CN201279568Y - 汽车发电机爪极闭式热预锻模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车发电机爪极闭式热预锻模具，属于汽车发电机爪极的锻造生产领域。现有的汽车发电机爪极模具寿命短、材料浪费大以及能耗高。本实用新型包括凹模和凸模，该凹模与凸模相匹配，其特征在于：它为一闭式结构，所述凹模包括凹模型腔，该凹模型腔的底部设置有底面和数个爪形型腔，所述底面与每个爪形型腔之间均有一个下分流斜面，该下分流斜面与底面之间的夹角为锐角；所述凸模包括凸柱，该凸柱的端面上为一凸台，所述凸台为圆台形。本实用新型用于制造爪极毛坯，由于本实用新型是闭式结构，使得制造出来的爪极零件没有飞边，能够保证爪极零件的尺寸性能要求，且节约了原材料的用量。

Description

汽车发电机爪极闭式热预锻模具

技术领域：

本实用新型涉及一种汽车发电机爪极闭式热预锻模具，属于汽车发电机爪极的锻造生产领域。

背景技术：

爪极是汽车发电机的关键部件，是用来形成旋转磁场的主要元件，它的成形精度将直接影响到发电机的发电能力与感应电动势的波形，从而影响整车的性能。

目前爪极的成形技术包括铸造、板料冲裁弯曲、开式热模锻和热反挤成形技术。采用铸造方法制造的爪极，电磁性能较差；采用冲裁弯曲方法来生产爪极，工序繁琐，材料利用率低，生产成本高且只能做薄板类爪极，局限性较大；目前爪极的成形技术仍以开式热模锻和热反挤成形技术为代表，但是开式热模锻是带飞边的锻造工艺，在生产中需要增加切边工序且切边痕迹很难清除，外观较差，同时为了克服爪极的爪尖难填充的问题而不得不采用高吨位设备，生产能耗高；热反挤成形则由于其工艺的特殊性，使得爪极的爪根六个横腹凹槽间会有余块残留，仍需要增加切边工序且切边痕迹也很难清除，同时在爪棱边出现的毛刺会影响锻造工序的正常进行。

综上所述，现有的汽车发电机爪极的生产技术仍存在工艺工序长、打击力量大、零件表面质量差、模具寿命短、材料浪费大、工时以及能耗高等问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是克服上述现有的缺陷，提供一种汽车发电机爪极闭式热预锻模具，实现爪极的无飞边精密锻造工艺所使用的模具之一。本实用新型构思新颖，通过本实用新型生产出的汽车发电机爪极无锻造飞边，无需切边工艺，六爪成形质量高，棱角清晰饱满，无毛刺，同时还具有成形载荷低、模具寿命长、生产能耗低、节省生产材料和生产时间等优点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽车发电机爪极闭式热预锻模具，包括凹模和凸模，该凹模与凸模相匹配，其特征在于：它为一闭式结构，所述凹模包括凹模型腔，该凹模型腔的底部设置有底面和数个爪形型腔，所述底面与每个爪形型腔之间均有一个下分流斜面，该下分流斜面与底面之间的夹角为锐角；所述凸模包括凸柱，该凸柱的端面上为一凸台，所述凸台为圆台形。由此使得本实用新型制造出来的爪极毛胚没有飞边。

本实用新型所述凹模的底面设置有圆柱形的底面凹槽，该底面凹槽的中心轴与凹模的中心轴重叠。

本实用新型所述下分流斜面与底面之间的夹角在60°以下。

本实用新型所述下分流斜面靠近爪形型腔的部分为一弧面，该弧面的弧度半径在2—10mm之间。

本实用新型所述圆台形凸台的侧面与圆台形凸台的上端面之间为一弧面，该弧面的弧度半径在2—10mm之间。由此使得凸台的侧面与圆台形凸台的上端面之间过度比较圆滑。

本实用新型所述凹模型腔的内壁设置有数个内壁凹槽，所述凸模的凸柱上设置有凸条，该凸条与凹模中的内壁凹槽相匹配。由此使得凸柱在凹模型腔中有定位作用。

本实用新型所述凸柱的横截面形状为一个花瓣形。

本实用新型与现有爪极锻造模具相比，具有以下优点：本实用新型用于制造爪极毛胚，由于本实用新型是闭式结构，使得制造出来的爪极零件没有飞边，能够保证爪极零件的尺寸性能要求，且节约了原材料的用量。本实用新型的使用寿命长、生产效率高、能耗低等。

使用本实用新型时，在本实用新型的凹模型腔内注入加热后熔化的金属原料，用凸模上的凸柱套到凹模中的凹模型腔内，并用压力机挤压凸模，在压力机的作用下，金属原料沿着凹模内的爪形型腔而产生多股径向分流，并快速分流到爪形上端部位置和凹模的爪形型腔内，并在凸模的凸台侧面附近形成上分流区，在凹模的下分流斜面附近形成下分流区，使爪极毛胚成形。这样就使爪极的轴心和爪尖部位不会受到太大的压力，但爪形充填饱满，使得金属在不大的载荷下就能很好地充满爪形型腔。

本实用新型的凹模型腔中没有飞边槽结构，凹模型腔底部有六个闭式爪形型腔，爪形型腔的上部分是六花瓣形结构，凸模的横截面形状同样是个六花瓣形结构，凹模与凸模的六花瓣形结构相互小间隙交错并形成正挤闭式型腔。金属在三向压应力下，很容易填充爪形型腔，且保证爪极的爪形棱角清晰无毛刺，在爪极的爪根六个横腹凹槽间也不会有余块存在。本实用新型制造的爪极毛胚中六爪根部腹板位置和六处凹槽部位均无锻造飞边痕迹，也没有切边痕迹，无需切边工艺，六爪成形质量好，无毛刺。

本实用新型在热预锻成形过程中创新运用了金属分流成形结构设计，六花瓣形的闭式凹模结构使得金属会产生六股径向分流，充填爪形型腔。凸模中凸台侧面与凸台弧面使得爪极毛胚在成形过程中很容易把爪极毛坯的上端面金属分流到爪形上部位置，形成上分流区，为热终锻正挤回流成形奠定基础。凹模弧面使得爪极毛胚上形成了下分流区，可以极大地降低金属充填爪形型腔的流动阻力，最大限度地改善金属流动的紊乱性，提高金属充填爪型腔的能力。

附图说明：

图1为本实用新型中凹模的主视结构示意图。

图2为图1中A—A面剖视后的结构示意图。

图3为图2中A处放大后的结构示意图。

图4为本实用新型中凸模上截下的凸柱放大后的横截面结构示意图。

图5为图4中B—B面剖视后的结构示意图。

图6为图5中B处放大后的结构示意图。

图7为本实用新型中凸模上的凸柱放大后的立体结构示意图。

图8为通过本实用新型制造而成的爪极毛胚放大后的结构示意图。

图9为图8中C—C面剖视后的结构示意图。

图10为图8的立体结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

参见图1—图10，本实用新型包括凹模和凸模，凹模和凸模相匹配。凹模包括凹模体1和凹模型腔2，在凹模型腔2的底部设置有底面21、爪形型腔22和底面凹槽23，底面凹槽23的形状为圆柱形，该底面凹槽23位于底面21的中心，即底面凹槽23的中心轴与凹模的中心轴重叠。在凹模型腔2的内壁上设置有6条内壁凹槽24，本实用新型中内壁凹槽24的条数可以根据实际需要来设置。本实施例中凹模型腔2内所设置的爪形型腔22的个数为6个，本实用新型中的爪形型腔22的个数也可以根据实际需要来设置，如可以设置为5个、7个等等。在底面21与每个爪形型腔22之间均有一个下分流斜面31，下分流斜面31与底面21之间的夹角为α，夹角α的度数为30°，本实用新型中夹角α为锐角，且最好在60。以下。在下分流斜面31靠近爪形型腔22的部分为凹模弧面32，凹模弧面32的弧度半径为6mm，本实用新型中凹模弧面32的弧度半径可以在2—10mm之间。

凸模包括凸模体和凸柱5，凸柱5连在凸模体上，凸柱5的外周设置有凸条7，凸柱5的横截面形状为一个花瓣形，凸条7与凹模中的壁面凹槽24相匹配，使得凸条7与壁面凹槽24之间相互小间隙交错，从而形成闭式型腔，也就是说本实用新型为一闭式结构，这个也使凸柱5能够在凹模型腔2内定位。凸柱5的端面上为一凸台6，凸台6为圆台形，夹角β为凸台6上的凸台侧面61与凸台上端面62之间的夹角，夹角β的度数为30°，本实用新型中夹角β为锐角。在凸台侧面61与凸台上端面62之间为凸台弧面63，该凸台弧面63的弧度半径为6mm，本实用新型中凸台圆弧面63的弧度半径可以在2—10mm之间。

本实用新型是用于制造爪极毛胚8的模具，通过本实用新型制造成型后的毛胚再经过热终端工序就成为成品爪极了。由于汽车发电机爪极中的爪子高而尖且精度要求高，既要满足形状上的要求，又要满足电磁性能要求，这就是爪极制造的难点所在。像这样复杂的高筋类零件，目前锻造工艺中一般都采用开式热模锻工艺或带余块的热反挤成形工艺，但是这些工艺都势必会在爪极的爪根六个横腹间留下切边痕迹，由于该部位的特殊性，这些切边痕迹很难去除。然而这些切边痕迹会影响零件表面质量、发电机的发电能力、感应电动势的波形等使用性能，同时也会因为锻造飞边的存在而带来工艺工序长、打击力量大、模具寿命短、费时费料能耗高等问题。

使用时，在本实用新型的凹模型腔2内注入加热后熔化的金属原料，用凸模上的凸柱5套到凹模中的凹模型腔2内，并用压力机挤压凸模，在压力机的作用下，金属原料沿着凹模内的爪形型腔22而产生多股径向分流，并快速分流到爪形上端部位置和凹模的爪形型腔22内，并在凸模的凸台侧面61附近形成上分流区81，在凹模的下分流斜面31附近形成下分流区82，使爪极毛胚8成形，该爪极毛胚8的爪形上端部有凸起。在爪极毛胚8中，夹角γ是下分流区82中的夹角，该夹角的大小与夹角α相同；夹角δ是上分流区81中的夹角，该夹角的大小与夹角β相同。这样就使爪极的轴心和爪尖部位不会受到太大的压力，但爪形充填饱满，使得金属在不大的载荷下就能很好地充满爪形型腔22。

本实用新型的凹模型腔2中没有飞边槽结构，凹模型腔2底部有六个闭式爪形型腔22，爪形型腔22的上部分是六花瓣形结构，凸模的横截面形状同样是个六花瓣形结构，凹模与凸模的六花瓣形结构相互小间隙交错并形成正挤闭式型腔。金属在三向压应力下，很容易填充爪形型腔22，且保证爪极的爪形棱角清晰无毛刺，在爪极的爪根六个横腹凹槽间也不会有余块存在。本实用新型制造的爪极毛胚8中六爪根部腹板位置和六处凹槽部位均无锻造飞边痕迹，也没有切边痕迹，无需切边工艺，六爪成形质量好，无毛刺。

本实用新型在热预锻成形过程中创新运用了金属分流成形结构设计，六花瓣形的闭式凹模结构使得金属会产生六股径向分流，充填爪形型腔22。凸模中凸台侧面61与凸台弧面63使得爪极毛胚8在成形过程中很容易把爪极毛坯8的上端面金属分流到爪形上部位置，形成上分流区81，为热终锻正挤回流成形奠定基础。凹模弧面32使得爪极毛胚8上形成了下分流区82，可以极大地降低金属充填爪形型腔2的流动阻力，最大限度地改善金属流动的紊乱性，提高金属充填爪型腔的能力。

此外，需要说明的是，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。

Claims (7)

1、一种汽车发电机爪极闭式热预锻模具，包括凹模和凸模，该凹模与凸模相匹配，其特征在于：它为一闭式结构，所述凹模包括凹模型腔，该凹模型腔的底部设置有底面和数个爪形型腔，所述底面与每个爪形型腔之间均有一个下分流斜面，该下分流斜面与底面之间的夹角为锐角；所述凸模包括凸柱，该凸柱的端面上为一凸台，所述凸台为圆台形。

2、根据权利要求1所述的汽车发电机爪极闭式热预锻模具，其特征在于：所述凹模的底面设置有圆柱形的底面凹槽，该底面凹槽的中心轴与凹模的中心轴重叠。

3、根据权利要求2所述的汽车发电机爪极闭式热预锻模具，其特征在于：所述下分流斜面与底面之间的夹角在60°以下。

4、根据权利要求1或2或3所述的汽车发电机爪极闭式热预锻模具，其特征在于：所述下分流斜面靠近爪形型腔的部分为一弧面，该弧面的弧度半径在2—10mm之间。

5、根据权利要求1或2或3所述的汽车发电机爪极闭式热预锻模具，其特征在于：所述圆台形凸台的侧面与圆台形凸台的上端面之间为一弧面，该弧面的弧度半径在2—10mm之间。

6、根据权利要求1或2或3所述的汽车发电机爪极闭式热预锻模具，其特征在于：所述凹模型腔的内壁设置有数个内壁凹槽，所述凸模的凸柱上设置有凸条，该凸条与凹模中的内壁凹槽相匹配。

7、根据权利要求6所述的汽车发电机爪极闭式热预锻模具，其特征在于：所述凸柱的横截面形状为一个花瓣形。

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