[发明专利]一种多台阶扇形件的冷锻成型工艺及成型模具

说明书

本发明涉及一种多台阶扇形件的冷锻成型工艺及成型模具，所述成型工艺包括扇形型材的制备和纵向镦压成型工序，首先，利用轧机将圆棒料制作成滚轮轧制状态的扇形型材，利用冷拉机的拉丝模将滚轮轧制状态的扇形型材拉拔制成用于镦压的扇形型材；然后，根据目标零件的长度，将用于镦压的扇形型材截取一段，放入成型模具内进行纵向半开式镦压成型，得到符合要求的目标零件。所述成型模具包括上模和下模，在下模中利用C形定位弹性套圈对凹模组件周向进行定位，避免上凹模组件与下凹模组件的相对旋转。本发明采用纵向半开式镦压成型的方式，成型可直接安装使用的、具有很高精度的零件，以此来提高生产效率，降低该类零件的生产成本，提高其市场竞争力。

技术领域

本发明属于金属冷锻成形技术领域，具体涉及一种多台阶扇形件的冷锻成型工艺及成型模具。

背景技术

目前直流电机定子结构中，有一种为多台阶扇形结构，这样可以多极集中绕组，减少绕组端部长度，以便于自动化装配，降低产品成本和价格，增强市场竞争能力。

一般的多台阶扇形件的结构中任意位置的横截面轮廓均近似于扇形，所述“近似于扇形”是指多台阶扇形件属于不同半径、相同角度的扇形的一部分，并保留了所属扇形的圆弧，但是多台阶扇形的周向具有多个圆角结构，且多台阶扇形件横截面的圆心位于该横截面之外。

所述多台阶扇形件沿纵向分成杆部和冠部，杆部横截面小于冠部的横截面，冠部为具有多级台阶的结构，从杆部到冠部端面，多级台阶的横截面面积逐步递增。由于杆身部分和冠部具有相对严格的位置关系，因此，这种结构的零件不便于机械加工，在现有的加工方式下，一般采用横向开式模锻的方式，需要经过预锻制坯、横向开式终锻、切边及切边后对切除飞边后留下的毛刺进行打磨，最后才完成整个零件的加工，整个的生产过程工序多、生产周期长、模具寿命短、成本较高，降低了该类产品的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种多台阶扇形件的冷锻成型工艺及成型模具，在该工艺中利用材料净成形的特点，采用纵向半开式镦压成型的方式，成型可直接安装使用的、具有很高精度的零件，以此来提高生产效率，降低该类零件的生产成本，提高其市场竞争力。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多台阶扇形件的冷锻成型工艺，所述多台阶扇形件任意位置的横截面轮廓近似于扇形，并具有多个圆角部位，多台阶扇形件一端具有多层台阶结构；所述成型工艺包括扇形型材的制备和纵向镦压成型工序，在所述扇形型材的制备中，利用轧机将圆棒料制作成滚轮轧制状态的扇形型材，利用冷拉机的拉丝模将滚轮轧制状态的扇形型材拉拔制成用于镦压的扇形型材；所述纵向镦压成型工序中，根据目标零件的长度，将所述用于镦压的扇形型材截取一段，放入成型模具内进行纵向半开式镦压成型，得到符合要求的目标零件。

在对圆棒料进行滚轮轧制前，圆棒料为热轧状态，并依次经退火、抛丸和皮膜处理。

在对圆棒料进行滚轮轧制后，将所得滚轮轧制状态的扇形型材进行无氧化退火、抛丸处理、皮膜处理，然后再采用冷拉机进行拉拔处理。

所述皮膜处理为磷皂化处理或者石墨烯润滑+皂化处理。

所述无氧化退火中，利用真空保护或氮气保护。

在利用冷拉机进行拉拔处理的过程中，所用拉丝粉中增加直径3mm~5mm的石子颗粒。

所述滚轮轧制状态的扇形型材的横截面轮廓上没有加工出圆角。

所述用于镦压的扇形型材的横截面轮廓上加工有圆角，圆角的数量和位置与所制备的目标零件横截面轮廓上的圆角数量及位置相同。