一种异形曲面定子精密复合塑性成形方法技术

本发明专利技术公开了一种转向助力泵异形曲面定子精密复合塑性成形方法。按以下步骤进行：下料，将坯料加热到完全再结晶温度±１０℃，保温；预热热塑性反挤压模具，温度为２００℃～４００℃，模具涂刷润滑剂，坯料置于热塑性反挤压模具中挤压，得到内型腔曲面单边加工余量≤０．４ｍｍ的毛坯；然后热处理，消除残余应力，加工毛坯的上下端面使平行度≤０．０２ｍｍ，毛坯放入冷精整模具进行冷精整，单边加工余量０．１５ｍｍ～０．２５ｍｍ；加工位置公差≤φ０．０２ｍｍ的定位孔，再次热处理，使其表面和心部硬度达到要求，磨削加工，即制得转向助力泵异形曲面定子。本发明专利技术方法具有成形力小、成形质量好、生产效率高、成本低的特点；且成形零件的耐磨性好、抗疲劳强度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锻造
，涉及一种塑性成形方法，具体涉及一种异形 曲面定子精密复合塑性成形方法，本专利技术还涉及该方法中用于定子成形的模具。
技术介绍
汽车转向助力泵定子内型腔曲面的加工，通常采用原材料直接机械加 工、原材料自由镦粗后进行机械加工或粉未冶金等方法。原材料直接机械加工制得的定子零件，其强度和性能，不能满足汽车转 向助力泵在高速运动过程中对定子零件的要求；原材料自由镦粗后进行机械 加工制成的定子零件，能满足强度和性能要求，但该方法加工定子零件内型 腔曲面，工时长、工序多、效率低、生产成本高；粉未冶金法制造定子零件， 具有节能、节材、高效、省时等特点，但制成的定子零件的内部组织疏松、 耐磨性差，定子零件在汽车转向助力泵中高速运动，极易磨损。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种异形曲面定子精密复合塑性成形方法，节省零 件加工时间，提高生产效率，同时，提高零件的强度和耐磨性。 本专利技术的另一目的是提供上述方法中用于定子成形的模具。 本专利技术所采用的技术方案是， 一种异形曲面定子精密复合塑性成形方 法，包括以下步骤步骤h下料，得到原始坯料，将该原始坯料加热到完全再结晶温度 ±10°C，并保温相应的时间；采吊热塑性反挤压模具，将该热塑性反挤压模具在温度为200。C 40(TC 的环境中预热，然后在模具的工作部位涂刷润滑剂；步骤2:将步骤l加热后的坯料，置于预热后的热塑性反挤压模具中挤 压，形成定子毛坯，控制该定子毛坯内型腔曲面的单边加工余量《0.4mm;步骤4:利用锻造余热，将步骤3得到的定子毛坯，进行相应的热处理， 消除毛坯在热挤压变形过程中形成的残余应力，降低硬度；步骤5:将步骤4热处理后的毛坯切削加工，保证该毛坯上、下两端面的平行度《0.02mm，制得定子半成品；步骤6;将步骤5得到的定子半成品置于冷精整模具中，进行内曲面的冷塑性精整成形，控制精整后毛坯内型腔曲面尺寸的单边加工余量为0.15mm 0.25mm;步骤7:对上步冷精整后的定子半成品加工定位孔，控制定位孔的位置公差《4)0.02mm;步骤8:将上步加工后的半成品，再次进行热处理，使其表面和心部硬度，达到要求的硬度值，得到热处理件；步骤9:将步骤8得到的热处理件，磨削加工，即制得转向助力泵异形 曲面定子。本专利技术所采用的另一技术方案是，上述方法中采用的模具，包括热塑性 反挤压模具和冷精整模具，热塑性反挤压模具，包括上模和下模，其中的上模由自上而下依次设置 的热塑性反挤压凸模垫板和热塑性反挤压凸模冲头组成，热塑性反挤压凸模冲头的外表面固定有环形的热塑性反挤压凸模冲头紧箍圈，热塑性反挤压凸 模冲头紧箍圈的上端面与热塑性反挤压凸模垫板的下端面相接触，其中的下模由从里而外依次固接的热塑性反挤压垫块、环形的热塑性反 挤压凹模壤块和环形的热塑性反挤压凹模组成，热塑性反挤压垫块、热塑性 反挤压凹模与热塑性反挤压凹模壤块的下表面处于同一水平面，热塑性反挤 压垫块的厚度小于热塑性反挤压凹模壤块的厚度。冷精整模具，包括上模的冷精整凸模冲头和环形的冷精整下模，冷精整 凸模冲头的侧表面外形轮廓是两端为圆弧的近似椭圆，冷精整下模的上表面 有一凹槽。本专利技术的特征还在于，其中的热塑性反挤压凸模冲头的横截面外形轮廓是两端为圆弧的近似椭圆形。热塑性反挤压冲头的一个端面设置有5。 25。的径向分流角Y。 径向分流角Y与端面之间设置有半径为3mm 6mm的工作圆角Rl，径向分流角Y与侧壁之间设置有半径为8 mm 15mm的反挤压角R2。 热塑性反挤压凸模冲头与热塑性反挤压凹模壤块同轴。 其中的冷精整凸模冲头由依次设置的冷精整縮径部分、冷精整凸模工作带和冷精整自适应导向部分组成。冷精整凸模工作带与冷精整自适应导向部分和冷精整縮径部分的横截面之间设置有单边0.1mm 0.5mm的径向偏差，冷精整工作带的宽度为20mm 25mm，冷精整自适应导向部分的长度为25mm 30mm，冷精整自适应导向部分端面的倒入角度为3° 5°。 冷精整凸模冲头与冷精整下模同轴。本专利技术与现有的原材料机械加工、原材料自由锻+机械加工和粉未冶金 工艺三种方法相比，具有以下有益效果1. 与棒材机械加工相比，其原材料利用率高，加工费用低；既縮短了生 产周期，细化了晶粒，又降低了生产成本。2. 与棒材自由锻+机械加工工艺相比，减少了数控加工工时，提高了生 产率，降低生成成本。3. 与粉未冶金相比，制得的定子的内部组织致密，提高了定子的耐磨性， 延长其使用寿命。4. 本专利技术适用于各类汽车转向助力泵定子内型腔异型曲面的生产。5. 通过热塑性变形过程，减少了坯料的轴向压力，解决了毛坯内型腔曲 面的成形问题；通过冷塑性成形过程，对内型腔曲面进行精整，保证内型腔 曲面的尺寸精度和表面粗糙度要求。解决了现有技术中存在的零件加工工时 长、生产效率低以及强度和耐磨性低的问题。6. 本专利技术具有成形力小、成形质量好、生产效率高、成本低的优点；成 形零件具有机械性能好、耐磨性高、曲面成形精度高的特点。附图说明图1是本专利技术方法中用于热挤压的热塑性挤压模具结构示意图2是本专利技术方法中热塑性挤压模具的热塑性反挤压凸模结构示意其中，a是主视图，b是左视图3是本专利技术方法中用于精整形的冷精整模具结构示意图4是本专利技术方法中冷精整模具的冷精整凸模冲头结构示意图；其中，a是主视图，b是左视图。图中，l.热塑性反挤压凸模冲头，2.热塑性反挤压凸模冲头紧箍圈，3.热塑性反挤压凸模垫块，4.热塑性反挤压凹模，5.热塑性反挤压凹模壤块， 6.热塑性反挤压垫块，7.冷精整凸模冲头，8.工件，9.冷精整下模。其中，I.冷精整缩径部分，II.冷精整凸模工作带，III.冷精整自适应导 向部分。 具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术方法，按以下步骤进行步骤l:下料，得到原始坯料，将该原始坯料加热到材料的完全再结晶 温度士1(TC，并保温相应的时间；采用定子热塑性反挤压模具，对该热塑性反挤压模具进行预热，预热温度为20(TC 40(rC，然后，将石墨和炮油混合组成的润滑剂涂刷于模具的工 作部位，对模具进行润滑；步骤2:将步骤1得到的坯料置于处理后的热塑性反挤压模具中进行热塑性挤压，得到毛坯，控制该毛坯内型腔曲面尺寸的单边加工余量《0.4mm;歩骤4:依据所选用的坯料的材质，利用步骤3得到的毛坯的锻造余热，将该毛坯放入箱式电阻炉中进行相应的热处理工艺，以消除热挤压变形过程中的残余应力，降低材料硬度；步骤5:将上步热处理后的毛坯进行切削加工，去除热塑性反挤压产生的毛坯连皮，同时加工定子毛坯的上下端面和外圆，保证上下两端面的平行度S0.02mm，得到定子半成品；步骤6;采用冷精整模具，将步骤5得到的定子半成品置于该冷精整模具中，进行内曲面的冷塑性精整成形，利用冷精整凸模冲头7的自适应导向 功能，使冷精整后定子半成品内型腔曲面尺寸的单边加工余量为0.15mm 0.25mm;步骤7:对上步冷精整后的定子半成品加工定位孔，控制定位孔的位置公差《小0.02mm;步骤8:将上步加工完定位孔的定子半成品进行与其材质相应的热处理， 使其内曲面表面硬度和心部硬度达到规定的硬度范围，得到热处理件；步骤9:将步骤8得到的热处理件置于QCK005B内曲面专用磨床本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形曲面定子精密复合塑性成形方法，包括以下步骤：步骤１：下料，得到原始坯料，将该原始坯料加热到完全再结晶温度±１０℃，并保温相应的时间；采用热塑性反挤压模具，将该热塑性反挤压模具在温度为２００℃～４００℃的环境中预热，然 后在模具的工作部位涂刷润滑剂；步骤２：将步骤１加热后的坯料，置于预热后的热塑性反挤压模具中挤压，形成定子毛坯，控制该定子毛坯内型腔曲面的单边加工余量≤０．４ｍｍ；步骤４：利用锻造余热，将步骤３得到的定子毛坯，进行相应的热处理 ，消除毛坯在热挤压变形过程中形成的残余应力，降低硬度；步骤５：将步骤４热处理后的毛坯切削加工，保证该毛坯上、下两端面的平行度≤０．０２ｍｍ，制得定子半成品；步骤６；将步骤５得到的定子半成品置于冷精整模具中，进行内曲面的冷塑性 精整成形，控制精整后毛坯内型腔曲面尺寸的单边加工余量为０．１５ｍｍ～０．２５ｍｍ；步骤７：对上步冷精整后的定子半成品加工定位孔，控制定位孔的位置公差≤φ０．０２ｍｍ；步骤８：将上步加工后的半成品，再次进行热处理，使其表面和心 部硬度，达到要求的硬度值，得到热处理件；步骤９：将步骤８得到的热处理件，磨削加工，即制得异形曲面定子。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺冠雄，王超，赵恒义，徐东，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第十二研究所，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]