一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置及工艺，装置包括齿形上凸模，齿形上凸模和上模座固定，下模通过下模固定板和下模座固定，浮动外模套在下模的外面，浮动外模的底部通过承受预压力的弹簧和下模固定板连接，固定座套在浮动外模的外面，通过螺钉和下模座固定，承受背压的芯轴装在下模的中心孔中，限位块安装在下模座的下面和芯轴之间，通过限位块控制芯轴在下模中的位置，中间销钉插在芯轴和齿形上凸模的中心孔中，用于对坯料定位并保证锻件中心孔的大小；工艺是环形坯料在封闭的模腔中先被径向镦挤成齿形中间件，齿形中间件进一步被成形成爪极锻件，本发明具有工序简单，生产周期短，材料利用率高，产品精度高的优点。
1.一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置，包括齿形上凸模(12)，其特征在于：齿形上凸模(12)和上模座固定，下模(7)通过下模固定板(10)和下模座(9)固定，浮动外模(6)套在下模(7)的外面，浮动外模(6)的底部通过承受预压力的弹簧(11)和下模固定板(10)连接，固定座(4)套在浮动外模(6)的外面，通过螺钉和下模座(9)固定，承受背压的芯轴(8)装在下模(7)的中心孔中，限位块(13)安装在下模座(9)的下面和芯轴(8)之间，通过限位块(13)控制芯轴(8)在下模(7)中的位置，中间销钉(5)插在芯轴(8)和齿形上凸模(12)的中心孔中；
所述的固定座(4)，其台阶孔(4a)用于限制浮动外模(6)的位置，同时能让齿形上凸模(12)通过；其内孔(4b)和浮动外模(6)的外圆柱面(6b)配合；
所述的浮动外模(6)，其内孔(6a)与齿形上凸模(12)、下模(7)和芯轴(8)配合形成封闭型腔；其外形(6b)和固定座(4)内孔(4b)配合；
所述的下模(7)，其固定部分为台阶结构(7a)，通过下模固定板(10)和下模座(9)固定；外圆柱面上的爪齿沟槽(7c)和浮动外模(6)配合形成封闭的爪齿型腔；分流槽(7b)开在爪齿沟槽(7c)的顶部，用于存留多余的坯料；下模(7)的中心孔(7d)，用于放置芯轴(8)；齿形凸起(7e)和浮动外模(6)以及齿形上凸模(12)配合，控制坯料在模腔中的流动；
所述的芯轴(8)，其圆柱形台阶(8a)和限位块(13)配合，用于限制成形初期芯轴(8)在下模(7)中的位置；圆柱面(8b)和下模(7)的中心孔(7d)配合，用于成形爪极锻件(3)的中间凸台；中心孔(8c)中放置中间销钉(5)，用于对圆柱形坯料(1)进行定位并保证爪极锻件(3)中心孔的大小；
所述的齿形上凸模(12)，其固定部分为台阶结构(12a)，用来和上模座固定；骑缝销孔
12b加工在台阶结构(12a)上，防止齿形上凸模(12)在成形过程中转动；齿形凸起(12c)和浮动外模(6)以及下模(7)配合，形成封闭型腔，控制坯料的流动；中心孔(12d)用来和中间销钉(5)配合；
所述的限位块(13)，其内表面为半圆环形(13a)，用于和芯轴(8)配合，限制成形过程中芯轴(8)在下模(7)中的位置，当成形结束时，取下限位块(13)，利用芯轴(8)顶出爪极锻件(3)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置的成形工艺，其特征在于：圆柱形坯料(1)在封闭的模腔中先被径向镦挤成齿形中间件(2)，齿形中间件(2)进一步被成形成爪极锻件(3)，具体为：
1)将纯铁或低碳钢作为原材料的圆柱形坯料(1)加热到1100℃～1200℃后放在下模(7)上；
2)齿形上凸模(12)压下，与浮动外模(6)、下模(7)和芯轴(8)形成封闭型腔后，对圆柱形坯料(1)成形，由于芯轴(8)承受背压P2，成形初期模腔内压力小，芯轴(8)不后退，圆柱形坯料 (1)被径向镦挤成齿形中间件(2)；
3)随着齿形上凸模(12)的进一步压下，模腔内压力持续增大，大于芯轴(8)承受的背压P2后，芯轴(8)被迫后退，坯料流入下模(7)的中心孔(7d)中，齿形中间件(2)齿形端部的材料被挤入爪齿沟槽(7c)，此时浮动外模(6)在齿形上凸模(12)的推动下下行，利用浮动外模(6)对坯料的向下的摩擦力促进爪齿沟槽(7c)的充填，由于芯轴(8)承受背压P2的作用，限制了下模(7)中心孔(7d)中坯料的流动速度，爪极锻件(3)的凸台和爪齿同时充满，少量坯料被挤入下模(7)中分流槽(7b)中，避免了齿形上凸模(12)载荷P1的急剧上升；
4)取下限位块(13)，齿形上凸模(12)回程，利用芯轴(8)顶出爪极锻件(3)。
一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置及工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车爪极精密锻造技术领域，特别涉及一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置及工艺。
背景技术
[0002] 目前，国内外的汽车用发电机爪极的制造工艺有热、温和冷模锻，一般都需要5～9个单独的成形工序，如下料、加热、镦粗、预锻、终锻、切边等，这些工序之间还需要加入一些中间处理，如退火、相变处理和精整等，各个工序都需要单独的成形设备，故爪极制造长期存在着工序复杂，生产周期长，材料利用率低的问题。
[0003] 随着制造业竞争的日益加剧，高效、精密、低耗、优质的产品已经成为制造业提高产品竞争能力的主流追求。
发明内容
[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置及工艺，结构简单，爪极锻件能一次成形，生产周期短，材料利用率高，产品精度高。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置，包括齿形上凸模12，齿形上凸模12和上模座固定，下模7通过下模固定板10和下模座9固定，浮动外模6套在下模7的外面，浮动外模6的底部通过承受预压力的弹簧11和下模固定板10连接，固定座4套在浮动外模6的外面，通过螺钉和下模座9固定，承受背压的芯轴8装在下模7的中心孔中，限位块13安装在下模座9的下面和芯轴8之间，通过限位块13控制芯轴8在下模7中的位置，中间销钉5插在芯轴8和齿形上凸模12的中心孔中，用于对坯料定位并保证锻件中心孔的大小。
[0007] 所述的固定座4，其台阶孔4a用于限制浮动外模6的位置，同时能让齿形上凸模12通过；其内孔4b和浮动外模6的外圆柱面6b配合。
[0008] 所述的浮动外模6，其内孔6a与齿形上凸模12、下模7和芯轴8配合形成封闭型腔；其外形6b和固定座4内孔4b配合。
[0009] 所述的下模7，其固定部分为台阶结构7a，通过下模固定板10和下模座9固定；外圆柱面上的爪齿沟槽7c和浮动外模6配合形成封闭的爪齿型腔；分流槽7b开在爪齿沟槽7c的顶部，用于存留多余的坯料；下模7的中心孔7d，用于放置芯轴8；齿形凸起7e和浮动外模6以及齿形上凸模12配合，控制坯料在模腔中的流动。
[0010] 所述的芯轴8，其圆柱形台阶8a和限位块13配合，用于限制成形初期承受背压的芯轴8在下模7中的位置；圆柱面8b和下模7的中心孔7d配合，用于成形爪极锻件3的中间凸台；中心孔8c中放置中间销钉5，用于对圆柱形坯料1进行定位并保证爪极锻件3中心孔的大小。
[0011] 所述的齿形上凸模12，其固定部分为台阶结构12a，用来和上模座固定；骑缝销孔12b加工在台阶结构12a上，防止齿形上凸模12在成形过程中转动；齿形凸起12c和浮动外模6以及下模7配合，形成封闭型腔，控制坯料的流动；中心孔12d用来和中间销钉5配合。
[0012] 所述的限位块13，其内表面为半圆环形13a，用于和芯轴8配合，限制成形过程中芯轴8在下模7中的位置，当成形结束时，取下限位块13，利用芯轴8顶出爪极锻件3。
[0013] 基于以上一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置的成形工艺，环形坯料1在封闭的模腔中先被径向镦挤成齿形中间件2，齿形中间件2进一步被成形成爪极锻件3，具体为：
[0014] 1）将纯铁或低碳钢作为原材料的环形坯料1加热到1100℃～1200℃后放在下模7上；
[0015] 2）齿形上凸模12压下，与浮动外模6、下模7和芯轴8形成封闭型腔后，对环形坯料1成形，由于芯轴8承受背压P2，成形初期模腔内压力较小，芯轴8不后退，环形坯料1被径向镦挤成齿形中间件2；
[0016] 3）随着齿形上凸模12的进一步压下，模腔内压力持续增大，大于芯轴8承受的背压P2后，芯轴8被迫后退，坯料流入下模7的中心孔7d中，齿形中间件2齿形端部的材料被挤入下模7的爪齿沟槽7c中，此时浮动外模6在齿形上凸模12的推动下下行，利用浮动外模6对坯料向下的摩擦力促进爪齿沟槽7c的充填，由于芯轴8整个成形过程中一直承受背压P2的作用，限制了下模7中心孔7d中坯料的流动速度，爪极锻件3的凸台和爪齿同时充满，少量坯料被挤入下模7中分流槽7b中，避免了齿形上凸模12载荷P1的急剧上升；
[0017] 4）取下限位块13，齿形上凸模12回程，利用芯轴8顶出爪极锻件3。
[0018] 本发明的优点：结构简单，爪极锻件能一次成形，生产周期短，材料利用率高，产品精度高。
附图说明
[0019] 图1为本发明成形装置的结构示意图。
[0020] 图2为本发明固定座4的结构示意图。
[0021] 图3为本发明浮动外模6的结构示意图。
[0022] 图4为本发明下模7的结构示意图。
[0023] 图5为本发明芯轴8的结构示意图。
[0024] 图6为本发明齿形上凸模12的结构示意图。
[0025] 图7为本发明限位块13的结构示意图。
[0026] 图8为本发明工艺流程图。具体实施方案
[0027] 下面结合附图对本发明做详细描述。
[0028] 参照图1，一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置，包括齿形上凸模12，齿形上凸模12和上模座固定，下模7通过下模固定板10和下模座9固定，浮动外模6套在下模7的外面，浮动外模6的底部通过承受预压力的弹簧11和下模固定板10连接，固定座4套在浮动外模6的外面，通过螺钉和下模座9固定，承受背压的芯轴8装在下模7的中心孔中，限位块13安装在下模座9的下面和芯轴8之间，通过限位块13控制芯轴8在下模7中的位置，中间销钉5插在芯轴8和齿形上凸模12的中心孔中，用于对坯料定位并保证锻件中心孔的大小。
[0029] 参照图2，所述的固定座4，其台阶孔4a用于限制浮动外模6的位置，同时能让齿形上凸模12通过；其内孔4b和浮动外模6的外圆柱面6b配合。
[0030] 参照图3，所述的浮动外模6，其内孔6a与齿形上凸模12、下模7和芯轴8配合形成封闭型腔；其外形6b和固定座4内孔4b配合。
[0031] 参照图4，所述的下模7，其固定部分为台阶结构7a，通过下模固定板10和下模座9固定；外圆柱面上的爪齿沟槽7c和浮动外模6配合形成封闭的爪齿型腔；分流槽7b开在爪齿沟槽7c的顶部，用于存留多余的坯料；下模7的中心孔7d，用于放置芯轴8；齿形凸起
7e和浮动外模6以及齿形上凸模12配合，控制坯料在模腔中的流动。
[0032] 参照图5，所述的芯轴8，其圆柱形台阶8a和限位块13配合，用于限制成形初期芯轴8在下模7中的位置；圆柱面8b和下模7的中心孔7d配合，用于成形爪极锻件3的中间凸台；中心孔8c中放置中间销钉5，用于对圆柱形坯料1进行定位并保证锻件3中心孔的大小。
[0033] 参照图6，所述的齿形上凸模12，其固定部分为台阶结构12a，用来和上模座固定；骑缝销孔12b加工在台阶结构12a上，防止齿形上凸模12在成形过程中转动；齿形凸起12c和浮动外模6以及下模7配合，形成封闭型腔，控制坯料的流动；中心孔12d用来和中间销钉5配合。
[0034] 参照图7，所述的限位块13，其内表面为半圆环形13a，用于和芯轴配合，限制成形过程中芯轴在下模中的位置，当成形结束时，取下限位块13后，利用芯轴8顶出爪极锻件3。
[0035] 基于以上一种汽车用发电机爪极闭式热锻成形装置的成形工艺，参照图8，环形坯料1在封闭的模腔中先被径向镦挤成齿形中间件2，齿形中间件2进一步被成形成爪极锻件3，具体是：
[0036] 1）将纯铁或低碳钢作为原材料的环形坯料1加热到1100℃～1200℃后放在下模7上；
[0037] 2）齿形上凸模12压下，与浮动外模6、下模7和芯轴8形成封闭型腔后，对环形坯料1成形，由于芯轴8承受背压P2，成形初期模腔内压力较小，芯轴8不后退，环形坯料1被径向镦挤成齿形中间件2；
[0038] 3）随着齿形上凸模12的进一步压下，模腔内压力持续增大，大于芯轴8承受的背压P2后，芯轴8被迫后退，坯料流入下模7的中心孔7d和爪齿沟槽7c中，分别成形出爪极锻件3的中间凸台和爪齿，但在背压P2的作用下坯料流入下模7的中心孔7d的速度会低于流入爪齿沟槽7c的速度；此时浮动外模6在齿形上凸模12的推动下下行，利用浮动外模6对坯料的向下的摩擦力促进爪齿沟槽7c的充填；最后爪极锻件3的凸台和爪齿同时充满，少量坯料被挤入下模7中分流槽7b中，避免了齿形上凸模12载荷P1的急剧上升；
[0039] 4）取下限位块13，齿形上凸模12回程，利用芯轴8顶出爪极锻件3。
