卫海东 周洪锋

摘要：电机铁芯片作为电机定子部分，在实际制造过程中需要借助超高速模具提升电机铁芯片生产质量。在此之上，本文简要分析了超高速模具的设计特点，并通过应用超高速加工技术、引进超高速扫描系统、调整超高速模具冲压、优选超高速模具材料等方法，以此确保电机铁芯片在超高速模具下实现高效生产。

关键词：超高速模具;电机铁芯片;切削技术;冲压工艺

中图分类号：TG385.2                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）02-0080-02

0  引言

电机铁芯片在电机运转期间发挥着重要作用，若在实际设计期间，为其制造超高速模具，可有效提升模具生产质量，进而满足电机铁芯片实际需求。据此，应充分利用先进的超高速冲压技术实现电机铁芯片模具的创新发展，最终在超高速模具的辅助下为电机铁芯片的高产量运转创造有利条件。

1  超高速模具的设计特点

从电机实际运转状态来分析：电机损耗是影响电机运行质量的重要因素。常见的电机损耗包含可变损耗、固定损耗、机械损耗等。其中因铁芯片而引发的电机定子损耗问题实则属于可变损耗范畴内。具体可通过增加定子槽截面、满槽率、减小绕组端长度等方式降低电机定子损耗。一般在绕组端部长度下降20%情况下，其损耗率可下调10%。此外，为了杜绝铁芯片损耗现象，还可适当降低磁密度及其厚度，或者优选冷轧硅钢片，最终可避免电机铁芯片出现严重的损耗状况。根据相关研究成果可知：若针对硅钢冲片实施热处理，可适当减少至少10%的铁芯片损耗。随着时代的进步，在解决铁芯片损耗问题，扩大铁芯片生产规模时，超高速模具的设计已然成为新的指引方向[1]。

在具体设计过程中，超高速模具主要包含以下特点：①结构稳定性良好且精准度较高;②在铁芯片生产阶段，超高速模具能够运用均匀的冲裁间隙保证生产流程的顺利进行，最终实现高速冲压的高效生产;③超高速模具中所设置的卸料架构具有一定的弹压性，可避免出现较大的送料误差。具体可利用螺钉等材料实现卸料的灵活操作;④易于操作且成本低。超高速模具在生产电机铁芯片时，若出现破损，维修步骤较为简便，相比以往高速模具拥有较长的使用年限;⑤超高速模具的设计对于尺寸的精度有着较高的要求，好比在上方设计凸模等[3]。

为了进一步实现超高速电机铁芯片模具的合理设计，还应当结合铁芯片生产要求确定超高速模具的排样方案与工艺规划，以免在制成后出现不适用或者效率低等问题。作为目前比较新颖的一种模具类型，超高速模具可为电机铁芯片的生产带来重要保障，促使超高速电机铁芯片的生产数量符合新时代电机使用需求，促使电机设备能在高品质铁芯片的辅助下为我国工业制造业的发展带来促进作用。

2  超高速电机铁芯片模具的制造方法

2.1 应用超高速加工技术

在超高速电机铁芯片模具制造中，超高速加工技术为核心技术，直接关系到模具的应用效率。目前常用的超高速加工技术包括以下几种：

①高速机床技术，该技术的核心在于主轴技术与轴承技术，前者具备柔性动平衡特征，后者具备重载、高刚度及使用寿命长等特征，可从整体提升加工效益。在应用高速机床技术时，技术人员应注重加工参数的控制，要求主轴保持较高的转速与功率，并结合模具制造要求，合理设置进给运动加速度，对于结构较为复杂的超高速模具，技术人员可选择5轴联动的高速加工工艺。

②高速刀具与切削技术，该技术配置的刀具使用寿命较长、刚度大、硬度高，可保障模具在长时间内保持高速运行状态。常用的刀具包括涂层刀具、人造金刚石刀具及CBN刀具等，在超高速模具制造中，技术人员应合理设置刀具参数，如结构参数、切削刃几何参数等[2]。

③整机设计技术，该技术整合动、静、热特性，从模具整体入手，协调其各项参数，为超高速模具的高质量加工提供支持。

④数控技术，制造领域的数控技术表现出动态发展特征，不断优化提升，技术人员可通过高档数控技术的更新升级，发挥数控技术优势，提高超高速电机铁芯片模具的智能化水平。

超高速加工技术的特点为：第一，具有较快的加工效率，能够提升超高速电机铁芯片模具制造的速度，满足生产的基本要求。因为加工的切削速度是普通加工的8倍左右，能够及时制造出适量的默拒，为下一环节提供充足的时间。第二，切削的力度较小，能够保障每个超高速电机铁芯片模具的薄厚程度都符合设计的要求，在高速运转的情况下它的切削力能下降25%左右。第三，热变形，在制作的过程中能加快超高速电机铁芯片模具成型的速度，可以损耗较少的资源就完成制造工作。第四，生产制造的精密性较高，并且制造的超高速电机铁芯片模具的品质较高，提升模具的智能化和应用效果。第五，加工的各个环节之间具有一定的紧密性，加工工程较为稳定，能够一直处于生产运行的状态。此外加工较为完善，不需要后期进行整改或者完善。第六，具有较高的应用效益和经济效益，对超高速电机铁芯片模具的制造具有重要的意义。

2.2 引进超高速扫描系统

在超高速电机铁芯片模具制造中，技术人员可引进超高速扫描系统，利用其智能化优势，缩短电机铁芯片的生产时间，实现超高速模具的有效应用。就目前技术水平而言，超高速电机铁芯片模具制造可用的扫描系统包括高速扫描机与模具扫描系统两类，在生产实践中，两种超高速扫描系统具备仿真模拟功能，可在短时间内明确加工出期望模型所需的各项参数与要求，为超高速电机铁芯片模具研发制造提供参考。例如，在2019年，清华大学的研究团队推出了一个超高速扫描系统，它能进行3D成像。能够以每秒50万帧的帧率录制影像资料，并可以对速度为25m/s的运动对象进行实时扫描，并且进行连续成像。这个系统能够进行进一步的挖掘，从而达到1mm的分辨率扫描速度为500m/s的运动物体。同时，将超高速扫描系统与数控技术配合使用，可全面采集生產加工数据，并利用计算机系统对数据进行有效处理，进而获取超高速模具的加工流程、不同格式的参数数据等内容，使模具加工生产更为规范。这样利用这项系统能提升整个数据的采集数据的精准性，并且扫描和生产能够同时进行、相互配合，这样既提升制造的严谨性，又加快运行的效率，能促进超高速电机铁芯片模具的制造的进一步革新。

2.3 调整超高速模具冲压

在应用先进技术的同时，技术人员可通过超高速模具冲压参数的调整，提高模具生产的稳定性、安全性，实现模具冲压的超高速生产目标。

例如，某技术人员在进行超高速模具研发与制造时，选择冲压工艺。在传统的冲压工艺中，冲压速度约为200次/分钟，为提高模具的生产精密度，该技术人员将冲压速度提升至700次/分钟，显著提升模具生产效率，降低模具生产能耗与成本，有助于超高速模具进一步发展[4]。

同时，在超高速模具结构设计中，技术人员将超高速模具划分为上模座、下模座两部分，在上模座结构中，配置结构上方与结构下方分别配置不同零部件，保障模具生产效率与和质量。在结构上方，配置零部件均与上模座以六角螺纹连接方式进行整合，如上垫板、上夹板及止挡板。同时，在止挡板的一侧，配置上脱板，通过六角螺纹连接方式连接至上夹板区域，使各个零部件具备缓冲空间，优化模具结构，切实发挥模具的超高速优势[5]。

提升调整超高速模具冲压的措施为，首先进行裁边操作，设置语段、压线、设置切口，进行拉伸操作。清洁孔洞，去除表面的毛边。在成形阶段，分两步进行操作，在完成一半的成形后，再进行另外一半。其次，在进行冲孔落料工作时，一般采用由小到大的模式，先把周圍已经成形的废料去除后，再清除其余的余料。如果把小孔放在后面进行处理，因为四周已经经过冲落处理，在对小孔进行冲压，就会出现受力不均的情况，容易发生弯折的问题。然后，确定是否进行裁边操作。一般情况下，连续模具和落料模具需要进行裁边处理，能够对模具进行粗略地定位，为试用模具时的送料工作提供便利。最后，确定正孔的具体位置和大小。一般情况下，连续的模具都需要冲导正，以便能够进行精准的定位，在制造模具的过程中主要产品零件上的内孔或者外部的形状进行定位操作，如果它既没有内孔，外形又不具备定位的条件，那么就需要应用工艺孔进行定位。利用超高速电机铁芯片模具产品图的公差缩放原理，把产品图的尺寸展开，这样就能明确它的立体形状以及详细的细节图像，明确具体的厚度和材质，以便进行定位。

2.4 优选超高速模具材料

超高速模具材料是影响超高速模具质量的关键因素，需受到制造企业重视。目前常用的超高速模具材料为钢材，技术人员应结合电机铁芯片加工要求，选择合适的钢材，并对钢材供应商进行综合评估，评估指标包括钢材质量、钢材价格、钢材性能等，选择质量有保障、价格较优惠的供应商提供原材料，提高超高速模具制造的整体效益[6]。

同时，因超高速模具制造原材料为钢材，在制造过程中，技术人员应做好材料表面处理工作，确保材料各项性能符合超高速模具制造要求，延长超高速模具使用寿命，切实发挥其在电机铁芯片加工中的优势。通常来说，超高速模具的表面处理包括热处理、研磨、抛光等工序，常用技术包括真空热处理技术、等离子喷涂技术及气相沉积技术，具有智能化、精细化优势，可保障超高速模具的精密度，优化超高速模具外观质量，有助于电机铁芯片质量的提升。

3  结论

综上所述，为了满足电机铁芯片的市场需求，制造超高速模具现已成为模具设计的重要方向，需要设计者从超高速加工技术、超高速扫描系统、超高速模具冲压、超高速模具材料等方面着手，确保电机铁芯片在超高速模具的参与下顺利实现高效生产，为我国电机产业的发展提供重要助力。

参考文献：

[1]单云，吴斌.一种适用于超高速冲压新型产品的冲裁模具结构[J].锻压技术，2020，45（03）：119-124.

[2]张福民.基于高速精密级进模的电机铁芯智能制造系统的研发与应用[J].2019-11-30.

[3]熊保玉.铁芯片成形工艺与模具设计[J].中国科技信息，2016（11）：107-108.

[4]周梦瑜，陈广娟.D21硅钢芯片冲压工艺分析及模具设计[J].热加工工艺，2013，42（7）：214-215.

[5]谢又炎.导磁铁芯自动叠铆工艺与级进模设计[J].模具工业，2010，36（5）：28-30，35.

[6]李志国.模具加工中线切割技术的探讨[J].科技与企业，2014（13）：236.