,因此必须在模具设计阶段就加以控制。

深拉伸电机外壳的壁厚如何控制?

深拉伸电机外壳的壁厚由毛坯直径、拉伸比、模具间隙、压边力和润滑决定,也取决于是否通过变薄拉伸有意减薄壁厚。由于材料在受拉伸处变薄、在受压缩处增厚,标称壁厚 1.0 mm 的零件通常在杯底附近偏厚,在壁中部偏薄。要保持壁厚均匀,要么增加一道变薄拉伸工序,有意减薄并均匀化壁厚;要么将拉伸件按参考尺寸标注,并在指定位置标出关键厚度。同心度和叠高依靠模具对中、导正和修边来保证,而不是靠挑选零件。

变薄拉伸:何时需要壁厚均匀

当电机外壳用于安装定子、轴承座或磁铁时,内壁通常需要是变薄拉伸面:冲头将拉伸后的杯体以受控间隙推过凹模,有意减薄壁厚,同时改善壁厚均匀性和表面光洁度。变薄拉伸还会通过冷作硬化提高材料强度,这对薄壁外壳有利,但如果后续还需要成形或焊接,则不太有利。

同心度与圆度

内孔与外径之间的同心度由凹模与冲头对中、毛坯和带料送料精度以及零件修边方式决定。由于它是模具特性,会随模具磨损和刃磨后下降,除非重新对模。实际检验方法是使用同心度检具或影像测量系统检测抽样零件,并按批次记录测量结果。

叠高与端盖

电机叠高是外壳长度、端盖以及任何垫片或调整垫片的总和。每个零件都会贡献自己的公差,因此开模前应检查装配余量——常见问题是“零件都在公差内,但电机合不上”。如果装配对叠高敏感,实际做法是将一个特征定义为基准,以该基准控制叠高,并对装配后的高度进行抽样检测,而不是事后挑选零件。

图纸上应标注什么

  • 壁厚及其测量位置
  • 是否需要变薄拉伸,或是否可接受以参考壁厚标注并在局部标出关键厚度
  • 同心度和圆度要求,并定义基准
  • 叠高以及配合零件之间的装配余量
  • 轴承或磁铁安装内孔的表面光洁度
  • 年用量——变薄拉伸会增加一道工序,只有达到一定批量才划算

要点

电机外壳的问题出在装配,而不是检验。要求在 DFM 评审中包含尺寸链分析,就能在开模前解决壁厚和同心度问题。

常见问题

为什么拉伸后的壁厚不均匀?

因为拉伸会使材料受到拉伸和压缩:材料被拉薄处壁厚变薄,被压缩处壁厚增厚。均匀性可通过变薄拉伸实现,或作为参考状态接受。

变薄拉深会提高零件强度吗?

会——变薄拉深过程中的冷作硬化会提高强度并改善表面质量,因此适合薄壁壳体。但会降低后续成形性和焊接性。

同轴度怎么检测?

使用同轴度检具或影像测量系统对抽检零件进行检测,按批次记录,基准按图纸定义。

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