专利名称：汽车爪极锻件精密锻造技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属精密成形技术领域，特别是涉及汽车爪极精密锻造技术方法。
爪极是汽车交流发电机中的关键零件。其规格较多，但其形状都类似，只是尺寸大小有所不同。由于其几何形状的高度复杂性和使用性能的重要性，因而增加了其锻造成形的困难。
该类锻件形状、结构十分复杂(图3)中部为带孔的凸台；凸台端头上有六个薄的均布的横腹；在横腹端部均布着六只形状复杂的竖爪，除中心孔和凸台上、下平面需要机械加工外，其余部分均为黑皮，因而锻造难度很大。
在现有技术中爪极类锻件的成形方法很多，但各有其利弊。究竟选用那种方案要结合生产条件和经济技术指标而定。目前，主要有以下两种方案冷挤压工艺。朱伟成著“汽车零件精密锻造技术”(北京理工大学出版社1999)一书中介绍，美国福特汽车公司以及日本电装株式会社已用此法投产30多年。其主要工序为镦粗→预成形→终锻成形→修边与精压(工序间还有退火、磷化和皂化等处理)。该工艺锻件表面质量好、精度高，但工序多、变形力大，需要大吨位设备，模具寿命低。
温挤压工艺。最近国内肖红生等在“爪极零件的温锻成形及其三维有限元模拟”(锻压机械2/2000)一文中提出温挤成形工艺方案为方案1，镦粗→径向挤压→镦压→切边→弯曲→整形；方案2，镦粗→镦挤→镦压→切边→弯曲→整形。两方案中前四步为温挤工步(变形温度为700～850℃)，后两个为冷锻工步。两方案中径向挤压和镦挤是关键工步。该工艺和冷挤工艺相比工艺过程简化了，工序减少了，降低了变形力和所需设备的负荷，模具寿命也增加了。但工序还是比较多。
本发明的目的在于提供一种汽车爪极锻件精密锻造技术，该发明简化锻造工艺过程，减少工序、以达到优质、节材、节能和节时的目的，同时还能较显著地提高模具的使用寿命。
这种汽车爪极锻件精密锻造技术，其特征在于其工艺是在一火中，即变形温度为850-950℃，采用镦粗→可分凹模侧向温挤压精密预制坯→终锻成形→切飞边等4个工序完成精密锻造过程；1、可分凹模侧向温挤压精密预制坯的模具是由上、下凹模1、5和挤压冲头2组成，工作前先将加热好的经镦粗后的坯料放入下凹模中，坯料最好采用电感应加热、然后将上、下凹模1、5合模，用特殊的模具结构或双动压力机施以压模力压紧模具，形成封闭型腔后，用挤压冲头2进行闭式挤压，之后开启上凹模，用顶杆3顶出锻件，在此工步中基本完成了横腹和竖爪的成形；2、此种模具结构和变形方式迫使金属在三向压应力状态下流向型腔深处，在侧向挤压时，由于速度场的连续性，竖直向下的速度不可能马上转为水平方向的速度，而金属是与水平轴方向成一定角度的速度矢量进入横腹的下部分，这则有利于竖爪的成形，此外，把下凹模5横腹底平面做成与水平面成适当的斜面，该斜面夹角α为3°～7°；竖爪入口处的圆角半径R＝3-8mm，这样在预制坯时将更有利于竖爪的成形；3、在终锻成形工步中，由于采用的是精密制坯，则利于金属的充满和降低所需的变形力，在此工步中多余金属将排入飞边槽中，在竖爪尖部留有通气孔，以减少金属流动的阻力，4、最后切除飞边，全部工序完毕。
附图及实施例
图1是可分凹模侧向温挤压精密预制坯模具2是终锻成形模具3是爪极零件图附图1、附图2是本发明的具体实施例(见图1、图2、)，首先应根据产品零件图设计冷、热锻件图，计算所需坯料尺寸(直径和长度)；根据本发明的原则和方法设计可分凹摸侧向温挤压精密预制坯图(其形状和尺寸应利于终锻时型腔的充满)；计算变形时的力能参数(挤压力和张模力等)；选择压模力加载方式和设备型式；根据以上两个图和根据本图1、图2设计预制坯模具图、终锻成形模具图和切边模具图；最后选择适宜的模具材料和模具热处理，并选择适宜的润滑剂材料和模具的预热和冷却方式。
由于采用可分凹模侧向温挤精密预制坯锻造方案，能达到简化爪极锻件锻造工艺过程，减少了工序，达到优质、节材、节能和节时的目的。同时还能提高模具的使用寿命，如预制坯的精密成形就可提高终锻成形模具的使用寿命；当预制坯模具磨损到一定程度时，还可通过终锻成形模具锻造出合格的锻件来。
权利要求
1.一种汽车爪极锻件精密锻造方法，其特征在于其工艺是在一火中，采用镦粗→可分凹模侧向温挤压精密预制坯→终锻成形→切飞边等4个工序完成精密锻造过程；(1)、可分凹模侧向温挤压精密预制坯的模具是由上、下凹模(1)、(5)和挤压冲头(2)组成，把下凹模(5)横腹底平面做成与水平面成适当的斜面，该斜面夹角为3°～7°；竖爪入口处的圆角直径R＝3-8mm，这样在预成形时将有利于竖爪的成形，工作前先将加热好的经镦粗后的坯料放入下凹模中，坯料采用电感应加热，然后将上、下凹模(1)、(5)合模，并施以压模力压紧模具形成封闭型腔后，用挤压冲头(2)进行闭式挤压，之后开启上凹模(1)，用顶杆(3)顶出锻件；(2)、在终锻成形工步中，由于采用的是精密制坯，则利于金属的充满和降低所需的变形力，在此工步中多余金属将排入飞边槽中，在竖爪尖部留有通气孔，以减少金属流动的阻力；(3)、最后切除飞边，全部工序完毕。
2.根据权利要求1所述的汽车爪极锻件精密锻造方法，其特征在于变形温度为850-950℃。
全文摘要
本发明涉及金属精密成形技术领域,特别是涉及汽车爪极精密锻造技术方法。本发明的目的在于提供一种汽车爪极锻件精密锻造技术,该技术的工艺是在一火中,采用镦粗→可分凹模侧向温挤压精密预制坯→终锻成形→切飞边等4个工序完成精密锻造过程;该发明简化锻造工艺过程,减少工序、以达到优质、节材、节能和节时的目的,同时还能较显著地提高模具的使用寿命。
文档编号B21J5/00GK1364669SQ0210274
公开日2002年8月21日 申请日期2002年1月22日 优先权日2002年1月22日
发明者孙惠学, 苏升贵, 史艳国, 王迎斌 申请人:燕山大学