CN110932436B - 一种混合励磁发电机用爪极及其热锻精整制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合励磁发电机用爪极及其热锻精整制造工艺，涉及爪极生产的技术领域，解决了目前爪极组装都是先装磁铁再对接爪极，整体操作较为麻烦的问题，其技术方案要点是：包括一体设置的底板、爪尺和磁轭，所述爪尺的两侧壁上开设有磁铁安装槽，磁铁安装槽一端延伸至爪尺与底板的对接处，另一端贯穿出爪尺，所述爪尺向远离底座方向逐渐变窄，所述底板上开设有与磁铁安装槽连通用于供磁铁滑入的滑移槽。本发明提供的爪极及其制造工艺能够先对接爪极，再进行磁铁的安装，从而方便整体的组装。

Description

一种混合励磁发电机用爪极及其热锻精整制造工艺

技术领域

本发明涉及爪极生产的技术领域，特别涉及一种混合励磁发电机用爪极及其热锻精整制造工艺。

背景技术

混合励磁发电机是一种高功率轻量化的发电机，其较比普通发电机的不同之处在于发电机转子前后爪极之间镶嵌永磁体，大大增加了爪极的导磁性能，从而大大的增加了发电机的输出功率和效率。

参照附图5，现有的爪极由底板11、爪尺12和磁轭13组成，其中爪尺12均匀布设在底板11边沿处，且爪尺12的两侧壁上开设有磁铁安装槽121，底板11、爪尺12和磁轭13为一体式结构，贯穿爪极1中轴线处开设有一内孔14。

爪极在安装时，先将磁铁安装在前爪极的磁铁安装槽内，随后再进行前爪极和后爪极的组装，前爪极和后爪极的磁铁安装槽互相配合对磁铁进行限位。

上述现有技术存在以下缺陷，在安装时必须将磁铁先装在一个爪极的磁铁安装槽内后，再安装另一个爪极，在安装后一个爪极时，必须使后一爪极的磁铁安装槽与已安装完成的磁铁对准后才能进行组装，对工人的操作要求较高。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种混合励磁发电机用爪极，能够方便将磁铁安装进两爪极之间。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种混合励磁发电机用爪极，包括一体设置的底板、爪尺和磁轭，所述爪尺的两侧壁上开设有磁铁安装槽，磁铁安装槽一端延伸至爪尺与底板的对接处，另一端贯穿出爪尺，所述爪尺向远离底座方向逐渐变窄，所述底板上开设有与磁铁安装槽连通用于供磁铁滑入的滑移槽。

通过采用上述技术方案，通过滑移槽的开设，在安装时，可以先将两个爪极进行对接安装，随后再通过一侧爪极的滑移槽与另一爪极磁铁安装槽的贯穿开口端滑入磁铁安装槽内完成安装，磁铁与爪极之间会吸附不会掉落；通过使爪尺向远离底座方向逐渐变窄的设置，能够方便其卡入另一爪极的两爪尺之间。

本发明的第二个目的是提供一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其加工出的爪极，能够方便将磁铁安装进入两爪极之间。

一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，用于对上述的爪极进行生产，包括如下具体步骤：

S1、下料，通过切料机，将圆柱状的长胚切断成若干段待加工原件；

S2、加热，通过中频炉对原件进行升温加热；

S3、锻造，通过压力机对升温后的原件进行锻造并加工出初成品；

S4、切边，通过冲床将锻造后初成品周圈的飞边切断；

S5、抛丸，通过抛丸机对切边后的工件进行表面处理；

S6、钻孔，通过钻床加工内孔；

S7、精修，通过车床上的镗刀对内孔进行精修；

其中S3中，压力机具有用于成型底板的下模座以及用于成型爪尺和磁轭的上模座，所述下模座内具有成型滑移槽的成型块，压力机驱动上模座和下模座对接合模成型爪极。

通过采用上述技术方案，通过上模座与下模座对接合模从而实现爪极的成型，下模座内的成型块能够在爪极的锻造过程中将滑移槽一并成型。

本发明进一步设置为：S7之后，还具有S8、精整，对内孔进行整形；S8中具体包括有直径比内孔标准孔径大0.04mm的钢珠以及将钢珠压入加工后成品内孔中的整形装置，所述整形装置包括供爪极放置的支撑座以及开设在支撑座中心位置用于供滚珠下落的下料通道，所述支撑座上设有供爪极以内孔同轴于下料通道的状态放置于支撑座上的定位结构，所述整形装置还包括位于支撑座上方将钢珠挤压穿过内孔并落入下料通道内的挤压机构。

通过采用上述技术方案，在生产时内孔的孔径要求比较精准，上述爪极的内孔误差就需要控制在0-0.04mm之内，精准的镗刀能够将误差控制在±0.01mm以内，因此在一般情况下设置时会将镗刀加工的内孔尺寸较比标准内孔尺寸多0.02mm，使镗刀加工而出的内孔尺寸范围控制在0.01-0.03mm之间以满足加工需求，但是在镗刀长时间使用后，会出现磨损使加工的偏差会进一步增大，进而导致内孔加工后孔径会出现偏差；通过使钢珠直径比标准内孔的孔径大0.04mm，属于误差允许范围之内，因此钢珠可以放置在内孔直径比其小的爪极上，之后再将放置有钢珠的爪极放置在支撑座上，支撑座上的定位结构对钢珠进行定位，从而使下料通道与爪极的内孔对准，随后挤压机构将钢珠向下挤压，使钢珠通过内孔并落入下料通道内，钢珠在通过内孔后实现对爪极内孔的整形效果，将原先偏小的内孔扩张，提高了内孔的加工精度；另外，若钢珠直接从爪极的内孔中掉出，则说明该爪极的内孔加工不合格，还能起到检验效果。

本发明进一步设置为：S8中还包括有与内孔标准直径一致的滚珠，在压钢珠前，先将滚珠放在爪极内孔上对内孔进行检测。

通过采用上述技术方案，通过设置有滚珠，在压钢珠前先通过滚珠进行检测，若滚珠能直接通过爪极的内孔，则说明该爪极内孔较比标准孔径偏大，若钢珠放置在该爪极内孔上无法通过，则说明该爪极内孔符合标准尺寸，无需进行精整；若滚珠无法通过爪极的内孔，则钢珠同样也无法通过，此时需要钢珠进行精整。

本发明进一步设置为：所述支撑座为圆柱状，且下料通道于支撑座同轴设置，所述定位结构包括开设在支撑座端面与爪极的磁轭外圆面相适配的定位槽，所述定位槽与下料通道同轴设置。

通过采用上述技术方案，通过使定位槽与磁轭外圆面相适配，能够使得爪极放置于支撑座上方时，内孔、定位槽、下料通道位于同一轴线上。

本发明进一步设置为：所述整形装置还包括供支撑座设置的基座，所述挤压机构包括设置在基座上支架以及固设在支架上的液压缸，所述液压缸具有与下料通道同轴设置的活塞杆，且活塞杆的直径小于钢珠直径。

通过采用上述技术方案，支架对液压缸起到固定作用，液压缸固设在支架上，通过其活塞杆将滚珠向下压，使滚珠向下穿过内孔，对进入下料通道。

本发明进一步设置为：所述支架包括固设在基座上的导向杆、固设在导向杆顶部的固定板以及上下活动设置在导向杆上的移动板，所述液压缸为二级伸缩液压缸，其一级活塞杆与移动板固定连接且伸至移动板下端，一级活塞杆的直径大于底板的直径，二级活塞杆为用于挤压钢珠的活塞杆。

通过采用上述技术方案，通过将将液压缸设置为二级伸缩液压缸，在液压缸下压的过程中，一级活塞杆先与磁轭相抵并将钢珠压入内孔中，随后二级活塞杆再伸入内孔并将钢珠压入下料通道内。

本发明进一步设置为：所述基座内设置有与下料通道连通的导向通道，所述导向通道的另一端连接有一钢珠回收盒。

通过采用上述技术方案，通过设置有钢珠回收盒，从内孔下料通道中滚落的钢珠能够直接落至钢珠回收盒内。

本发明进一步设置为：S7中镗刀精修尺寸后内孔尺寸比内孔标准尺寸大0.03mm。

通过采用上述技术方案，在镗刀加工初时，偏差会控制在0-0.02mm之间，属于误差允许范围之内，在镗刀出现磨损后会加工偏差扩大，当镗刀加工出的内孔直径比标准孔径的内孔略小时，可以通过精整工序进行整形，但当镗刀加工出的内孔直径比标准的内孔孔径大时，则精整过程中钢珠会直接从内孔中掉落，说明该爪极内孔不合标准，同时提示操作人员需要对镗刀进行更换；通过将镗刀精修的尺寸设置为比内孔标准尺寸偏大0.03mm，在镗刀出现磨损后，能够允许镗刀的加工偏差扩大到±0.03mm，增大了镗刀加工的误差范围，提高了镗刀的使用寿命。

本发明进一步设置为：S3步骤具体包括有：S3.1、镦粗，通过冲压机将切断后的原件挤压使之高度减小横截面增大；S3.2、粗锻，通过压力机对其进行初步锻造；S3.3，精锻，通过压力机进行二次锻造完成锻造过程；

S5之后还包括有S5.0、整形，通过压力机对抛丸完成后的产品再一次整形；

S5之前还设置S4.0、退火，通过退火炉对切边完成之后的产品进行退火处理；

S8之后还设置S9、去毛刺。

通过采用上述技术方案，先通过镦粗扩大原件的横截面，从而增大压力机对其的施力面积，方便通过压力机对原件进行锻造，随后通过二次锻造对原件进行锻造，能够避免原件单次锻造负荷过大所造成的结构损坏；在热锻完毕后，成品冷却以及抛丸后会出现产品细微的变形，此时再一次对产品进行整形能够提升加工后产品的精度；通过设置有退火工序，能够降低产品内部残余应力，稳定尺寸，减少产品变形与裂纹倾向。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过设置有精整工序，其中钢珠直径比标准内孔的孔径大0.04mm，属于误差允许范围之内，因此钢珠可以放置在内孔直径比其小的爪极上，之后再将放置有钢珠的爪极放置在支撑座上，支撑座上的定位结构对钢珠进行定位，从而使下料通道与爪极的内孔对准，随后挤压机构将钢珠向下挤压，使钢珠通过内孔并落入下料通道内，钢珠在通过内孔后实现对爪极内孔的整形效果，将原先偏小的内孔扩张，对内孔实现精整，提高了内孔的加工精度；另外，若钢珠直接从爪极的内孔中掉出，则说明该爪极的内孔加工不合格，还能起到检验效果；

2.通过滚珠的设置，在压钢珠前，先将滚珠放置于爪极的内孔上，若滚珠不能通过爪极的内孔，则说明该爪极的内孔较比标准内孔的孔径小，需要通过压钢珠进行扩孔；若滚珠能直接通过爪极的内孔，则说明该爪极内孔的孔径较比标准孔径要大，此时再将钢珠放置于该爪极的内孔上，若钢珠无法直接通过爪极的内孔，则说明该爪极内孔的孔径符合标准；若钢珠仍能通过该爪极的内孔，则说明该爪极尺寸不符合规格，同时提醒工作人员可以对镗刀进行更换。

附图说明

图1为本实施例中爪极的结构图；

图2为本实施例中爪极制造工艺的整体流程图；

图3为本实施例整形装置的整体结构示意图；

图4为本实施例基座和支撑座的剖视结构图；

图5为现有的爪极结构图。

图中，1、爪极；11、底板；111、滑移槽；12、爪尺；121、磁铁安装槽；13、磁轭；14、内孔；21、基座；211、导向通道；212、钢珠回收盒；22、支撑座；221、定位槽；222、下料通道；23、定位结构；24、挤压机构；25、钢珠；26、支架；261、导向杆；262、移动板；263、固定板；27、液压缸；271、一级活塞杆；272、二级活塞杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种混合励磁发电机用爪极，参照图1，包括一体设置的底板11、爪尺12和磁轭13，爪尺12的两侧壁上开设有磁铁安装槽121，磁铁安装槽121一端延伸至爪尺12与底板11的对接处，另一端贯穿出爪尺12，爪尺12向远离底座方向逐渐变窄，底板11上开设有与磁铁安装槽121连通用于供磁铁滑入的滑移槽111。

在使用时，先将本申请的爪极与现有的爪极对接后，再将磁铁从本申请爪极的滑移槽111中滑入，磁铁与另一爪极的底座相抵后完成磁铁的安装，随后再通过蜡封实现磁铁的定位。

实施例二：

一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，用于对实施例一中所述的爪极进行制造，参照图2，包括如下具体步骤：

S1、下料，通过切料机，将圆柱状的长胚切断成若干段待加工原件，其中切断后原件的高度与直径比小于2。

S2、加热，通过中频炉对原件进行升温加热，方便后续的锻造。

S3、锻造，通过压力机对升温后的原件进行锻造并加工出出成品。

S3中具体包括有：S3.1、镦粗，通过冲压机将加热后的原件挤压使之高度减小横截面增大，同时去除表面的氧化皮；S3.2、粗锻，通过630T摩擦压力机对镦粗后的产品进行初步锻造；S3.3、精锻，通过300T摩擦压力机进行二次锻造，完成锻造过程。其中镦粗、粗锻及精锻过程中所采用的压力机均具有用于成型底板11的下模座以及用于成型爪尺12和磁轭13的上模座，下模座内具有成型滑移槽111的成型块，压力机驱动上模座和下模座对接合模成型爪极。

S4、切边，待锻造完成后的产品冷却后，通过冲床将锻造后的初成品周圈的飞边切断，在其他实施例中也可以在切边完成后再进行产品的冷却。

S4.0、退火，将切边完成后的锻件放入退火炉内进行退火，降低产品内部残余应力，稳定尺寸，减少产品变形与裂纹倾向。

S5、抛丸，通过抛丸机对退火完成后工件进行表面处理，去除锻件表面的氧化皮。

S5.0、整形，通过压力机对抛丸完成后的产品再一次整形，其中压力机为160T压力机，在整形过程中通过上下模对接的方式对爪极1进行整形。

S6、钻孔，通过钻床对钻出内孔14。

S7、精修，通过车床上的镗刀对内孔14进行精修，其中镗刀精修后内孔14尺寸比内孔14标准尺寸大0.02mm。

S8，精整，对内孔14进行整形；

S9、去毛刺，通过锉刀或白钢刀去除表面的毛刺。

参照图3和图4，其中S8中具体包括有直径与内孔14标准孔径相同的滚珠（图中未示出）、与内孔14标准孔径大0.04mm的钢珠25以及将钢珠25压入加工后成品内孔14中的整形装置。

整形装置包括基座21、支撑座22以及挤压机构24，其中支撑座22设置在基座21上，挤压机构24包括支架26和液压缸27，支架26包括多根固设在基座21上的导向杆261、活动设置在导向杆261上的移动板262以及固定在导向杆261顶部的固定板263。

液压缸27固设在固定板263上，且与支撑座22同轴设置，液压缸27为二级伸缩液压缸27，其包括有一级活塞杆271以及活动设置在一级活塞杆271内的二级活塞杆272，其中一级活塞杆271的直径大于底板11的直径，且一级活塞杆271下端伸出移动板262并与移动板262焊接固定，二级活塞杆272的直径小于钢珠25直径。

支撑座22整体呈圆柱状，其顶部设置有供爪极1进行定位的定位结构23，定位结构23为同轴开设在支撑座22顶部用于供磁轭13嵌入的定位槽221，支撑座22内部同轴开设有直径大于钢珠25直径的下料通道222，下料通道222上端与定位槽221连通。

基座21内部开设有与下料通道222下端连通的导向通道211，导向通道211与下料通道222的直径相同，导向通道211未与下料通道222相连的一端连接有固定在基座21上的钢珠回收盒212。

在压钢珠25前，先将滚珠放置于爪极1的内孔14上，若滚珠不能通过爪极1的内孔14，则说明该爪极1的内孔14较比标准内孔14的孔径小，需要通过压钢珠25进行扩孔；若滚珠能直接通过爪极1的内孔14，则说明该爪极1内孔14的孔径较比标准孔径要大，此时再将钢珠25放置于该爪极1的内孔14上，若钢珠25无法直接通过爪极1的内孔14，则说明该爪极1内孔14的孔径符合标准；若钢珠25仍能通过该爪极1的内孔14，则说明该爪极1尺寸不符合规格，同时提醒工作人员可以对镗刀进行更换。

在压钢珠25时，将钢珠25放在爪极1内孔14外端，之后将爪极1放置在支撑座22上，磁轭13外圆面嵌入定位槽221，此时启动液压缸27，一级活塞杆271带动移动板262在滑杆上向下移动，一级活塞杆271将钢珠25挤压进入内孔14内同时压紧爪极1，随后二级活塞杆272伸出一级活塞杆271顶触钢珠25，之后将钢珠25从内孔14推出，钢珠25通过内孔14、导向通道211，滚动至钢珠回收盒212内，二级活塞杆272先复位收回，然后一级活塞杆271带动移动板262复位收回，工作结束。

需要说明的是，液压缸27采用二级伸缩液压缸27只是一种优选的方式，二级伸缩液压缸27即多级伸缩液压缸27中的一种，为现有技术，本实施例中不做赘述。液压缸27也还可以为单活塞的液压缸27，单活塞用于推动钢珠25经过内孔14。移动板262的驱动源也可以单独在顶板上再安装一个单活塞的液压缸27进行驱动。在其它实施方式中，也可以将移动板262去除，移动板262主要起到辅助压紧爪极1的作用。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，用于对爪极进行生产，爪机包括一体设置的底板（11）、爪尺（12）和磁轭（13），所述爪尺（12）的两侧壁上开设有磁铁安装槽（121），所述磁铁安装槽（121）一端延伸至爪尺（12）与底板（11）的对接处，另一端贯穿出爪尺（12），所述爪尺（12）向远离底座方向逐渐变窄，所述底板（11）上开设有与磁铁安装槽（121）连通用于供磁铁滑入的滑移槽（111），其特征在于：包括如下具体步骤：

S1、下料，通过切料机，将圆柱状的长胚切断成若干段待加工原件；

S2、加热，通过中频炉对原件进行升温加热；

S3、锻造，通过压力机对升温后的原件进行锻造并加工出初成品；

S4、切边，通过冲床将锻造后初成品周圈的飞边切断；

S5、抛丸，通过抛丸机对切边后的工件进行表面处理；

S6、钻孔，通过钻床加工工件的内孔（14）；

S7、精修，通过车床上的镗刀对内孔（14）进行精修；

其中S3中，压力机具有用于成型底板（11）的下模座以及用于成型爪尺（12）和磁轭（13）的上模座，所述下模座内具有成型滑移槽（111）的成型块，压力机驱动上模座和下模座对接合模成型爪极；

S7之后，还具有S8、精整，对内孔（14）进行整形；S8中具体包括有直径比内孔（14）标准孔径大0.04mm的钢珠（25）以及将钢珠（25）压入加工后的成品内孔（14）中的整形装置，所述整形装置包括供爪极放置的支撑座（22）以及开设在支撑座（22）中心位置用于供钢珠（25）下落的下料通道（222），所述支撑座（22）上设有供爪极以及内孔（14）在同轴于下料通道（222）的状态下放置于支撑座（22）上的定位结构（23），所述整形装置还包括位于支撑座（22）上方将钢珠（25）挤压穿过内孔（14）并落入下料通道（222）内的挤压机构（24）。

2.根据权利要求1所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，所述支撑座（22）为圆柱状，且下料通道（222）于支撑座（22）同轴设置，所述定位结构（23）包括开设在支撑座（22）端面与爪极（1）的磁轭（13）外圆面相适配的定位槽（221），所述定位槽（221）与下料通道（222）同轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，S8中还包括有与内孔（14）标准直径一致的钢珠（25），在压钢珠（25）前，先将钢珠（25）放在爪极（1）内孔（14）上对内孔（14）进行检测。

4.根据权利要求1所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，所述整形装置还包括供支撑座（22）设置的基座（21），所述挤压机构（24）包括设置在基座（21）上的支架（26）以及固设在支架（26）上的液压缸（27），所述液压缸（27）具有与下料通道（222）同轴设置的活塞杆，且活塞杆的直径小于钢珠（25）直径。

5.根据权利要求4所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，所述支架（26）包括固设在基座（21）上的导向杆（261）、固设在导向杆（261）顶部的固定板（263）以及上下活动设置在导向杆（261）上的移动板（262），所述液压缸（27）为二级伸缩液压缸（27），其一级活塞杆（271）与移动板（262）固定连接且伸至移动板（262）下端，一级活塞杆（271）的直径大于底板（11）的直径，二级活塞杆（272）为用于挤压钢珠（25）的活塞杆。

6.根据权利要求5所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，所述基座（21）内设置有与下料通道（222）连通的导向通道（211），所述导向通道（211）的另一端连接有一钢珠回收盒（212）。

7.根据权利要求1所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，S7中镗刀精修尺寸后的内孔（14）尺寸比内孔（14）标准尺寸大0.03mm。

8.根据权利要求1所述的一种混合励磁发电机用爪极热锻精整制造工艺，其特征在于，S3步骤具体包括有：S3.1、镦粗，通过冲压机将切断后的原件挤压使之高度减小横截面增大；S3.2、粗锻，通过压力机对其进行初步锻造；S3.3，精锻，通过压力机进行二次锻造完成锻造过程；

S5之后还包括有S5.0、整形，通过压力机对抛丸完成后的产品再一次整形；

在S4之后且S5之前还设置S4.0、退火，通过退火炉对切边完成之后的产品进行退火处理；

S8之后还设置S9、去工件的毛刺。

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