铁芯制造工艺的设计[新全]

第二章铁芯制造工艺

第一节裁剪

一、剪切

剪切是指用剪床和剪刀加工工件的工作。按照剪刀的安装方法，分为平口剪和斜口剪两种。平口剪的上下剪刃平行，一般用于剪切窄而厚的材料。斜口剪的上刀刃相对下刀刃有一个斜角。用于剪切宽而薄的板料。由于斜口剪上剪刃只有一点与板材接触，随着上刀刃下降，逐渐将板材剪成两部分；而平口剪剪刀全部与板材接触，在全宽范围内一下剪成两部分，因而斜口剪比平口剪省力，所以现在几乎全部采用斜口剪。由于斜口剪上剪刃与下剪刃有斜角φ，因而在侧向产生一个推力，所以角第一不宜过大，一般在10°~15°；第二在剪切时，在剪刃开口的一边加一挡料板，其用途有两点；一是档料和抵消推力，二是用作剪切定位，如图1-1a所示。

图1-1 斜口剪切示意图

a）斜口剪切示意图b）剪刃形状及有关角度

图1-1b所示为剪刃形状的有关角度，其中δ角称为剪刃角，它是直接影响刀刃的强度、锐利程度、剪切力大小和剪切质量好坏的重要因素。剪切硅钢片时，根据剪刀材质的不同，可在75°～85°之间选择。

为了减少剪刃上部与材料之间的摩擦，在上下剪刃靠近材料一侧，磨出一个1.5°~3°的后角α。

为了减少剪刃与剪切后的材料见的摩擦起见，在垂直材料的方向上，对上下刀刃各磨出一个1°～1.5°的前角γ。刃角δ为β角和前角γ之差。

由于卷料硅钢片的问世，原有的一般剪床已无法加工，因而产生了用圆盘滚刀来进行剪切，这就是滚剪。滚剪刀具理论上后角α=0°，前角γ=0°。实际在刃磨时，后角α=0°，前角γ=1°，上下刃重合度为板厚的50%～70%，间隙为板厚的2.5%～5%。

剪切可按剪切刃与冷轧钢带的轧制方向的相对位置来分。在硅钢带剪切中，一般可分为纵剪、90°横剪和45°剪三种。

纵剪，就是采用上述的圆盘滚剪刀，在纵滚生产线上。沿冷轧硅钢带的轧制方向，倒成所需的各种宽度的条料。

横剪，就是在普通剪床上或在横切生产线上，采用斜口剪相对冷轧钢带的轧制方向垂直或呈某一角度，将上述滚剪的条料剪成变压器铁芯所需的各种尺寸的片形。

二、冲制

冲制是指在冲床上利用模具进行冲载，冲孔，冲槽等工作，其过程和原理与剪切相似，只不过是用凸凹摸代替了上下剪刃而已。

冲模也有平口和斜口两种，如图1-2所示，图a为平口冲模；图b为斜口冲模，斜度φ约为1°～6°，一般取φ=4°。

冲制时，凸凹模之间也有一个间隙和重合度问题，它们同样是影响冲制力、冲制质量和模具使用寿命的重要因素。一般间隙取板厚的7%～10%。对于0.35mm厚的硅钢板，单向间隙一般取0.015～0.02mm。至于上下刀具重合度，理论上与剪切一样，只要板厚的50%～70%即可。但是实际上由于冲制是还要考虑落料排出及凹模刃磨寿命等原因，重合度往往大于片厚好几陪。

冲制模具由于加工的性质不同，可分为；落料模、冲孔模、剪切模和修边模等。其结构可分为敞开式和导柱式两种。在变压器铁芯片冲制过程中，由于零件尺寸大，只能用敞开式；但是对于较小零件，冲制精度要求高，毛刺要求特别小时，由于冲床精度难以保证上述要求，应采用有导向的导柱式冲模。

第二节硅钢片的压毛、涂漆和烘干

一、硅钢片压毛

1.压毛目的

由于铁芯片毛刺直接影响变压器性能，因此规定毛刺高度大于0.03mm的铁芯片，在涂漆之前必须压毛。

2.压毛工艺方法

压毛是采用双锟压毛机进行。将双锟压毛机的下压锟位置固定。上压锟采用压缩弹簧加压，其压力大小由弹簧压紧装置上的顶丝调节。上下锟必须平行且沿压锟表面均匀接触。试车时，可先用塞尺检查上下锟于接触是否均匀，然后用毛刺高度超过0.03mm的硅钢片试压，并对毛刺高度进行测定。如果毛刺高度经压毛后小于0.02mm，片子又无瓢曲、过碾等现象，则视为试车完毕。然后试压一部分片子，经检验合格后即可投入生产，生产过程中应按规定进行检验。

3.压毛抽检方法

抽取有孔且毛刺较大的片子三片，用千分尺测量刃口处厚度，每片测五点。每点均不得超过近旁边厚0.02mm。如果孔处毛刺大，可以从孔处切开测量孔处毛刺，

二、硅钢片涂漆

1.涂漆目的

铁芯片涂漆，是在铁芯片表面涂盖一层坚实的，具有一定绝缘电阻的，耐热耐抽的薄漆膜。铁芯片涂漆不仅可以减少铁芯涡流和边缘泄漏电流引起的附加损耗，而且可使铁芯片表面与空气中的氧气及腐蚀粒子隔绝，可避免金属表面氧化或腐蚀而影响铁芯的电磁性能。

2.涂漆的工艺方法

铁芯片涂漆有喷涂法和滚涂法两种。前者通常用于喷涂硅钢片刃口，以防生锈；后者用于整张片子的表面涂漆（包括刃口涂漆）。

三、硅钢片涂漆后的烘干

1.烘干目的

硅钢片上所涂的漆需要在一定温度下进行烘干，才能固化成坚硬、牢固、绝缘强度大和表面光滑平整的漆膜。然后转入下道工序供铁芯叠装。

2.烘干工艺

烘干一般分为前、中、后三区加热，这样可以使漆膜中气体排出和充分固化，从而获得内表一样坚固的漆膜。对于1611漆来说

前区加热温度一般为150°～250°

中区加热温度一般为350°～550°

后区加热温度一般为200°～350°

上述温度是由烘干炉上的三个热电偶和毫伏表或电位差计进行监视和控制。

对于不同的漆种和不同的进料速度，其温度高低及分布方法可适当改变。可用白手套在热状态下擦拭漆膜，如漆膜上不出现印痕，不粘手，则视为干透。也可通过观察漆膜颜色来判断，例如1611漆

一次涂漆为棕色或深棕色

二次涂漆为褐色或深褐色

三次涂漆为更深的褐色

根据上诉方法判断后，操作工人可适当降低或提高某区温度，或进行全线调整速度和温度，边试边调，直至调到满意为止。

第三节铁芯片的叠片形式和叠片图

一、铁芯的叠片形式

1.对接和搭接

铁芯的叠片形式是按心柱和铁轭的接缝是

否在一个平面内而分类，各个接合处的接缝

在同一垂直平面内的称为对接；接缝在两个

或多个垂直平面内的称为搭接。

由图5-1可见，对接式的心柱片与铁轭片间

可能短路，需要垫绝缘垫，且在机械上没有

联系，夹紧结构的可靠性要求高。

搭接式的心柱与铁轭的铁芯片的一部分交

替地搭接在一起，使接缝交替遮盖从而避免

了对接式的缺点。

2.搭接的接缝结构

铁芯在厚度方向是由铁芯片叠积而成。接缝

形式决定了铁芯的电磁性能、材料利用率和

加工的难易程度。

当接缝与硅钢片的轧制方向平

行或垂直时称为直接缝。否则称

为斜接缝。

3.阶梯接缝

为了减少接缝处铁损过分集中

而造成局部过热，国外已在铁芯

上采用阶梯接缝，又称为步进接

缝即把各层之间的叠片接缝向

纵向或横向错开，避免铁芯某一

个剖面上接缝集中。

4.每层叠片的数量

铁芯叠装时，每层叠片的数量一

般为1~3片。数量越多，接缝

处气隙的截面越大，接缝处引起