專利名稱：汽車爪極鍛件精密鍛造技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬精密成形技術領域，特別是涉及汽車爪極精密鍛造技術方法。
爪極是汽車交流發(fā)電機中的關鍵零件。其規(guī)格較多，但其形狀都類似，只是尺寸大小有所不同。由于其幾何形狀的高度復雜性和使用性能的重要性，因而增加了其鍛造成形的困難。
該類鍛件形狀、結構十分復雜(圖3)中部為帶孔的凸臺；凸臺端頭上有六個薄的均布的橫腹；在橫腹端部均布著六只形狀復雜的豎爪，除中心孔和凸臺上、下平面需要機械加工外，其余部分均為黑皮，因而鍛造難度很大。
在現(xiàn)有技術中爪極類鍛件的成形方法很多，但各有其利弊。究竟選用那種方案要結合生產條件和經濟技術指標而定。目前，主要有以下兩種方案冷擠壓工藝。朱偉成著“汽車零件精密鍛造技術”(北京理工大學出版社1999)一書中介紹，美國福特汽車公司以及日本電裝株式會社已用此法投產30多年。其主要工序為鐓粗→預成形→終鍛成形→修邊與精壓(工序間還有退火、磷化和皂化等處理)。該工藝鍛件表面質量好、精度高，但工序多、變形力大，需要大噸位設備，模具壽命低。
溫擠壓工藝。最近國內肖紅生等在“爪極零件的溫鍛成形及其三維有限元模擬”(鍛壓機械2/2000)一文中提出溫擠成形工藝方案為方案1，鐓粗→徑向擠壓→鐓壓→切邊→彎曲→整形；方案2，鐓粗→鐓擠→鐓壓→切邊→彎曲→整形。兩方案中前四步為溫擠工步(變形溫度為700～850℃)，后兩個為冷鍛工步。兩方案中徑向擠壓和鐓擠是關鍵工步。該工藝和冷擠工藝相比工藝過程簡化了，工序減少了，降低了變形力和所需設備的負荷，模具壽命也增加了。但工序還是比較多。
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車爪極鍛件精密鍛造技術，該發(fā)明簡化鍛造工藝過程，減少工序、以達到優(yōu)質、節(jié)材、節(jié)能和節(jié)時的目的，同時還能較顯著地提高模具的使用壽命。
這種汽車爪極鍛件精密鍛造技術，其特征在于其工藝是在一火中，即變形溫度為850-950℃，采用鐓粗→可分凹模側向溫擠壓精密預制坯→終鍛成形→切飛邊等4個工序完成精密鍛造過程；1、可分凹模側向溫擠壓精密預制坯的模具是由上、下凹模1、5和擠壓沖頭2組成，工作前先將加熱好的經鐓粗后的坯料放入下凹模中，坯料最好采用電感應加熱、然后將上、下凹模1、5合模，用特殊的模具結構或雙動壓力機施以壓模力壓緊模具，形成封閉型腔后，用擠壓沖頭2進行閉式擠壓，之后開啟上凹模，用頂桿3頂出鍛件，在此工步中基本完成了橫腹和豎爪的成形；2、此種模具結構和變形方式迫使金屬在三向壓應力狀態(tài)下流向型腔深處，在側向擠壓時，由于速度場的連續(xù)性，豎直向下的速度不可能馬上轉為水平方向的速度，而金屬是與水平軸方向成一定角度的速度矢量進入橫腹的下部分，這則有利于豎爪的成形，此外，把下凹模5橫腹底平面做成與水平面成適當?shù)男泵?，該斜面夾角α為3°～7°；豎爪入口處的圓角半徑R＝3-8mm，這樣在預制坯時將更有利于豎爪的成形；3、在終鍛成形工步中，由于采用的是精密制坯，則利于金屬的充滿和降低所需的變形力，在此工步中多余金屬將排入飛邊槽中，在豎爪尖部留有通氣孔，以減少金屬流動的阻力，4、最后切除飛邊，全部工序完畢。
附圖及實施例

圖1是可分凹模側向溫擠壓精密預制坯模具2是終鍛成形模具3是爪極零件圖附圖1、附圖2是本發(fā)明的具體實施例(見圖1、圖2、)，首先應根據(jù)產品零件圖設計冷、熱鍛件圖，計算所需坯料尺寸(直徑和長度)；根據(jù)本發(fā)明的原則和方法設計可分凹摸側向溫擠壓精密預制坯圖(其形狀和尺寸應利于終鍛時型腔的充滿)；計算變形時的力能參數(shù)(擠壓力和張模力等)；選擇壓模力加載方式和設備型式；根據(jù)以上兩個圖和根據(jù)本圖1、圖2設計預制坯模具圖、終鍛成形模具圖和切邊模具圖；最后選擇適宜的模具材料和模具熱處理，并選擇適宜的潤滑劑材料和模具的預熱和冷卻方式。
由于采用可分凹模側向溫擠精密預制坯鍛造方案，能達到簡化爪極鍛件鍛造工藝過程，減少了工序，達到優(yōu)質、節(jié)材、節(jié)能和節(jié)時的目的。同時還能提高模具的使用壽命，如預制坯的精密成形就可提高終鍛成形模具的使用壽命；當預制坯模具磨損到一定程度時，還可通過終鍛成形模具鍛造出合格的鍛件來。
權利要求
1.一種汽車爪極鍛件精密鍛造方法，其特征在于其工藝是在一火中，采用鐓粗→可分凹模側向溫擠壓精密預制坯→終鍛成形→切飛邊等4個工序完成精密鍛造過程；(1)、可分凹模側向溫擠壓精密預制坯的模具是由上、下凹模(1)、(5)和擠壓沖頭(2)組成，把下凹模(5)橫腹底平面做成與水平面成適當?shù)男泵妫撔泵鎶A角為3°～7°；豎爪入口處的圓角直徑R＝3-8mm，這樣在預成形時將有利于豎爪的成形，工作前先將加熱好的經鐓粗后的坯料放入下凹模中，坯料采用電感應加熱，然后將上、下凹模(1)、(5)合模，并施以壓模力壓緊模具形成封閉型腔后，用擠壓沖頭(2)進行閉式擠壓，之后開啟上凹模(1)，用頂桿(3)頂出鍛件；(2)、在終鍛成形工步中，由于采用的是精密制坯，則利于金屬的充滿和降低所需的變形力，在此工步中多余金屬將排入飛邊槽中，在豎爪尖部留有通氣孔，以減少金屬流動的阻力；(3)、最后切除飛邊，全部工序完畢。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車爪極鍛件精密鍛造方法，其特征在于變形溫度為850-950℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬精密成形技術領域,特別是涉及汽車爪極精密鍛造技術方法。本發(fā)明的目的在于提供一種汽車爪極鍛件精密鍛造技術,該技術的工藝是在一火中,采用鐓粗→可分凹模側向溫擠壓精密預制坯→終鍛成形→切飛邊等4個工序完成精密鍛造過程;該發(fā)明簡化鍛造工藝過程,減少工序、以達到優(yōu)質、節(jié)材、節(jié)能和節(jié)時的目的,同時還能較顯著地提高模具的使用壽命。
文檔編號B21J5/00GK1364669SQ0210274
公開日2002年8月21日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權日2002年1月22日
發(fā)明者孫惠學, 蘇升貴, 史艷國, 王迎斌 申請人:燕山大學