La méthode traditionnelle de production des tôles d'acier au silicium, qui sont utilisées dans les moteurs et les appareils électriques, implique l'installation de moules sur des presses mécaniques. Le moule d'emboutissage à froid de la tôle d'acier au silicium est principalement composé de matrices mâle et femelle, qui sont installées sur la presse pour poinçonner la tôle d'acier au silicium dans le moteur [...]
La méthode traditionnelle de production de tôles en acier au silicium, utilisées dans les moteurs et les appareils électriques, implique l'installation de moules sur des presses mécaniques.
La matrice d'estampage à froid de la tôle d'acier au silicium est principalement composée de matrices mâle et femelle, qui sont installées sur la presse pour poinçonner la tôle d'acier au silicium dans le stator et le rotor du moteur ou dans la puce de fer du transformateur.
Pendant le fonctionnement d'une filière en tôle d'acier au silicium, le bord est soumis à des forces d'impact, de cisaillement et de flexion. En outre, l'arête est également pressée et frottée par la tôle d'acier au silicium. Un revêtement spécial sur la surface de la tôle d'acier au silicium augmente le frottement et l'usure de l'arête, ce qui est la principale raison de la défaillance normale de la filière.
Par conséquent, l'usure des matrices est importante et il est souvent nécessaire de les affûter avant qu'elles n'atteignent leur durée de vie idéale. Le nombre de pièces poinçonnées dans un jeu de matrices est souvent inférieur à sa valeur théorique.
Prenons l'exemple de la processus de découpage de la tôle d'acier au silicium d'un certain moteur. Il faut sept les types de matrices avec un coût total de 190 000 yuans. La dureté d'une matrice d'emboutissage pour une feuille de rotor est de 60 à 62 Hrc et elle est installée sur une machine-outil d'emboutissage de 60 t. La dureté de la matrice d'emboutissage est de 60 à 62 Hrc. En général, la matrice peut perforer plus de 200 000 pièces.
Cependant, le bord du trou de fente de la matrice s'affaisse après avoir été utilisé moins de 9 000 fois. Le fait de rectifier la matrice (généralement après 50 000 à 60 000 utilisations) et de la réappliquer sur la machine ne résout pas le problème. Au contraire, l'affaissement persiste et des fissures apparaissent sur le bord extérieur de la matrice.
Lors de l'emboutissage continu, les fissures s'agrandissent rapidement et la matrice s'abîme, devenant inutilisable après moins de 20 000 utilisations. Chaque fois que deux moteurs sont produits, trois types de moules doivent être affûtés, ce qui coûte entre 400 et 800 yuans à chaque fois, rendant le coût de fabrication du produit relativement élevé.
En particulier lors de la production expérimentale d'un nouveau produit, les coûts de fabrication des moules sont considérablement élevés et le cycle de production est long, ce qui double le coût de développement du nouveau produit.
La tôle d'acier au silicium est un composant essentiel des moteurs et des appareils électriques. Ses performances influencent directement la perte d'énergie électrique ainsi que l'efficacité, la taille et le poids de produits tels que les transformateurs.
Par conséquent, la tôle d'acier au silicium doit généralement répondre aux exigences suivantes :
Le processus de découpage de la tôle d'acier au silicium ne doit pas seulement présenter les caractéristiques typiques de la tôle d'acier au silicium. cisaillement des métaux mais aussi satisfaire aux exigences particulières suivantes.
La hauteur de la bavure sur la tôle d'acier au silicium utilisée pour le découpage ne doit pas dépasser 0,05 mm. L'impact des bavures sur les performances des pièces mécaniques de l'ensemble de la machine fait l'objet d'une attention accrue.
Les caractéristiques électromagnétiques des générateurs, des moteurs et des transformateurs qui utilisent des tôles en acier au silicium sont fortement affectées par les bavures.
Le découpage est utilisé pour former les tôles d'acier au silicium utilisées dans les générateurs, les moteurs et les transformateurs. Souvent, l'écart de fabrication de la filière est trop important ou augmente en raison de l'usure.
Pendant le processus de découpage, la tôle d'acier au silicium est extrudée, ce qui entraîne une légère déformation plastique. Cette déformation reste sur le bord de la tôle, ce qui entraîne la formation de bavures.
Le rotor, le stator et le noyau du transformateur des générateurs utilisent un grand nombre de tôles d'acier au silicium de découpage qui présentent des bavures.
Les bavures sur la tôle d'acier au silicium réduisent le facteur d'empilage. Pour installer le même nombre de tôles, le volume du moteur doit être augmenté.
En outre, la bavure affecte la puissance de sortie du moteur. Il a été démontré que la puissance de sortie du générateur peut augmenter de 0,1% à 0,2% en utilisant des tôles d'acier au silicium ébavurées par rapport aux générateurs qui n'utilisent pas de tôles d'acier au silicium ébavurées.
La présence de bavures sur les tôles en acier au silicium crée des écarts importants entre les tôles, ce qui peut entraîner la production de courants de Foucault, une augmentation des pertes magnétiques, des températures plus élevées, du bruit et même des courts-circuits, entraînant une défaillance du moteur.
Les moteurs équipés de tôles en acier au silicium ébarbées ont une durée de vie moyenne supérieure de plus de 5% à celle des moteurs non ébarbés.
Les tôles d'acier au silicium traitées peuvent être empilées manuellement ou automatiquement, et l'écart au niveau du joint doit être réduit au minimum. Cela nécessite un équipement permettant de maintenir une grande précision, y compris pour les pièces détachées, lorsque la capacité de production maximale est atteinte. Cela permet de garantir que les produits sont pratiquement exempts de bavures après le cisaillement (la hauteur des bavures après le cisaillement longitudinal des tôles d'acier au silicium ne doit pas dépasser 0,05 mm).
Sinon, pendant le laminage, les bavures peuvent provoquer des courts-circuits entre les tôles, augmenter la perte par courants de Foucault et réduire le coefficient de remplissage du laminage.
Les normes chinoises en la matière stipulent clairement que la hauteur des bavures des tôles en acier au silicium ne doit pas dépasser 0,05 mm. Cependant, de nombreuses usines de moteurs n'ont pas mis en œuvre de mesures d'ébavurage efficaces. Elles continuent d'installer et d'utiliser des tôles dont les bavures atteignent 0,07~0,1 mm, ce qui nuit gravement à la qualité.
En outre, le film de peinture isolante sur la surface de la tôle d'acier au silicium ne doit pas être visiblement rayé lors de l'ébavurage.
Après découpage, emboutissage et empilage, les tôles d'acier au silicium subissent les opérations suivantes stress interne qui déforme les grains, réduit la perméabilité et augmente la perte spécifique de fer.
Pour éviter ou minimiser ces effets, les tôles d'acier au silicium orienté laminées à froid sont généralement traitées avec de l'azote. recuit à une température d'environ 800°C après le traitement par cisaillement. Ce traitement permet d'éliminer les tensions générées lors de la transformation et de conserver les propriétés d'origine.
Bien que des essais aient montré que la perte spécifique de fer des tôles d'acier au silicium orienté laminées à froid après recuit est réduit d'environ 30%, de nombreux fabricants choisissent de ne pas adopter ce processus en raison de l'augmentation des coûts qui y est associée.
Compte tenu des exigences de performance particulières des tôles d'acier au silicium, il est crucial de maintenir des normes élevées pour leur production.
Ces normes doivent même dépasser les critères de pliage latéral de l'American Society for Testing and Materials (ASTM) pour le métal cisaillé en général, qui fixe une limite de 6mm/3M de longueur. Par conséquent, la disposition du processus de cisaillement pour les tôles d'acier au silicium doit répondre à des exigences encore plus strictes.
La tôle d'acier au silicium cisaillée doit être exempte de vagues visibles, communément appelées arêtes en feuille de lotus.
En cas de vagues, le rapport entre la hauteur des vagues et la longueur d'onde ne doit pas dépasser 2,5%.
Si cette condition n'est pas remplie, la tôle d'acier au silicium subira une grave déformation plastique, ce qui entraînera une détérioration de la structure du domaine et une augmentation significative des pertes.
Les dommages d'isolation ne sont pas autorisés dans la zone de cisaillement ou sur la surface de la bande. En outre, le bord de la tôle doit être exempt de tout dommage d'extrusion, car le non-respect de ces critères peut nuire à la qualité du noyau de fer.
Ultra-haute pression coupe d'eauégalement connu sous le nom de couteau à eau ou de jet d'eau, est un processus qui génère un flux d'eau à haute énergie en pressurisant de l'eau ordinaire à travers de multiples étapes. Ce flux d'eau est ensuite dirigé à travers une fine buse pour couper les matériaux à une vitesse de près d'un kilomètre par seconde.
Cette technique de découpe est appelée découpe à l'eau à ultra-haute pression. Son origine remonte à l'Écosse, où elle a été découverte. Pendant 100 ans, la recherche expérimentale a permis de mettre au point un système industriel de découpe à l'eau sous haute pression.
Le découpage à l'eau sous haute pression n'est pas breveté. Cependant, en 1968, un professeur de l'université de Columbia aux États-Unis a introduit des abrasifs dans l'eau à haute pression, ce qui a permis d'accélérer le processus de découpe en broyant les matériaux avec l'abrasif et le jet d'eau à haute pression.
Aujourd'hui, les États-Unis, l'Allemagne, la Russie et l'Italie ont réalisé des percées dans la technologie de découpe à l'eau à ultra-haute pression, avec une pression de découpe maximale de 550MPa. Cette méthode est largement utilisée pour matériaux de coupe tels que la pierre, le métal, le verre, la céramique, les produits en ciment, le papier, les aliments, les plastiques, le tissu, le polyuréthane, le bois, le cuir, le caoutchouc, les munitions, etc.
Il y a trois utilisations principales de la coupe d'eau :
Premièrement, la découpe de matériaux non combustibles tels que le marbre, les carreaux de céramique, le verre, les produits en ciment et d'autres matériaux qui ne peuvent pas être traités par découpe thermique.
Deuxièmement, la découpe de matériaux combustibles tels que les plaques d'acier, le plastique, le tissu, le polyuréthane, le bois, le cuir, le caoutchouc, etc. Dans le passé, la découpe thermique pouvait également traiter ces matériaux, mais elle entraînait souvent des zones de combustion et des bavures. La découpe à l'eau, en revanche, ne pose pas de tels problèmes et les propriétés physiques et mécaniques des matériaux découpés restent inchangées, ce qui constitue un avantage important de la découpe à l'eau.
Troisièmement, la découpe de matériaux inflammables et explosifs tels que les munitions et la découpe dans des environnements inflammables et explosifs ne peuvent être remplacées par d'autres méthodes de traitement.
En ce qui concerne la qualité de l'eau, l'hydrodécoupe à ultra-haute pression est disponible sous deux formes : l'hydrodécoupe à l'eau pure et l'hydrodécoupe abrasive.
L'essai de découpe à l'eau des tôles d'acier au silicium est effectué à l'aide du couteau à eau d'Altorf, qui constitue l'équipement principal.
Le générateur haute tension (APW38037Z-09A) de l'équipement est équipé d'un ensemble complet de compresseurs de suralimentation importés d'AccuStream Inc.
Le système de contrôle utilise un automate programmable (PLC) au lieu d'un relais pour assurer la communication et un contrôle flexible avec l'ordinateur.
La plate-forme de découpe (APW-2030BA) a une structure en portique, ce qui la rend plus stable et plus précise qu'une structure en porte-à-faux.
L'équipement est équipé d'une plate-forme PC industrielle avec un logiciel spécial de découpe de l'eau basé sur Windows et soutenu par un système Windows XP authentique.
La partie linéaire du processus de coupe a une vitesse de 800 mm/min, tandis que la partie arc de cercle a une vitesse de 300 mm/min. L'épaisseur de la tôle d'acier au silicium utilisée pour le test est de 0,5 mm.
Après le test, le produit est récupéré dans le réservoir d'eau de la plate-forme de découpe, séché et sa taille vérifiée. Le produit présentait un problème de dépassement de tolérance uniquement à l'entrée du couteau lors de la découpe de trous ronds. Ce problème était principalement dû à une entrée trop rapide du couteau pendant la programmation, ce qui donnait l'impression que le trou était elliptique. Lors du nouvel essai, ce phénomène a disparu et la bavure était inférieure à 0,05 mm. Le produit a pu être empilé sans meulage et le reste du produit répondait aux exigences du dessin.
Les résultats des essais du processus de découpe à l'eau des tôles d'acier au silicium indiquent qu'il est possible d'obtenir une qualité de produit optimale en utilisant les paramètres appropriés du processus de découpe, en surveillant étroitement la qualité de l'eau et la taille des particules de sable, et en contrôlant la vitesse d'entrée et la direction de l'arc.
Le découpage à l'eau offre plusieurs avantages, tels qu'une vitesse élevée, une excellente qualité, une réduction des coûts et une modification aisée des produits. En outre, il s'avère particulièrement utile lors des essais de production de nouveaux produits, puisqu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des moules. Cela permet de réduire considérablement le cycle de préparation de la production et de minimiser l'investissement initial requis pour les nouveaux produits. Les résultats de ces essais ont été très satisfaisants.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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