专利名称：发电机磁极精锻成形的方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机磁极精锻成形的方法。
背景技术：
磁极是发电机的关键，磁极需要在保证发电机输出较大功率的前提下，尽量减轻质量。磁极形状复杂，其六个极爪几何精度要求严格，不允许有错差。磁极的传统成形方法主要有铸造成形和普通锻造成形。其中，铸造成形工艺生产的发电机磁极，内部组织存在疏松、缩孔、偏析等缺陷，降低了磁极的电磁性能，难以满足性能质量要求。而普通锻造成形方法制造磁极的工艺过程是1).下料，2).加热，3).镦粗，4).预锻，5).终锻，6).切毛边，7).机械加工，这种方法虽然大大改善了磁极内部组织和性能质量，但是仍然存在制造工序长、生产成本高等缺点。而且，普通锻造成形中，预锻和终锻两个工步的变形及型槽很难协调，常常造成终锻时充不满或形成折叠，以致产生严重的成形质量问题和大量的废次品。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、发电机磁极性能质量和产品合格率高的发电机磁极精锻成形的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是发电机磁极精锻成形的方法，其特征是按如下步骤实现a)原材料下料将原材料(棒材)切成毛坯，按照公式db＝dp-c确定毛坯直径，其中磁极凸台的直径为dp，毛坯直径为db，c＝0～20毫米，毛坯的轴向高度h的尺寸由毛坯体积与磁极体积相等条件确定；b)闭式精密热模锻成形将毛坯投入加热炉内加热至预定温度1000℃～1200℃，然后采用闭式精密热模锻一次锻造成锻件；c)锻件切毛边；d)机械加工成发电机磁极。
所述的毛坯的加热时间为30秒～90秒。
所述的闭式精密热模锻一次锻造成锻件的锻造温度为1150℃～950℃，锻造时间4秒～10秒。
本发明原材料下料采用公式db＝dp-c确定毛坯直径，毛坯的轴向高度h尺寸由毛坯体积与磁极体积相等条件确定；减少了原材料的浪费，降低了生产成本，同时也提高了磁极的成形精度和产品合格率。本发明采用闭式精密热模锻一次锻造成形，提高了磁极的内部质量和电磁性能以及产品合格率，缩短了磁极生产工艺流程，简化了生产工艺，减少了后续机加工。
图1为发电机磁极结构2是图1的A向视3是图1沿B-B线剖视4为发电机磁极毛坯5磁极精锻成形模具结构6为上模模具结构示意7为磁极的闭式模锻结构示意中1-限位套，2-导套，3-导柱，4-上模座，5-上垫板，6-上模压圈，7-冲头，8-锻件，9-凹模，10-下模压圈，11-下垫板，12-顶杆，13-下模座，14-毛坯。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的阐述。
发电机磁极精锻成形的方法，按如下步骤实现1)原材料下料将原材料(棒材)切成毛坯，按照公式db＝dp-c确定毛坯直径，其中磁极凸台的直径为dp，毛坯直径为db，c＝0～20毫米，毛坯的轴向高度h尺寸由毛坯体积与磁极体积相等条件确定；如图1、图2、图3、图4所示，由凸台直径dp为Φ52mm，确定毛坯直径db为Φ45mm，其中c取7毫米；磁极的中心孔径d1为Φ16mm，磁极的外径d2为Φ105mm，磁极的中心凸台高h1为28mm，磁极的总高h2为42mm，磁极凹槽的圆弧半径R为13mm。根据给定的磁极尺寸可计算出其磁极的体积。根据毛坯体积与磁极体积相等，可计算出毛坯高度h为111mm。
2)闭式精密热模锻成形a)闭式精密热模具的准备闭式精密热模具，它包括上模7、下模9、上模座4、上垫板5、上模压圈6、下模压圈10、下垫板11、顶杆12、下模座13。导向机构包括导柱3、导套2。上模座4的两端与下模座13的两端由导向机构相连接，上模为带有六个凸台的冲头7，下模为带有定位槽的凹模9，上垫板5与上模座4由螺栓固定连接，上模嵌入上垫板5中，上模外周围套有上模压圈6，上模压圈6由螺栓与上垫板5固定连接；下垫板11与下模座13由螺栓固定连接，下模嵌入下垫板11中并压紧，下模外周围套有下模压圈10，下模压圈10由由螺栓与下垫板11固定连接，凹模9、下垫板11、下模座13上开有通孔，其通孔同轴心，顶杆12位于通孔内；导向机构由限位套1、导套2、导柱3组成，限位套1固定在下模座13上，当下模将毛坯压成锻件时，限位套1与上模座4相接触，导套2固定在上模座4上，导柱3的上部与导套2相套，导柱3的下端部与下模座13固定连接。
在磁极锻件的闭式精密模锻过程中，很难使毛坯体积与闭式锻模的容积刚好相等，应在上模的极爪部分顶端设置补偿空间。还要考虑极腔内封闭空气的排放，其爪子的极腔高度比正常高度高3～5mm，这样保证了磁极爪子部分最大可能的成形。冲头与凹模，顶杆与凹模间要有适当间隙，冲头和凹模间隙值取0.5～1.0mm。顶杆和凹模间按IT8精度配合。
b)将毛坯投入加热炉，加热时间为60秒，加热温度为1200℃；然后放入下模的定位槽中，毛坯定位在下模的型槽中，压力机滑块带动冲头进入下模，磁极坯料从中间沿四周径向流动，由凸台流过一个环形辐板区直至充满深而窄的六个极腔，通过闭式模具一次锻造成形；锻造温度为1150℃-950℃，锻造时间7秒；锻造成形后，上模离开下模，顶杆将留在下模内的磁极锻件顶出。
3)锻件切毛边；为常规工艺。
4)机械加工成磁极；为常规工艺。
权利要求
1.发电机磁极精锻成形的方法，其特征是按如下步骤实现a)原材料下料将原材料切成毛坯，按照公式db＝dp-c确定毛坯直径，其中，dp为磁极凸台的直径，db为毛坯直径，c＝0～20毫米，毛坯的轴向高度h的尺寸由毛坯体积与磁极体积相等条件确定；b)闭式精密热模锻成形将毛坯投入加热炉内加热至预定温度1000℃～1200℃，然后采用闭式精密热模锻一次锻造成锻件；c)锻件切毛边；d)机械加工成发电机磁极。
2.根据权利要求1所述的发电机磁极精锻成形的方法，其特征是所述的毛坯的加热时间为30秒～90秒。
3.根据权利要求1所述的发电机磁极精锻成形的方法，其特征是所述的闭式精密热模锻一次锻造成锻件的锻造温度为1150℃～950℃，锻造时间4秒～10秒。
全文摘要
本发明涉及一种发电机磁极精锻成形的方法。发电机磁极精锻成形的方法，其特征是按如下步骤实现a)原材料下料将原材料切成毛坯，按照公式d
文档编号H02K15/00GK1588764SQ20041006088
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者华林, 赵玉民, 毛华杰, 高永超 申请人:武汉理工大学