浅谈磁极的精密锻造成形及数值模拟作者：杨继春 刘亮华分词技术来源：《中国新技术新产品》2013年第10期 摘 要：分析了磁极锻造成形的特点，对传统锻造工艺进行改进，制定热锻和冷精整相结合的反向挤压新工艺。基于DEFORM-3D软件，应用刚塑性有限元算法对磁极精密锻造成形新工艺进行数值模拟，得到锻造过程中材料的流动状态和等效应变分布规律。 关键词：磁极；精密锻造；数值模拟
中图分类号：TG31 文献标识码：A
磁极是汽车交流发电机上的重要元件，由于交流发电机的电动势波形近似于正弦曲线，磁极的形状和电磁性能直接影响交流电动势的波形，因此磁极做成六个尖齿状，其形状和尺寸如图1所示。该零件形状比较复杂，极尖部分只有5mm宽，高度28.8mm，比较细小，金属塑性成形时型腔较难填充满。
1.磁极的精密锻造工艺
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开口料该零件早期采用铸造工艺，生产出的磁极存在缩孔、疏松、偏析等缺陷，严重影响磁极的电磁性能，不能满足其性能要求。根据零件形状，采用塑性成形时材料由中间向四周流动，最后填充六个极爪部位。传统的磁极锻造工艺为：下料→分离式行车记录仪加热→镦粗→预锻→青铜截止阀终锻→切边→机加工，该工艺工序复杂，材料利用率低且预锻型腔和终锻型腔较难配合，在终锻时容易出现折叠和型腔填充不满。
改进后的磁极精密锻造工艺为：下料→加热→墩粗→反挤压成形→热切边→余温正火→磷化皂化处理→冷精整。反挤压成形时采用异形冲头，如图虚拟试衣技术
2（a）所示。塑性成形时，随着冲头的下压材料被异形冲头的六个凸台分成六份，继续下压后材料受阻于凹模内壁，转而向与冲头运动相反的方向流动，填充六个极爪。由于下料体积尺寸的误差、模具的加工精度、毛坯温度和模具温度的波动等种种因素的影响，很难保证下料体积与模具型腔体积相同，因此在异形冲头的六个凹形底部加设1mm深的溢流腔，可以抑制锻造结束时变形抗力的无限增大，提高了模具寿命。利用锻后余热进行等温正火，可省去一次退火加热，降低了能耗和生产成本。
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