[发明专利]一种确定爪极多工步热模锻预锻件形状尺寸的方法

说明书

本发明涉及确定爪极多工步热模锻预锻件形状尺寸的方法：1)初始形状尺寸确定；2爪部特征单元的形状尺寸修正；3)凸台特征单元的形状尺寸修正；4)底座特征单元的形状尺寸修正；5)局部形状尺寸完善和完整数模的构造；本发明能够精确分配预锻件不同部位的体积，实现爪极终锻时不同位置的材料能够同时充满型腔，有效的避免终锻成形过程中的各种锻造缺陷，同时还能够均衡不同工步的变形力，提高模具和设备的使用寿命。

技术领域

本发明涉及爪极加工制造领域，具体为一种确定爪极多工步热模锻预锻件形状尺寸的方法。

背景技术

爪极是汽车交流发电机转子总成中的核心零件，其主要作用是将转子中励磁线圈产生轴向磁场转化为径向磁场，从而使得转子旋转时获得沿空间三维分布的交变磁场，该交变磁场相对定子运动产生交流电，因而汽车发电机爪极有时也被称作汽车发电机磁极。

目前爪极零件制造工艺很多，如江苏龙城精锻有限公司在中国专利文献中公开了一种汽车发电机用爪极及其制造工艺[公开号：CN1772413],其工艺步骤为a.下料；b.加热；c.镦粗；d.预锻；e.精锻；f.切边；g.磁性退火；h.冷整形；武汉理工大学在在中国专利文献中公开了一种发电机磁极精锻成形的方法[公开号：CN1935408A],其步骤为a.原材料下料；b.预锻；c.精锻；d.切边；e.机械加工；西安交通大学在中国专利文献中公开了一种汽车用发电机爪极成形工艺[公开号：CN102179464A],其步骤为a.下料；b.加热；c.径向镦挤；d.反挤；e.机加工；台州职业技术学院在中国专利文献中公开了一种汽车发电机爪极及其制造工艺，其步骤为a.毛坯成型；b.热处理；c.整形；d.磷皂化；e.冷整形一；f.冷整形二；g.精加工。

上述制造工艺中大多采用了热模锻工艺来对爪极零件进行预制坯，且由于爪极结构复杂，目前产业化生产中普遍使用多工步热模锻。在多工步热模锻工艺中，预锻件的形状和尺寸的确定是最为关键的一环，也是目前多工步热模锻工艺设计的难点之一，预锻件的形状尺寸设计如果不合理，则最后的终锻成形工步中易出现充不满、紊流、折叠等锻造缺陷，无法保证生产的产品质量，同时也极大降低了模具的使用寿命，这些都会极大的增加生产的成本，浪费有限的资源，严重时会由于预锻件的形状尺寸设计不合理而引起的变形力过载或失衡还会造成加工设备的损坏，对现场操作人员的人身安全造成极大的潜在威胁，中断了生产，影响生产进度，为公司带来巨大的损失。

目前现有的确定多工步热模锻预锻件形状和尺寸的方法大多采用等体积原则进行大致的体积分配，这种方法无法实现预锻件不同部位体积的合理分配，无法满足多工步热模锻工艺中合理分配预锻件体积的要求，更加无法保证爪极在后续成形过程中不同位置的材料能够同时充满型腔，在终锻成形过程中的会出现各种锻造缺陷，打破不同工步之间变形力的均衡，极大降低了成形模具和设备的使用寿命，增加生产过程中的成本。

因此，为了解决上述技术问题，本申请提出了确定爪极多工步热模锻预锻件形状尺寸的方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种确定爪极多工步热模锻预锻件形状尺寸的方法，解决了背景技术中存在的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种确定爪极多工步热模锻预锻件形状尺寸的方法，包括以下步骤：

1)初始形状尺寸确定：根据所需爪极终锻件的形状特征确定其去除局部位置圆角后的体积V0，并将预锻件划分为爪部、凸台和底座三个特征单元，分别确定三个特征单元的初始形状尺寸，在三维造型软件中模拟构造出预锻件初始数模；

2)爪部特征单元的形状尺寸修正：将爪部除上下表面以外的所有外表面向内侧整体偏移距离设为L1，L1的取值范围为0.01-0.35mm。

3)凸台特征单元的形状尺寸修正：将凸台上表面和外圆面向内侧偏移距离设为L2，L2的取值范围为0.1-2mm；