第四章 實驗結果與討論
4.5 不同沖壓製程參數與定子槽形幾何對電磁鋼片加工硬化區之影響80
4.6.3 最大加工硬化距離的統計
一般而言，沖孔加工後會進行退火熱處理來消除加工造成的電磁惡化。但是 退火熱處理需要將近 1 天的處理時間，非常耗時耗能。若能掌握電磁鋼片在沖壓 後電磁惡化的距離，並開發一項不影響電磁特性的製程將該電磁惡化的材料去 除，便可以達到不需退火熱處理也有低損耗的效果。
參考圖 4.4 可以發現，切邊的加工硬化距離會沿著材料上表面不同距離而不 同。在此試著以最大的沖壓切邊加工硬化距離（0.5%應變量加工硬化值）作為判 斷沖壓參數好壞的標準。以沖頭速度為沖壓變數，實驗沖頭速度對最大加工硬化 距離（直線部位）的影響，實驗結果如圖 4.32 至圖 4.34 所示，改變不同沖壓 參數，最大加工硬化距離於 0.11mm 至 0.29mm 之間變化。在最佳沖壓參數條件 下實驗定子槽夾角角度對最大加工硬化距離（倒角部位）的影響，實驗結果如圖 4.35 所示，夾角角度對最大加工硬化距離的影響最大介於 4.83mm 至 8.80mm 之 間（倒角半徑 0.25mm 時）。在最佳沖壓參數條件下定子槽倒角半徑對最大加工硬 化距離（倒角部位）的影響，實驗結果如圖 4.36 所示，倒角半徑對最大加工硬 化距離的影響最大介於 1.02mm 至 8.80mm 之間（夾角角度 82°時）。
分析以上實驗結果可知，倒角部位的加工硬化距離較直線部位的加工硬化距 離來得大。不論沖壓參數為何，直線部位的最大加工硬化距離不會超過
0.29mm；但是只有當定子倒角半徑大於或等於 6mm 時，倒角部位在最佳沖壓參
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數時的最大加工硬化距離才能控制在 1.02mm 以下。若希望降低電磁鋼片切邊損 耗，應該要先決定對最大加工硬化距離影響最大的定子槽倒角半徑，然後決定較 低的最大加工硬化距離夾角角度，最後調整沖壓參數條件更進一步減少最大加工 硬化距離。
使用最佳沖壓參數條件（加工硬化面積最小，實驗編號 69）和使用最差沖壓 參數條件（加工硬化面積最大，實驗編號 1）進行沖壓，其倒角半徑及夾角角度 在倒角部位的最大加工硬化距離如圖 4.37 及圖 4.38 所示。在知道定子槽的倒 角半徑及夾角角度之後，可由此推論該槽形隨沖壓參數變化的範圍。
從以上分析可以推斷最大加工硬化距離。選用定子槽倒角半徑 6mm、最大的 夾角角度 88°及最佳沖壓參數條件時，電磁鋼片在加工後的最大加工硬化距離不 超過 0.5mm。利用此點，在定子沖壓完成後，可再添加一項製程，選擇不影響電 磁特性的加工方式，將受沖壓加工影響電磁特性的材料去除，藉此減少電磁鋼片 在沖壓加工時造成電磁惡化的材料。
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圖 4.31 實驗編號 1 之加工後鐵損變化圖 0.05
0.08 0.11 0.14 0.17 0.2 0.23 0.26 0.29 0.32
0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 0.3
Distance From The Specimen Top Surface [mm]
Distance From The Cutting Edge [mm]
Increasing Iron Loss Distribution Diagram of Specimen 1
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6
Increasing Iron Loss △Ps[W/kg]
86
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain [mm]
Punching Speed [mm/s]
Counter Punch Pressure 3.3MPa Punching Speed-Maximum Working Harden Distance Diagram
Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 80 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 80 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 80 µm
87
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain[mm]
Punching Speed [mm/s]
Counter Punch Pressure 6.1MPa Punching Speed-Maximum Working Harden Distance Diagram
Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 80 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 80 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 80 µm
88
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain[mm]
Punching Speed [mm/s]
Counter Punch Pressure 18.4MPa Punching Speed-Maximum Working Harden Distance Diagram
Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 6.9 MPa Vibration Amplitude 80 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 12.8 MPa Vibration Amplitude 80 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 0 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 10 µm Blank Holder Pressure 50.9 MPa Vibration Amplitude 80 µm
89
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain [mm]
Stator Slot Angle Between Two Lines[deg]
Stator Slot Angle Between Two Lines-Maximum Working Harden Distance Diagram
Fillet Radius 0.254 mm Fillet Radius 1 mm Fillet Radius 2 mm Fillet Radius 6 mm
0
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain [mm]
Stator Slot Fillet Radius [mm]
Stator Slot Fillet Radius-Maximum Working Harden Distance Diagram
Angle Between two lines 82 deg Angle Between two lines 86.67 deg Angle Between two lines 88 deg
90
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain[mm]
Stator Slot Angle Between Two Lines[deg]
Stator Slot Angle Between Two Lines-Hardening Area Diagram
Punching Parameter of Specimen 1 Punching Parameter of Specimen 69
0
Maximum Distance for Working Harden of 0.5% Strain[mm]
Stator Slot Fillet Radius [mm]
Stator Slot Fillet Radius-Hardening Area Diagram
Punching Parameter of Specimen 1 Punching Parameter of Specimen 69
91 為振動模式振幅 10µm、壓料板壓力為 12.8MPa、反壓板壓力為 18.4MPa）於 直線部位的加工硬化面積 Al最大減少 0.0379mm2，相當於減少 56%；於倒角