一种发电机爪极温冷联合成形工艺

摘要

本发明公开了一种发电机爪极温冷联合成形工艺，包括如下步骤：下料：采用锯切下料或剪切下料，根据锻件图确定下料重量，质量公差在0.5%以内；整形：将坯料加热至720℃-800℃，使得坯料端面与轴线的垂直度公差在0.10mm以内，坯料两端面的平行度公差在0.10mm以内；墩头；径向挤压：使坯料沿径向流动，形成爪极本体和与所述爪极本体相连的六个爪子形状，爪极本体上还形成一凸台；切边：使所述爪子形状形成爪尖；磷化和皂化；冷折弯成形；冷整形；压线槽；冲孔。本发明兼备冷成形与温成形的优点，耗能低，零件质量好，合格率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机爪极成形工艺，具体涉及一种发电机爪极温冷联合成 形工艺。

背景技术

爪极是汽车用发电机的关键部件，广泛的应用于轿车，卡车等汽车的发动机 上。其种类繁多，形状结构复杂，且精度和内部质量要求高，制造难度大，难以 用切削加工大批量生产。目前发电机爪极类零件的传统成形工艺主要有：(1)铸 造成形工艺；易于做出形状复杂的零件，但是铸件经常存在的缩孔、偏析、疏松 等缺陷，使得电磁性能等不如锻件，铸件的强度和冲击韧性也较差，内部铸态缺 陷也多；(2)板料冲裁挤压成形工艺；该生产工艺步骤少，对厂房车间和成形设 备的要求低，但是这种工艺方法只能适用于生产中间没有凸台的磁极零件，同时 板料冲裁的材料利用率低，导致该工艺的经济效益不好。(3)热锻冷精整成形工 艺；热锻冷精整成形工艺的具体流程如下：下料→锻造加热1100℃→预成形→ 二次预成形→最终成形→切除飞边毛刺→退火→磷化皂化→精整形。该工艺在锻 造成形后需要通过机加工对精度要求高的表面区域进行加工，模具和能源消耗量 大，生产效率低、成本高，产品电磁性能无法保证。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种 发电机爪极温冷联合成形工艺，兼备冷成形与温成形的优点，耗能低，零件质量 好，合格率高。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种发电机爪极 温冷联合成形工艺，包括如下步骤：

(1)下料：采用锯切下料或剪切下料，根据锻件图确定下料重量，质量公 差在0.5%以内；

(2)整形：将坯料加热至720℃-800℃，使得坯料端面与轴线的垂直度公差 在0.10mm以内，坯料两端面的平行度公差在0.10mm以内；

(3)墩头：对所述步骤(2)形成的坯料进行连续墩头工序；

(4)径向挤压：使得所述步骤(3)形成的坯料沿径向流动，形成爪极本体 和与所述爪极本体相连的六个爪子形状，所述爪极本体上还形成一凸台；

(5)切边：使所述爪子形状形成爪尖；

(6)在室温条件下，对所述步骤(5)形成的坯料依次进行磷化和皂化；

(7)冷折弯成形：通过冲头及凹模对所述步骤(6)形成的坯料进行折弯， 使所述爪尖与爪极本体垂直；

(8)冷整形：使所述爪尖分别生成两个倒角面；

(9)压线槽：使得所述爪极本体在两个相邻爪尖之间的位置开有线槽；

(10)冲孔：在所述凸台的中心冲孔。

优选的，所述步骤(7)中，在冷折弯成形工序初始状态，坯料放入用于预 成形的组合凹模的口部，压力机上砧板带动冲头向下运动，使得坯料在压力下折 弯，直至移动到顶杆为止，从而获得所要求的形状；所述冲头与上砧板紧固在一 起，模套与压力机下砧板固定在一起，组合凹模置于垫块上方，并放入模套之中， 组合凹模通过压板固定，压板通过螺纹与模套连接在一起。

优选的，所述步骤(8)中，在初始状态，坯料置于挤压凹模的型腔中，冲 头置于冲头套中，并与压力机上模板相连接；上模套与下模套通过螺钉连接，第 一定位块与第二定位块、第三定位块以及第二垫块定位在一起，挤压凹模与第二 定位块和上模套采用圆锥面贴合；当压力机向下滑动时，冲头套压住挤压凹模， 使得第一垫块压缩弹簧，从而实现挤压凹模沿所贴合的圆锥面向下运动，从而使 得挤压凹模内的型腔形状在水平方向有位移，从而挤压坯料，形成倒角面，成形 终了阶段，在弹簧力的作用下，挤压凹模回复原位。

优选的，所述步骤(10)中，在所述凸台的中心冲孔，贯穿所述爪极本体。

有益效果：本发明兼备冷成形与温成形的优点，常见的工艺流程步骤是：下 料→加热720℃-800℃(温成形)→镦头→径向挤压→切边→磷化皂化→弯曲→ 冷整形→压线槽→冲孔。温成形的温度为720℃-800℃，这个温度能够保证材料 的铁磁性不被破坏，同时可以减少加热引起的氧化。在进行径向挤压时，使用温 成形可以使成形的阻力大大减小，所能成形的毛坯尺寸可以较大，适用于各种型 号的磁极零件。温冷联合成形工艺所得磁极零件表面质量和内部质量好，产品合 格率高。

附图说明

图1(a)至(h)为温冷联合成形工艺的示意图；

图2为图1(h)的放大图；

图3为冷折弯工序示意图；

图4为冷整形工序示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于 说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员 对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明所涉及的发电机爪极温冷联合成形工艺主要有8个工序，其中温锻成 形(即温成形)有3个工序(b、c和d)，冷精锻成形(即冷整形)有4个工序(e、 f、g和h)，如图1(a)-(h)和图2所示，依次分别是：下料、墩头、径向挤压、 切边、冷折弯成形、冷整形、压线槽和冲孔，最后形成了成品(在成品之前是爪 极坯料，简称“坯料”)100，包括圆柱形的爪极本体15，该爪极本体15的圆周 上等间隔的连接竖直的爪尖18，各爪尖18都有两个倒角19，爪极本体15在两个相 邻爪尖18之间的位置开有线槽23，爪极本体15上设有同心的凸台16，凸台16的圆 心位置具有一贯穿爪极本体15的通孔17。温锻成形的3个工序主要是为了生成带 尖角的爪极坯料，冷折弯成形使得坯料弯曲成形，冷整形主要是成形出六个爪子 的两个倒角面，压线槽工序主要是成形出线槽，冲孔工序主要是成形孔。

如图3所示，在冷折弯成形工序初始状态，爪极坯料100放入预成形组合凹模 2的口部，压力机上砧板(未图示)带动冲头1向下运动，使得坯料在压力下折弯， 直至移动到顶杆4为止，是为成形终了状态，从而获得所要求的形状。冲头1通过 压块(未图示)或其他方式与上砧板紧固在一起，模套6与压力机下砧板(未图 示)固定在一起，组合凹模2置于垫块5上方，并放入模套6之中，组合凹模2通过 压板3固定，压板3通过螺纹与模套6连接在一起。

如图4所示，冷整形工艺主要是成形每个爪尖处的两个倒角面，在工艺初始 状态，爪极坯料100置于挤压凹模9的型腔中，冲头1置于冲头套8中，并与压力机 上模板(未图示)相连接。上模套11与下模套15通过螺钉(未图示)连接，第一 定位块10与第二定位块12、第三定位块14以及第二垫块20定位在一起，挤压凹模 9与第二定位块12和上模套11采用圆锥面贴合。当压力机向下滑动时，冲头套8 压住挤压凹模9，使得第一垫块13压缩氮气弹簧21，从而实现挤压凹模9沿所贴合 的圆锥面向下运动，由于是沿上模套11的圆锥面向下运动，因此挤压凹模9内的 型腔形状在水平方向有位移，从而挤压爪极坯料100，形成倒角面，成形终了阶 段，在弹簧力的作用下，挤压凹模回复原位。为了调整爪极坯料100与挤压凹模9 之间的位置关系，在第一定位块10与第二定位块12之间、冲头1与上模板之间均 采用弹簧连接，从而使得相互位置容易控制，容易获得所需的倒角面形状。