一般说来，电机定子铁芯主要由硅钢片叠压而成。之所以选择硅钢作为铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质。在通电线圈中，它可以产生较大的磁感应强度，从而可以使变压器的体积缩小。

在交流状态下，整个电机会产生功率损耗。功率损耗不仅在线圈的电阻上，也产生在交变电流磁化下的铁芯中，即“铁损”。“铁损”由两个原因造成。一个是“磁滞损耗”，一个是“涡流损耗”。

之所以不用整块的硅钢做电机定子铁芯，而选择片状，是因为片状铁芯可以减少“涡流损耗”。电机工作时，线圈中有交变电流，磁通也是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向的平面内环流着，所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长型的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减少涡流的作用。

在电机方面，尤其是在高速电机领域。国外尤其是发达国家，生产的电机具有转子速度高、定子绕组电流和铁芯中的磁通频率高、功率密度大等特点。目前，国内外高速感应电机中，功率最大的是15MW，其转速为20000r/min，是ABB公司于2002年研发生产的，该电机采用实心转子结构。高速感应电机速度最大的是由Westwind Air Bearings研制的，转速为300000r/min，功率为200W，用于PCB钻床主轴。同样，国内还实现了功率为100000W，180000r/min转速的高速感应电机用作测试电机。

国内的研究相对落后，其中沈阳工业大学、重庆德马电机、海军工程大学、浙江大学等研究单位对高速感应电机开展了许多项研究工作。重庆德马电机研制了100kw、25000r/min的高速感应电机。沈阳工业大学对功率280kw、转速为12000r/min、线速度为132m/s，采用普通叠片结构的高速感应电机进行了相关研究。海军工程大学也研究了2.5MW的高速感应电机。

由此可见，国内外仍有一定的差距。这中差距不可一日弥补，要从不同的方面继续努力。定子硅钢片的叠压很重要，太厚了对性能不好，太薄了容易出现飞边等情况。对硅钢片的定位也是至关重要的，不然对整个电机的影响是巨大的。据了解，国外一些发达国家的电机定子硅钢片也是通过工装进行叠压完成的。但是其工装夹具精度比较高，装配精度也很高，这一点我们国内暂时还达不到这个水平。从这一点来看，我们与一些发达国家存在差距也算合情合理。因此，硅钢片叠压的工装真的很重要。我们设计工装目的就是为了通过工装来定位、限位，让硅钢片铁芯叠压良好，让电流、转子转速、功率等参数提升，以保证其电机能更稳定地更优异地运行。

2. 研究的基本内容与方案

该项毕业设计的主要内容为：针对某电机定子硅钢片叠压生产，设计专用叠压工装，并试验、加工，完成该项工装的设计图纸、装配过程仿真、工装零件加工程序编写、部分零件的实际加工制造与装配。目标就是在规定的时间之前，能够设计并能制造出合格可用的叠压工装，并完成毕业设计的各项任务。

由于已经基本清楚地认识了我所要做的课题，并且知道了具体的硅钢片，结合老师与同事提供的相关资料与知识，可以制定出如下方案：

硅钢片的叠压是两个部分，一个是叠，一个是压。我是这样想的。叠需要考虑到定位与夹紧，这个部分是主体；压是压紧力，这个只需要设计一个工具，在液压机的作用下即可办到。关于“叠”，需要一套流程。先设计出一个与硅钢片外形相仿的绝缘垫压板（八边形），由于硅钢片的边上有扣片槽，在垫压板相应的边开槽，用来辅助加强定位及后面的防止硅钢片回弹。硅钢片中部是个圆形空洞且有许多的长条状的槽，我们可以利用这个槽来实现定位，即设计一个圆筒状的夹具，在这个圆筒夹具的外缘有一块突出的片状结构，用以卡在硅钢片的长条状槽中，可以约束水平方向、绕水平方向旋转及竖直方向上的自由度，从而实现定位。（这里的夹具采用间隙配合，方便硅钢片的“叠”）将该筒状夹具放置于垫压板中心位置，叠放第一片硅钢片，让长槽穿过夹具的片状结构平放于垫压板之上。然后继续叠放，待叠放结束后，因为仅仅依靠筒状夹具是不够的，需要辅助。将扣片紧固与扣片槽内，（扣片的长度比硅钢片高度高点）实现加强定位。然后在硅钢片上面放一块压板。压板上面放置压具。这个压具很简单，是空心柱状结构。然后使用液压机压紧硅钢片。取下压具和压板，在最上面放置一块垫圈，用以将扣片固定其上，防止硅钢片回弹。最后倒置整个硅钢片组，将底部也进行同样操作。硅钢片整个叠压工序就完成了。

然后对整个工装进行画图，仿真，最后加工出来运用。下面是图示的夹具方案：