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1、汽车电机爪极热锻正挤压工艺及模具设计周滨,辛选荣,刘汀(河南科技大学,河南洛阳471003)摘要:在分析爪极分流式反挤压工艺的基础上,针对爪极零件特点,制定出爪极热挤压精密成形新工艺:热锻正挤压成形+冷精整,并进行了相关模具设计。关键词:爪极;净形锻造;热挤压;模具设计中图分类号:TG376.2文献标识码:A文章编号:100123814(2004)1220038203Hot-forgingTechonlogyandMouldDesignforGeneratorPoleofAutomobileZHOUBin,XIN
2、Xuan2rong,LIUTing(HenanUniversityofScience&Technology,Luoyang471003,China)Abstract:Aimedatgeneratorpole′sfeature,branchingindirectextrusionprocessofgeneratorpolewasanalyzed,thecombinedhot2coldextrusionprocessingofgeneratorpole,hotdirected2extrusionandprecisio
3、nshapedisconstituted.Themoludofgeneratorpoleisdesigned.Keywords:generatorpole;netshapeforging;hotextrusion;moulddesignα的轴向流动,分流式反挤压因此得名3。该工艺的显著缺点是:(1)对设备的要求较高,从经济性上看不太好;(2)锻造温度太高,对磁极不利,而且反挤压成形压力太大,爪部充填比较困难且易出现毛刺。为此,本文开发出爪极热锻正挤净形加工新工艺(如图3所示),其工艺路线是:制坯→加热→镦粗预成形
4、→正挤压成形→酸洗→冷锻精整→冷切边→磨毛刺→机加工中心孔。爪极是汽车交流发电机的重要零件,有较高的内在质量要求和严格的尺寸限制,形状十分复杂,在较薄的平盘上均布着六只竖爪,竖爪都有较高的截面尺寸要求,并且竖爪的内表面是带锥度的圆弧面,成形相当困难。由于该类制件国内外市场前景看好,各生产厂家纷纷开发出各种生产工艺。目前爪极成形工艺有:板料冲压、模锻、冷挤压、温挤压、温冷锻联合、镦挤2压弯闭式模锻以及分流式反挤压等1,2。其中以分流式反挤压工艺优势最为明显,本文在分析该工艺的基础上,提出了一种热锻正挤压成形新工艺,
5、并进行了模具设计。1工艺方案图1为汽车发电机爪极零件图3热挤压冷精整工艺22.1工艺参数计算挤压件参数的计算图的三维造型。爪极分流式反挤压工艺路线是:制坯→加热→镦粗→分流反挤压成形→热切边冲孔→料箱内堆冷(锻件余热退火软化)→磷化皂化处理→冷锻精整。其分流式反挤压成形工艺如图2所示。锻造时,压力机滑块4因是热挤压件,材料的线膨胀系数取1.2%计算热挤压件各有关尺寸,绘制热挤压件图如图4所示。挤压件体积V挤1爪极的三维造型3=86991.37mm。挤压件与凸模的接触面积即毛坯与凹带动冲头下行冲头进入凹模形成磁极型
6、腔。随着冲头的继续下行,冲头开始挤压坯件,在挤压的过程中金属产生径向流动,并且被凹模内的6个凸台劈为6份,继而受阻于凹模内壁,由径向转变为冲头运动方向相反图4热挤压件图模的真实接触面积在与挤压力相垂直平面上的投影面积A0=5003.1mm2。收稿日期:2004208209作者简介:周滨(19802),男,河南洛阳人,硕士研究生。α图2分流式反挤压成形工艺工艺技术《热加工工艺》2004年第12期39六个竖爪端部面积之和A1=102.06mm2。断面收缩率ΕA=(A0-A1)ƒA0×100%=97.9%。挤压比G=A
7、0ƒA1=49。挤压件质量M挤=V挤xΘ=0.687kg(其中Θ为电磁纯铁的密度)。2.2毛坯的规格计算压成形。挤压完成后,压力机上的顶料装置通过顶杆推动顶出器向上运动,将挤压件顶出。(1)凸模由于爪极形状特殊,凸模采用异形凸模,其结构如图6所示,用线切割法加工而成。固定方式采用与凸模套过盈配合,过盈量为0.1mm。凸模各部分尺寸:凸模直径按挤压凹模型腔进行设计,2%5材料加热时有烧损,取烧损率为1.压件所需毛坯的质量为:M毛=M挤×(1+1.2%)=0.695kg,所以挤则毛坯的体积V毛=M毛ƒΘ=88005m
8、m3考虑到凹模的特殊形状与尺寸,选圆棒料毛坯直径为55mm,则毛坯的长度L=4V毛ƒΠd02=37mm。2.3挤压力的计算[4]图6凸模的三维造型它们之间的配合关系为基轴制间隙配合H8ƒh7。凸模高度按挤压工作行程和模具闭合高度来设计。(2)凹模凹模为内部有六个竖爪的整体型腔凹模,其三维造型如图7示,采用电火花加工。凹模型腔尺寸按挤压件进行设计,型腔直径为91.6mm;型
