电机制造工艺的重要环节 铁心冲片详解

一、冲片的类型

为了便于研究电机铁心的结构与工艺，按冲片的形状分为圆形冲片、扇形冲片和磁极冲片。

1. 圆形冲片

图1～4是交流电机定、转子冲片和直流机电枢冲片。电工钢板的最大宽度为1200mm，考虑冲制时的加工余量，整圆冲片的直径Φ≤1180mm。

图1  小型异步电动机定子冲片

图1所示为小型异步电动机定子冲片，其外圆冲有鸽尾槽，以便在铁心装压时安装扣片，将冲片紧固成整体。

图2所示为小型异步电动机转子冲片。转子冲片轴孔有键槽（其角起标记作用）和平衡槽。平衡槽为了减少转子不平衡量而设

图3所示是中型交流电机内装压结构的定子冲片，是直接叠压在机座内的整圆冲片。

图2-所示是直流电机电枢冲片，带有轴向通风孔（交流电机也有此结构冲片）。这种电枢冲片的槽口没有装置槽楔的小沟，而是一台铁心中有两种不同直径的冲片，直径较小的冲片设置在一定位置，嵌线后在小直径铁心段上绑扎非磁性钢丝或无纬玻璃丝带，以紧固垫条或绕组。

2. 扇形片

汽轮发电机、水轮发电机及其他大中型电机的铁心直径超过1180mm时，均需采用扇形冲片。考虑材料利用及现有设备状况，有的小型电机定子铁心也采用扇形片结构。

1）定子扇形冲片

这种冲片虽外形为相似的扇形，但因其叠压方式不同而有多种不同外观形式。常见的两种定子扇形冲片，如图5所示。

2）旋转扇形冲片

转子铁心直径大于1180mm时，采用扇形冲片拼装。图6所示为偶数槽转子扇形冲片（α为相邻两槽间夹角，ｚ为每张扇形片的槽数）。图7为奇数槽转子扇形片。图8所示为常用的三种旋转电枢扇形片结构。

3. 磁级冲片

磁级冲片一般选用较厚的（1～2mm）A3或16Mn钢板冲制，图9a为直流电机的一种主磁极冲片，b、c为旋转磁极冲片，d、e为涡流制动器磁极冲片

二、冲片的技术要求

1. 尺寸精度冲片上有多种尺寸，可以归类为“内部尺寸”和“配合尺寸”两种。内部尺寸如槽形尺寸，通风孔、标记槽以及磁极冲片上的孔径尺寸等，一般采用H10，更高的精度等级是没有必要的，因为冲片叠压后，里出外进所造成的误差，远大于冲片本身的误差。冲片内圆、外圆以及轴孔等与其他零件配合的“配合尺寸”，精度等级的选择与所采用的加工工艺有关。

中小型异步电动机定子冲片内外径尺寸精度与其装压方式有关。一般外装压定子冲片，内径一般采用H8，外径精度又与保证定子同轴度的工艺方案有关。

1）“光外圆”方案中冲片外径留有0.5mm加工余量，其精度为H8或H9。

2）“两不光”和“光止口”方案冲片外径的公差，按冲片和铁心的精度确定，由于铁心装压后，外径尺寸趋于增大。因此，冲片外径公差的上限值比相应的铁心外径的上限值小0.035～0.045mm（直径小的取0.035mm），其下限一般按H7公差确定。表1列出了JO2系列外装压小型异步电动机定子冲片及铁心外径公差。

内装压定子冲片一般外径采用H7，内径采用H8。表2列出了内装压定子铁心内径公差。

2. 冲片毛刺

1）定子冲片一般控制在0.05mm以内。对于复式冲个别部位（长度在30mm左右）控制在0.12mm以内，但应去毛刺处理，处理后应在0.08mm以内。

2）转子冲片毛刺控制在0.07mm以内，个别槽形部位不允许大于0.10mm。

3）对于涂漆后进行冲制的冲片，毛刺不得大于0.05mm。

3. 冲片翘曲

冲片经冲制后将出现不同程度的翘曲，单槽冲制的冲片翘曲值较大，特别是闭口槽的转子冲片，单槽冲制后，翘曲较严重，冲片外径在230mm以下者不允许超过2mm，230mm以上者不允许超过3mm。

4. 冲片内圆或轴孔与外圆的同轴度内外圆一次冲制时，一般控制在0.04～0.06mm以内，当内外圆两次冲制时，其同轴度应当适当放宽。

5. 冲片槽齿分布不均匀度（或称大小牙）即最大与最小齿宽度之差，应符合图纸及有关工艺文件的规定，如无明确规定，可参考表3中3级或4级精度检验。

有的工厂规定流动大小齿之差不超过0.12mm，固定大小齿之差不超过0.2mm。

6. 槽中心线应通过圆心，不应有明显的歪斜现象，检查时将正反两片的轴孔（或外径）对齐，以槽根的一端对齐后两片齿间的距离不大于0.8mm。

7. 冲片表面绝缘层应薄而均匀，有足够的介电、耐油、防潮及附着性能。