El estampado de laminación de motores es un proceso de fabricación fundamental que determina el rendimiento magnético, la eficiencia y la confiabilidad de los motores eléctricos utilizados en vehículos eléctricos, sistemas industriales, electrodomésticos y equipos de energía renovable.
Debido a que las laminaciones forman la ruta magnética central, los defectos en el estampado pueden derivar en costosos problemas posteriores.
1. Formación de rebabas
La formación de rebabas se refiere a bordes metálicos afilados y elevados que quedan en laminación del motorperfiles externos, ranuras internas o agujeros después del estampado, causados por un corte incompleto y una deformación plástica excesiva durante la penetración y separación del punzón en el proceso de corte.
Causas:
- Distancia incorrecta entre el punzón y la matriz:Una holgura excesiva o inconsistente provoca un corte incompleto, generando protuberancias metálicas no deseadas.
- Herramientas desgastadas:Con el tiempo, los punzones y las matrices se desafilan, lo que agrava la formación de rebabas debido a los bordes ásperos.
- Desalineación de la matriz:Las herramientas progresivamente desalineadas aumentan las fuerzas de corte desiguales.
- Fuerza de prensa inestable o vibración:La fluctuación de la fuerza de prensado durante el estampado da como resultado un corte irregular.
Soluciones:
- Calibre la holgura de las herramientas con precisión según el espesor y el grado del material; mantenga los valores de holgura recomendados.
- Implementar planes programados de afilado y reemplazo de herramientas para preservar filos nítidos.
- Utilice sistemas de guía de alta precisión y controles de alineación antes de comenzar la producción.
- Estabilice la fuerza de presión y monitoree la vibración con sensores, ajustando la configuración cuando aparezcan irregularidades.
2. Grietas y fracturas en los bordes
Las grietas y fracturas en los bordes aparecen como divisiones visibles o grietas microscópicas a lo largo de los bordes de laminación o cortes internos, que generalmente ocurren cerca de esquinas afiladas o dientes estrechos cuando la tensión del material local excede la ductilidad durante las operaciones de estampado.
Causas:
- Lubricación inadecuada:La falta de lubricantes adecuados aumenta la fricción y las fuerzas durante el corte de metales.
- Alta velocidad o fuerza de estampado:Los parámetros de prensado agresivos pueden superar los límites de ductilidad del material.
- Esquinas internas afiladas:Los diseños de matrices con radios agudos crean puntos de concentración de tensión.
- Grados de acero eléctrico frágiles o de baja ductilidad:Ciertos materiales son menos tolerantes a la deformación.
Soluciones:
- Aplique lubricación uniforme en las superficies de las tiras para reducir la fricción y el esfuerzo cortante.
- Reducir la velocidad de la prensa y modular la fuerza especialmente en etapas con alta deformación.
- Rediseñar la geometría de las herramientas para incluir filetes y eliminar características de esquinas afiladas.
- Seleccione grados de acero eléctrico con propiedades magnéticas y mecánicas equilibradas para reducir la susceptibilidad a las grietas.
3. Inexactitud dimensional
La inexactitud dimensional ocurre cuando las laminaciones estampadas se desvían de las tolerancias especificadas en el diámetro exterior, el tamaño del orificio, el ancho de la ranura o la geometría del diente, lo que resulta de errores acumulativos durante el estampado progresivo y afecta la consistencia dimensional general del núcleo.
Causas:
- Desalineación progresiva de la matriz:El desgaste y una configuración incorrecta provocan una deriva dimensional acumulativa en las etapas de estampado.
- Desviación de la herramienta:Punzones o matrices que se doblan bajo carga debido a rigidez insuficiente.
- Expansión térmica:La acumulación de calor en las herramientas durante tiradas de producción largas altera dimensiones críticas.
- Alimentación de tiras inconsistente:Una indexación inexacta da lugar a funciones desplazadas.
Soluciones:
- Realice controles periódicos de alineación de matrices y máquinas utilizando accesorios de calibración de precisión.
- Reforzar la estructura de las herramientas y considerar aceros para herramientas con mayor rigidez para minimizar la deflexión.
- Introducir sistemas de enfriamiento de matrices o condiciones ambientales controladas para mitigar el crecimiento térmico.
- Utilice sistemas de alimentación basados en servomotores con control de circuito cerrado para lograr un posicionamiento uniforme de la tira.
4. Marcas e indentaciones superficiales
Las hendiduras y marcas superficiales son depresiones localizadas, rayones o patrones impresos en superficies de laminación causados por el contacto con residuos, herramientas ásperas o manipulación inadecuada durante las etapas de estampado, alimentación o transferencia intermedia de material.
Causas:
- Escombros o contaminantes:Las partículas extrañas atrapadas entre la tira y la matriz dejan huellas.
- Mal acabado de la superficie del molde:Las herramientas ásperas o rayadas transfieren imperfecciones a la superficie.
- Manipulación inadecuada de la tira:Los resbalones, caídas o impactos antes del estampado provocan premarcaciones.
- Lubricación incorrecta:El exceso o la aplicación desigual de lubricante provocan marcas de fricción.
Soluciones:
- Mantener protocolos estrictos de limpieza de las herramientas y decapar las superficies para eliminar residuos.
- Pula o cubra las superficies de la matriz para garantizar un contacto suave con el material.
- Mejore los procesos de manipulación de materiales para minimizar los daños previos al estampado.
- Equilibrar la aplicación de lubricación para minimizar la fricción sin dejar residuos.
5. Deformación y distorsión
La deformación y la distorsión describen la pérdida de planitud de la laminación después del estampado, donde las piezas presentan flexión, torsión o curvatura del borde debido a una liberación desigual de la tensión, fuerzas de formación desequilibradas o un soporte de tira insuficiente durante el punzonado.
Causas:
- Distribución desigual del estrés:Las fuerzas desiguales durante el punzonado crean tensiones residuales.
- Fuerza inadecuada del soporte del espacio en blanco:Muy poca fuerza provoca pandeo; demasiada fuerza crea estiramiento del material.
- Diseño de matriz asimétrica:Las trayectorias de carga desiguales provocan una deformación no uniforme.
- Soporte de tira inadecuado:Una mala orientación o apoyo durante el golpe aumenta la distorsión.
Soluciones:
- Equilibre las fuerzas de conformado a través de un diseño de matriz refinado y un ajuste adecuado del portapiezas.
- Optimice la presión del portapiezas mediante iteraciones de prueba y monitoreo de fuerza.
- Distribuya uniformemente las cargas en las cavidades de la matriz para reducir la deformación asimétrica.
- Mejore los mecanismos de soporte de la tira para mantener la planitud durante el estampado.
6. Daños en el revestimiento de aislamiento
El daño del revestimiento de aislamiento implica rayones, descascarillado o eliminación localizada de las capas de aislamiento de acero eléctrico durante el estampado, lo que reduce el aislamiento eléctrico entre laminaciones y, a menudo, se origina a partir de superficies de herramientas abrasivas o condiciones de fricción no controladas.
Causas:
- Superficies de herramientas abrasivas:Las matrices ásperas o corroídas raspan el aislamiento.
- Fricción excesiva:Una lubricación deficiente aumenta el contacto abrasivo entre las herramientas y el revestimiento.
- Interacción de rebabas:Las rebabas existentes raspan el aislamiento durante la manipulación o el estampado.
- Contaminantes:Las partículas incrustadas en las superficies de las herramientas o de las tiras cortan el revestimiento.
Soluciones:
- Aplicar recubrimientos protectores como DLC (carbono similar al diamante) y pulir las superficies de las herramientas.
- Controle la lubricación con precisión para reducir la fricción y evitar el exceso de residuos.
- Mantenga un control estricto de las rebabas mediante ajustes del espacio libre de las herramientas.
- Limpie minuciosamente las áreas de estampado y reemplace las herramientas contaminadas inmediatamente.
7. Geometría de ranura desigual
La geometría de ranura desigual se refiere a variaciones en el ancho de la ranura, la profundidad o el perfil del diente a lo largo de las laminaciones, generalmente causadas por el desgaste o la deformación de las herramientas, lo que complica la inserción de la bobina y reduce la consistencia del devanado durante el ensamblaje del estator.
Causas:
- Desgaste progresivo de la matriz:Las características críticas de formación de ranuras se desgastan más rápido que los bordes de corte.
- Problemas de rigidez del punzón:Los punzones delgados o flexibles se deforman bajo carga.
- Ajustes de espacio libre inadecuados:Las holguras demasiado estrechas o demasiado sueltas entre el punzón y la matriz distorsionan las formas.
- Variación del espesor del material:Un espesor de material no uniforme da como resultado una formación de ranuras inconsistente.
Soluciones:
- Utilice materiales de herramientas resistentes al desgaste (por ejemplo, aceros o revestimientos de alto rendimiento).
- Refuerce los punzones críticos con nervaduras o soportes para reducir la desviación.
- Verifique y ajuste la holgura del troquel según el estado y el espesor del material.
- Inspeccione la tira entrante de material para verificar la uniformidad del espesor antes de introducirla en las prensas.
8. Recuperación elástica y elástica
La recuperación elástica describe la tendencia de las laminaciones estampadas a volver parcialmente a su forma original después del formado, particularmente en regiones dobladas o formadas, lo que da como resultado desviaciones de la geometría prevista después de la descarga.
Causas:
- Alta elasticidad del acero eléctrico:Los aceros delgados rebotan de manera más significativa después del conformado.
- Compensación inadecuada de la herramienta:Matrices no diseñadas para tener en cuenta el comportamiento de recuperación elástica.
- Descarga rápida:La liberación rápida de presión aumenta el rebote elástico.
- Radios de formación incorrectos:Las curvas cerradas amplifican el efecto de recuperación elástica.
Soluciones:
- Incorpore una compensación de recuperación elástica en el diseño de la matriz para compensar la recuperación elástica.
- Controlar las velocidades de formación en curvas críticas para reducir las fuerzas de rebote.
- Utilice software de simulación de conformado para predecir la recuperación elástica y refinar la geometría de la herramienta.
- Aplicar operaciones de conformado de precisión secundaria cuando sea necesario.
