[发明专利]冷压模制装置、使用该装置的冷压模制方法及使用该方法制造的汽车交流发电机的转子芯

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷压模制装置和使用该装置的冷压模制方法，并且还涉及一种使用该冷压模制方法制造的汽车交流发电机的转子芯，其中该冷压模制装置特别是在成型逐渐变细的棒状钢制突起物时可以在不需要高等级的润滑膜的情况下减少与背面工具之间产生的毛刺，并且能够延长模制工具的寿命，并且该冷压模制方法使用所述冷压模制装置；并且进一步涉及使用该冷压模制方法制造的汽车交流发电机的转子芯。

背景技术

由于需要高的处理压力，通过直接挤出成型难以处理逐渐变细的棒状钢制突起物。相应地，通常预先通过例如冷锻来制造可使用相对低的处理压力处理的预成型材料，然后通过在轴向上的熨平对材料进行处理以获得逐渐变细状的被处理材料。

图2示出了汽车交流发电机的转子芯10，在该转子芯中，成型有逐渐变细形状的爪状元件，在图2中，（a）是垂直于转子芯10的轴线的平面的横截面视图；（b）是位于穿过转子芯10的轴线的平面A-A处的竖向横截面视图；（c）是爪状元件11中的一个的侧视图。

虽然这种逐渐变细形状的材料通常通过热锻、温锻或冷锻来制造，在温锻和热锻中会存在模具严重磨损的问题并且形状的稳定性差。相应地，通常在成型后通过机加工使得形状稳定以便使用。另外，由于需要非常高的成型压力，具有长爪元件或爪状元件的针状端部的物体不能通过采用传统方法来制造。

另外，使用直接冷压锻造来成型这种长爪元件或爪状元件的针状端部是可能的，但这存在由于需要非常高的压力而造成困难的问题。相应地，通过例如冷锻来使中间坯料预成型，然后对其预成型的材料进行处理以获得所需的形状。

图3是通过例如冷锻来预成型的预成型材料的视图，在图3中，（a）是垂直于中间材料的轴线的垂直平面的横截面视图；（b）是在穿过中间材料的轴线的平面A-A处的竖向横截面视图；和（c）是等效于中间材料的爪状元件中的一个的侧视图。参照附图，中间材料20通过例如冷锻被预成型，并且预成型的爪状元件的等效物21被加宽到适当的角度，然后执行熨平以获得所需的形状。

在该熨平处理中，重点在于防止工具和被处理材料之间出现烤焦和磨损，这是因为该处理是其中熨平工具和被处理的钢材在高压下直接接触的滑处理。相应地，必须在被处理材料的表面上制成高等级的润滑膜（例如磷化膜）。

图4是示出了在传统的滑-压处理中被处理材料与熨平模之间的关系的示意图，在图4中，（a）示出了在熨平成型前被处理材料31a和背面工具（心轴）32以及熨平模33的位置和形状；以及（b）示出了在熨平成型后，被处理材料32b、背面工具（心轴）32、熨平模33以及毛刺34的位置和形状，其中在熨平成型之前和之后上述各部分对称地布置。

参见附图，31a为在熨平成型前的被处理材料，31b为在熨平成型后的被处理材料，32是背面工具（芯轴），33是熨平模，以及34为出现在背面工具（心轴）和被处理材料之间的毛刺。

如上所述，应当在冷压成型中通过滑－压强制地在被处理材料的表面上形成更好的润滑膜，并且品质的变化也应当变小。

另外，例如如专利文献1所述，需要一种通过在成型工具的表面涂敷硬质膜来降低成型工具表面和被处理材料之间的摩擦系数的装置，以延长成型工具（例如熨平工具）的寿命。

现有技术专利文献

专利文献:JP2003-112229号日本公开文献

发明内容

要解决的问题

然而，传统的冷压成型方法中存在下列问题。（1）如果润滑膜的性质发生变化，作用于背面工具（心轴）上的压力发生改变并且可引起背面形状的变化，相应地，强制需要有均匀的润滑膜。（2）另外，在该方法中，存在由于该性质变化的造成的结果严重依赖于润滑膜性质好坏的问题，并且如果使用了不合适的润滑膜，由于增大的摩擦可能导致的不令人满意的背面成型造成如下后果：由于摩擦力的保持很大程度上会出现被处理材料的塑性流动并且很大可能在背面工具（心轴）和材料之间出现毛刺。（3）因为熨平工具在处于高压下的被处理材料的表面上滑动，在材料与背面工具（心轴）之间在某种程度上不可避免地出现毛刺。另外，因为载荷同样也形成在熨平工具上，存在需要考虑这对工具寿命影响的问题。

相应地，本发明的目的在于提供一种冷压模制装置，该冷压模制装置可以在模制逐渐变细的棒状钢制突起物时，无需高等级的润滑膜即可减少与背面工具之间产生的毛刺，并可以以更好的方式进行背面工具的成型，且能够延长模制工具的寿命；提供一种使用该装置的冷压模制方法；以及使用该冷压模制方法制造的汽车交流发电机的转子芯。

解决问题的手段