谈微电机转子端盖塑料模具设计与制造

谈微电机转子端盖塑料模具设计与制造 摘要：微电机转子端盖是PA66+GF20%做成一个壁厚0.5mm，并且不易成型满足，对称性好的产品。为了达到产品的要求，介绍了模具设计的要点，阐述了模具制造过程重要点。并以镶块为基准进行加工。电极设计采用固定板组合式，以固定板为基准加工。成型工艺中辅助与模温机的应用。能较好地解决不易成型满足，对称性好，厚薄均匀的产品，被用户接受。关键词：转子端盖；塑料模具；设计；制造1产品介绍在微型电机中，转子和铜线圈之间在绕线时，经常出现转子和铜线之间碰擦影响电机的性能。为了避免导线与转子之间在装配过程中，导线与矽钢片的碰伤等因素，设计了在转子两端套上一个端盖（护套），再进行崁线，起到在崁线过程中，线不被转子上锐角等碰伤，影响整个微电机的绝缘性能，如图1所示。图1端盖（护套）安装在转子上示意图端盖（护套）已经形成了系列产品，用增强尼龙PA66+GF20%本色制作，有10个，12个，也有18个凸台，甚至还有更多的，这就需要根据转子的需要而设计。一般端盖（护套）设计周边厚度均为0.5mm，取负公差0.1mm，太厚了会占有绕线的空间，不利于电机的性能。一般长度为15mm，能封住口部就可以了。如果长了端盖（护套）不易成型到位，容易有偏心，造成厚薄不均，也是模具制作上的难点，其他厚度为12mm之间，外径为46mm，并不是很大，重量为3±0.2g。如图2所示。增强尼龙PA66+GF20%材料，是PA66的基材上加入20%的玻璃纤维改性而成的，尼龙通过改性后能达到增强、增韧、耐磨、耐候、耐油、耐水解、耐温、耐热等优点，为发挥改性尼龙材料的韧性，冲击强度，抗拉强度等，需要对注塑后的产品进行调湿处理，调湿处理方法为一般在沸水里煮0.5h后晾干，以完成聚酰胺的结晶，以获得较好的机械性能。2模具设计2.1模具设计分析由于端盖（护套）产品的壁薄，成型有一定的困难，模具设计时考虑模具分型选择在12个凸台的根部，即12凸台做在定模上，其他的圆孔和圆盘等做在动模上，12个型芯在动模上，这样产品容易粘附在12个型芯上，通过均布的顶出杆可以将产品顶出模具外。考虑到12个凸台中不易注塑满，选用12个型芯擦碰到定模上，这样注塑中有排期作用，产品容易注塑满足。由于12个型孔加工的一致性，将定模和动模成型部位做成独立的镶块，这样便于加工等。12个凸台壁厚0.5mm，在成型时一定采用模温机，没有模温机的话成型很困难，注塑不满足。起初加工时模具可以在80，正常生产可以4050。模具采用侧浇口进料。没有模温机时，往往通过提高料温和加大注塑压力等，使其充满模，这样模具的型芯在高压下，容易变形，容易造成壁厚不均匀的现象，这值得注意的地方。模具设计结构如图4所示。模具工作原理：产品注塑完后，动模框板4与定模框板5分型，定模型芯9也离开孔，产品及浇口全部包容在动模上，模具继续后移，设备上顶出柱将推动顶出板18和顶出固定板19一起运动，并带动顶出杆8和拉料杆10一起前进，将产品从动模型芯12上顶出；模具合拢时，定模框板碰到复位杆17，将和顶出固定板一起退回，同时顶出杆和拉料杆复位，可以下一次注塑。2.2模具零件设计与加工（1）定模镶块和动模镶块设计应考虑两件的对中性好，将镶块做成六面大小一致尺寸，做好线切割预孔，做好其他预孔和螺纹孔，考虑生产两大可以做成硬模（淬火后加工）。如图5所示。线切割穿丝孔为Φ3mm，动模上多顶出杆孔Φ2.5mm，淬火后加工时以外形为基准，把所有型孔都割完，这样比较好，动模镶块上电火花做圆盘和中心孔均以外形为基准；定模镶块上做12凸台成型用组合电极分粗打和精打两次完成。（2）电极设计电极设计是这副模具制造中的关键加工，12个凸台成型要一致，只能做成一个组合电极，考虑成型处不易抛光等，需要粗打后再精打，留双边0.050.08mm进行精打，这样比较好，如图6所示。动模与定模电极都采用组合结构，主要便于找正基准。动模电极图6(a)，用60×60×10的45钢板割出电极的形状，注意以钢板外形为基准，外形应该磨加工。紫铜电极与钢板为过盈配合，装配时注意控制过盈量大小，装配后可以两面磨一刀（余量少留），保证平行。定模电极图6(b)，也是用60×60×10的45钢板，先做好线切割穿丝孔，基准做个同动模电极一样。不同的定模电极要12个图6(c)，12个电极先割好，和45钢板一定要紧配合好，成型部分和固定部分留有一定的余量。电极紧配后，成型部分倒角，台阶，高度等尺寸应该在加工中心上用较小的刀具进行铣加工，成型后砂光抛光完可进行加工。主要控制放电量，分两次打，粗打和精打。（3）动模型芯的加工动模型芯加工考虑与定模型腔擦碰，放5mm余量，固定部分的长度和成型部分的长度之和。动模镶块与型芯是过盈配合。同时型芯上应抛光，便于脱模。（4）水管孔加工考虑做硬模，动顶模镶块上做水管孔比较困难，将水管孔做在动模框板和定模框板上，这样也能起到控制模具温度的要求的。2.3模具改进和产品发展由于端盖（护套）的产品生产量比较大，型号规格也多，对于1模出2件的生产远远不能满足生产的需要，往往将模具做成了1模出4件，这样大大的提高了工效，其模具设计和加工都是和1模出2件一样的，加工中更要注意和保证产品壁厚的均匀性。同时端盖（护套）的在微电机上的应用得到业界的认同，已经将端盖（护套）拓展到其他电机上，这是一个进步。目前有直接注塑在转子上，这对模具的要求有更高的要求了,需要做好技术论证后，再投入。3结束语微电机转子端盖模具并不是很复杂，主要是控制凸台的厚度在0.5mm之内，电机的转子设计是比较严谨的，每个极上线圈匝数是一样的，控制各个极的磁通量。如果厚度不均匀，未注塑满足，用户是都不接受的。产品上每个凸台放入转子中是随意的，需要产品的对称性要好。模具制造中的控制凸台的厚度和对称性至关重要。模具经过认真加工和注塑改进等，产品能被用户接受。厚度均匀，注塑满足，对称性好在转子上装配自如。参考文献：1李勇.塑料注塑模具经典结构180例M.北京：机械工业出版社，2009.11.2陶永亮.球头螺母成型工艺的改进及优化J.工程塑料应用，2011,39(10),4447.