塑封电机是电机定子采用新型绝缘材料进行整体包封的一种电机，主要应用在家用电器上。因其具有较传统电机的多种优点，发展前景颇为 广阔。

其模具的设计对于塑封成品的质量好坏、价格高低影响 大。一套模具的好坏，可以说在设计阶段就已经决定了。一套好的棋具必须具备以 下条件：1．符合塑封成品要求的形状及尺寸精度；2．成型容易且成型效率高，成品易取出，成型周期短，可连续生产；3．外观良好且成型后 不必再加工；4．模具构造坚固，寿命长。

塑封电机模具的设计，除要有一般塑料模具的特点以外。应针对电机定子的特殊要求来考虑，如定子组件在塑封过程中可能产生的问题：线 圈受到冲击破坏；填充不饱满；出线部位潺料；伤线等。欲使模具能长时间、高效率的操作，其结构、材质，加工方法都必须仔细考虑。

二、BMC 塑封电机定子的模具设计

2．1模具设计的准备阶段应傲如下工作

1．选择成型机，了解其具体参数

注塑成型机种类繁多，作为热同性塑料的BMC 材料，多采用进口的 BMC 专用注塑机，但价格较贵。目前我所开发研制的塑封电机。剐采用 国内白行设计制造的柱塞式(立、卧两种)注塑机，它采用立式油缸直接锁模、模具自身加热，卧式油缸注射，一甜模，两阴模左右交替移位对 合的形成。该机操作简单、维护方便，性能可靠，价格低廉、生产效率高，可采取手动或半自动两种控制方式。

该机的具体参数值如下： 大注射量：lO00cm3； 大锁模力：57t； 大注射压力：20t；注射行程 zlOOmm ；模具 大尺寸：360 ×500× 280；模具 小尺寸：240 ×500×280；喷咀尺寸R18；模具中心高200(±lO)mm 。

2．详细了解成品的特点

塑封电机定子采用不饱和聚醋短玻纤增强模塑料；简裤BMC 作包封绝缘，较传统的铁壳电机有更高优点。在电绝缘、耐热、防潮、防腐蚀方 面，比传统铁壳电机更胜一筹。BMC 料本身具有盎好的机械性能，更小的线膨胀参数及收缩率，使成品尺寸更加稳定，精度更高，表面平整性 更好．能满足厂家对其表面光洁度的高要求。

3．对模具的基本构思

据厂家提出的对成品的批量及总产量的要求，拄塑机的镁模力等具体情况，决定模具的模腔个数，分型面的设置；因电机定子总会遇到引出 线由型腔引出的问题，故分型面通常设置在引出线中间；模具材质的选择：多根据厂家对模具的使用频率，使用寿命，及钢材价格等因素决定 。

另外模具的加工应尽量利用车、铣等基本加工方法以降低制作成本。针对塑封电机表面要求有“镜面”效果，模具型腔 后加工多是周研磨 的方式。

2．2模具的设计阶段

塑封电机设计时，通常有两种情况：由厂家决定定子的形状及材质，再由设计者修正或是由设计者根据厂家提供的用途、性能、外 观等做全面的考虑再设计。如后图中举例的 干衣机塑封电机属前一种情况，由厂家提供 电机定子、转子、外形、安装尺寸等参数，由我 们提供成品的图纸设计，得到厂家肯定后，再 进行模具设计。

1．模具的设计原则

① BMC 材料的流通部份：包括注道、流 道和浇口以及排气槽。

注道——注塑机喷咀至流道之间的锥形孔道。其前端孔径较小，后端孔径较大，锥孔斜度约3—5。注道前端之R须大于喷咀之 R 约 0．1mm ，以便与喷咀密切按合，且小端孔径须大于喷咀孔径约 lnm ，H部分约 3 — 5mm，如图 1 示。

流道——注道末端至浇口间的通路。是影响材料流动关系 密切的部份。断面形状 如图2 示，以圆形或梯形 适宜，为减少流动阻力，其表面须加以研磨。流道断面积约 16mm2-50mm2 为宜 。

浇口一一模腔的入口。它具有以下作用：控制材料的流量及流速；减轻应力；使流 道在戚形后易于脱落。通常做法是在 初时设置小浇口。再根据实际情况作适当调整。 浇口种类很多，在塑封电机中我们采用扇形浇口。此浇口附近不易产生缺陷。如图3示。 多模腔具设计时必须设法使材料同时到达各浇口，这一点很重要 。

② 定子的脱模装置

型腔部分均设置脱模斜度，一般 20mm 以上的深度 低为0．25，在可能情况下角度 尽量取大。但定子铁芯内环因与型芯紧配 合，其脱模角度宜取较小值。又由于顶出杆 加工容易、寿命长、易于更换 ．我们采用此机 构顶出定子及流道。定子顶出位置的设置应 以不影响外观为原则。从顶出端面至端面以 下25mm ，左右其配合洞隙须小于 0．Olmm ， 以下部分可略为加大至 0．5mm 左右。

③ 出线部位的处理

电机定子与一般塑料制品不同，它的引 出线须从型腔伸出。所以模具的分型面常设 置在引出线的中央部分。当厂家要求并不对 称的出线夹时，阳模、阴模就不能顺利开合， 此时须放置镶件(括动的或固定的)，使脱模 容易，但放置镶件使模具的制作成本提高。

④ 模具的强度

因模具的使用温度在 150℃左右。且反 复的高压力，模具很容易产生变形，故多个 型腔之间．或型腔至模具边缘的壁厚应在 30m m 左右。

⑤ 模具的温度控制

因注射的 BM C 料为热固性塑料，具有加热初时被软化而有可塑性，再继续加热则成为固化物的属性，故注塑机的料筒不用加热， 而需要模具本身尽量维持不变的温度。我们 在模具上部及中部放置发热棒 ，与温控表相 连加以控翩。应注意温控表探头与模具应接 合良好，且防止加热棒与模具的间隙生锈。

⑥ 定子尺寸、位置精度、表面光洁度的 控制

电机定子与转子的配合要求相当高，故 定子的尺寸精度须严格控制。一般来说，材 料的收缩率往往决定了其尺寸精度。收缩率是指模腔尺寸与成品室温时尺寸两者之差与 模腔尺寸之比。成品收缩的 大原因是材料 的膨胀系数与模具材料的膨胀系数不等。而 BMC 料周化时双键交联导致的体积收缩率 可控制在 0．1％ 一0.15％之闫。远较其他塑 料的收缩率低．这为电机定子的高尺寸精度 提供保证。

由于塑封电机应用于家用电器上，其外 观要求较高，从色泽、外形均要求美观太方。 为了提供高的表面质量，模具型腔本身的表 面光洁度需达到 且须严格控制温度，压 力、对阿(保温、后固化)，当然，这些均由严格 计算，积累经验所得。

BN C 料的流动性 好，电机定子的包封 绝缘厚一般采用 2mm 左右，即使在弯角过 渡处的稍厚部位也不易产生气泡、凹人等现 象。

又因为整个定子以型芯作轴向定位+塑 封后的成品与转子的同轴度高，电机工作时 振动减少，噪音低。

2．模具的基本结构说明如下，(以干衣 机塑封电机为例)如图4 示：

(I) 注射咀：使模具安装容易，为材料的 人 口：

(2) 阳模发热钣：阳模固定在此钣上．利 用此钣安装在注塑机上，装置方法采用压钣 式。钣厚须在20mm 以上。井利用此钣安装 发热棒加热阳模，而此时需在注塑机与此钣 之间放置石棉板以防热传递。

(3) 阳模钣，成品外形由此钣决定。其 表面加工须符合图纸尺寸精度要求，为了易 于脱模，太多留有脱模斜度。

(4) 阴模钣：多在此钣安置型芯，亦决定 成品的外形。开模后成品的模腔个数根据注 塑机的射出压力及成品的投影面积计算。

(5) 型芯：作位成品的定位中心，使电机 定子与转子中心统一。

(6) 阴模发热钣：放置阴模发热管并加 热阴模。起承托阴模钣作用，使阴模钣不因 射出压力而变形，亦使模具加工变得容易。

(7) 顶杆周定钣，使成品顶出位置正确、 平衡、稳定，钣上顶出杆孔径约太于顶出杆 0 ．25 —0 ．5 m m 。

(8) 垫钣：支承顶杆固定钣。

(9) 底钣：将整套模具与注塑机连接，与 垫钣组成顶出空间。

(10) 顶出杆：使成品从阴模上顶出。其 大小根据成品形状太小决定。直径一般 3—a 以上。其材质须具耐磨性及韧性．与模芯的 配合间隙 0.01mm 以下。

(11) 支承钣：确保成品的顶出距离。

(12) 导柱、导套：使阳模、明模互相顺利 配合，因其摩擦频率高应使用具耐磨性的材 料。

(13) 反推杆、弹簧：使顶杆固定钣在顶 出成品后：台模时回复正常位置。 注：(12)、(13)图中无表示出来

3．模具各部件的主要材料

模具的使用材料，依各部位的用途加以 区别。这里仅以塑封电机定子为例加 以说 明 ：

(1) 导柱、导套：要求表面耐彦、选用 T8A ，表面淬火，HRC≥55；

(2) 型腔及型芯：高强度、表面耐磨，淬 火变形小 ，用 crl2 钢；

(3) 注射咀：表面耐磨，耐腐蚀性，热硬 性，用 Cd 2 钢 ；

(4) 顶出杆、反推杆：一定的强度及耐磨 性。用 T8A ；

(5) 各种模钣：需一定强度，45钢调质；

(6) 螺钉及连接件：一般强度，A1钢。

4 ．成品的品质

成品的品质 终 以成 品的用途所要求的 事项为品质的标准。它包含如下四个方面：

(1) 定子的尺寸精度符合图纸要求；

(2) 足够强度、硬度；

(3)外观光亮、平整，色泽均一，无开裂、 起泡、针孔 ：

(4)满足其他使用性能：如绝缘、与转子 的同轴度、噪音和振动特性。

只有这四项都符合要求，摸具的设计才 算成功。

三、结论

塑封电机定子是把定子铁芯，绕组、引线 等用BMC 料塑封在一起，形成的整体具有 良好的绝缘性，机械加固性，与铁壳电机相 比，体积小，重量轻，振动小，噪音低，整体性 好，机械强度高，防潮、防腐，生产效率高等。 尽管它是家用电器用电机的一个新品种，发 展却相当快。我所已先后设计制造出干衣 机、抽油烟机，空调器电机的塑封定子，并批 量应用到各厂家的产品上，取得了较好的效 果，而BMC塑封电机定子的模具设计也日 益完善，可以满足BMC塑封定子的批量生产 要求。