專利名稱：定子的加工工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定子的加工方法，尤其是一種WP系列馬達的定子冷擠精拉的加工工藝方法，屬于機械產(chǎn)品設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
WP系列馬達是一種軸配流擺線液壓馬達，具有體積小、扭矩大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。其主要零件由殼體、輸出軸、定轉(zhuǎn)子副、隔盤、后蓋、聯(lián)動軸等組成。其中定轉(zhuǎn)子副是馬達的動力產(chǎn)生源，屬于核心零件，同樣也是所有零件中加工工藝最為復(fù)雜的零件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到整臺馬達的性能?，F(xiàn)有的WP馬達定轉(zhuǎn)子副采用整體式結(jié)構(gòu)，材料為20CrMnTiH，滲碳淬火處理。可以減輕了工作過程中磨損，降低了內(nèi)部泄漏。同樣整體式結(jié)構(gòu)也給加工上帶來了一定難度， 現(xiàn)有的加工路線如下選取20CrMnTiH標(biāo)準(zhǔn)棒料，在1050°C的溫度下進行鍛造，鍛造壓力為 630噸，后續(xù)進行調(diào)質(zhì)處理，再通過車外圓、兩端面、密封槽、鏜內(nèi)孔和拉內(nèi)形腔等一系列的工藝步驟，加工出成品?，F(xiàn)有的工藝方法的主要瓶頸在于大余量的拉削。首先，在保證一次拉削加工效率的前提下，必須定制加長行程的拉床，形成為2300mm。如此加長行程的拉床目前在國內(nèi)還不多見，定制成本比標(biāo)準(zhǔn)機床預(yù)估高出50%左右。其次，加長行程機床意味著拉刀的加長， 目前國內(nèi)普遍的拉刀制造和修磨長度在1800mm-2000mm內(nèi)，能加工2300mm長度的廠家，目前國內(nèi)只有極少數(shù)。單把拉刀報價在RMB70000左右，拉刀易彎曲，修磨困難，一次修磨費用約RMB5000。加工及修磨周期均受限于制造廠家。綜上所述，現(xiàn)有的工藝方法盡管工藝路線短，工序簡單，先期投入少。但存在如下缺點毛坯加工余量大，拉削厚度單邊8. 3mm ；拉刀制造復(fù)雜、制造、修磨成本較高；車削大排量定子鏜孔易震刀，切削效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種定子的加工工藝方法，毛坯切削余量小，單邊約0. 3mm-0. 5mm ；無需定制專用拉床，拉刀制造簡單、修磨成本低；無需車削內(nèi)孔，零件熱處理性能好，材料的抗疲勞能力提高；簡化了拉削工序，拉刀長度縮短；采用了冷擠工藝，增加了材料的流動性能，且在冷擠工序中摻插了多次球化退火工藝，更加細(xì)化了材料的組織顆粒，在后續(xù)的滲碳淬火工藝中，減小了粗晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，極大地提高了材料本身的抗疲勞強度。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種定子的加工工藝方法，該方法包括如下步驟步驟100 將標(biāo)準(zhǔn)棒料經(jīng)冷擠制成定子毛坯；步驟200 對步驟100的定子毛坯車削外圓、端面和密封槽，制成定子半成品；步驟300 對步驟200的定子半成品精拉削內(nèi)孔，制成成品定子。
所述的步驟100具體包括步驟101 下料，取Φ 70-100mm的20CrMnTiH標(biāo)準(zhǔn)棒料，分割成50_70mm長的棒料段；步驟102 制坯，將步驟101分割的棒料段，進行表面車削，去除氧化皮；步驟103 —次退火，退火溫度750°C _850°C，保溫時間；35_55小時；步驟104 —次軟化處理，包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后磷化處理使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，浸泡溫度為50°C -90 時間為5-20min ；皂化處理使用皂化粉涂覆在經(jīng)磷化處理后的棒料段表面，涂覆溫度為 50 0C -90 0C ；步驟105 壓孔，在經(jīng)上述步驟處理后的棒料段中心擠壓盲孔，盲孔直徑為 Φ30-45πιπι，深70-90mm，擠后零件長度70_100mm，外徑與步驟102制坯后的外徑相同；步驟106 沖飛邊，沖去步驟105中留下的盲孔，形成通孔環(huán)狀零件，其外徑與步驟 102制坯后的外徑相同，內(nèi)徑30-45mm，總長70_100mm ；步驟107 二次退火，退火溫度750°C _850°C，保溫時間；35_55小時；步驟108 二次軟化處理，包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后磷化處理使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，浸泡溫度為50°C -90°C， 時間為5-20min ；皂化處理使用皂化粉涂覆在經(jīng)磷化處理后的棒料段表面，涂覆溫度為 50 0C -90 0C ；步驟109 擠型腔，對經(jīng)上述步驟處理過的棒料段進行二次擠壓，擠壓內(nèi)部型腔從通孔環(huán)狀制成定子毛坯，直徑為Φ80-100πιπι，長度為100-150mm。所述的步驟101中，所述的分割標(biāo)準(zhǔn)棒料，采用GW4(^8鋸床進行。所述的步驟102 中，所述的制坯，采用C6140車床進行。所述的步驟105中所述的擠壓盲孔，采用壓力機進行，壓力為400-600噸。所述的步驟106中，所述的沖飛邊，采用沖床進行，沖壓力63噸。 所述的步驟103和步驟107，所述的退火，采用RJ-90真空井式退火爐，退火溫度為780°C， 保溫時間48小時。所述的步驟104和步驟108，磷化溫度為80°C，時間為IOmin ；皂化溫度為 80 0C ο所述的步驟200具體包括步驟201 以定子毛坯的一側(cè)端面定位，以步驟109已擠壓成型的內(nèi)腔定位，車削
一端外圓、端面，車密封槽，保證端面與型腔垂直度；步驟202 以定子毛坯的另一端面定位，夾持車削外圓，車另一端面、密封槽和外圓，同時保證加工端面與內(nèi)型腔的垂直度。所述的步驟300具體包括拉削內(nèi)孔，內(nèi)腔單邊最大切削厚度0. 3mm至0. 5mm。為了使拆卸修磨操作方便，所述的拉削內(nèi)孔，采用分體式拉刀，高速鋼材料長度 1150mm ；接柄為普通材料，總長90英寸，拉刀有效齒數(shù)為43齒；最大齒升量0. 02mm。綜上所述，本發(fā)明的有益效果在于毛坯切削余量??；拉刀制造簡單、修磨成本低；無需車削內(nèi)孔，零件熱處理性能好，材料的抗疲勞能力提高；采用了冷擠工藝，增加了材料的流動性能，且在冷擠工序中摻插了多次球化退火工藝，更加細(xì)化了材料的組織顆粒， 在后續(xù)的滲碳淬火工藝中，減小了粗晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，極大地提高了材料本身的抗疲勞強度。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)地說明。


圖1為本發(fā)明整體工藝流程圖；圖2為本發(fā)明步驟100的具體工藝流程圖。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明整體工藝流程圖；圖2為本發(fā)明步驟100的具體工藝流程圖。如圖 1并結(jié)合圖2所示，本發(fā)明提供一種定子的加工工藝方法，該方法包括如下步驟步驟100 將標(biāo)準(zhǔn)棒料經(jīng)冷擠制成定子毛坯；具體包括以下步驟步驟101 下料，取Φ 70-100mm的20CrMnTiH標(biāo)準(zhǔn)棒料，分割成50_70mm長的段。 在本步驟中，通常采用GW4(^8鋸床對標(biāo)準(zhǔn)棒料進行分割，當(dāng)然類似的其他切割設(shè)備均可采用。步驟102 制坯，將步驟101分割的棒料段，進行表面車削，去除氧化皮。在本步驟中，制坯采用C6140車床或者類似設(shè)備進行加工。去除的氧化皮厚度沒有特定的要求，只是將不利于下道工序的物質(zhì)去掉即可。步驟103 —次退火，本步驟中采用RJ-90真空井式退火爐進行退火。退火溫度 7500C _850°C，最佳退火溫度為780°C ；保溫時間為35-55小時，最佳保溫時間為48小時。步驟104 —次軟化處理，包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后磷化處理使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，磷化溫度為50°C -90°C， 最佳磷化溫度為80°C，時間為5-20min，最佳磷化時間為IOmin ；皂化處理使用皂化粉涂覆在經(jīng)磷化處理后的棒料段表面，涂覆溫度為 500C _90°C，最佳皂化溫度為80°C。步驟105 壓孔，在經(jīng)上述步驟處理后的棒料段中心壓盲孔，盲孔直徑為 Φ30-45πιπι，深70-90mm，擠后零件長度70_100mm，外徑與制坯時的直徑相同。本步驟中采用壓力機進行擠壓，壓力為400-600噸。本步驟的工藝目的是為了進行分序擠壓，從而有效防止材料變形量過大。步驟106 沖飛邊，沖去步驟105中留下的盲孔，使零件成外徑與制坯時的直徑相同，內(nèi)徑30-45mm，總長70_100mm的通孔環(huán)狀零件。步驟107 二次退火，本步驟中采用RJ-90真空井式退火爐進行退火。退火溫度 7500C _850°C，最佳退火溫度為780°C ；保溫時間為35-55小時，最佳保溫時間為48小時。步驟108 二次軟化處理，包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后磷化處理使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，磷化溫度為50°C -90°C，最佳磷化溫度為80°C，時間為5-20min，最佳磷化時間為IOmin ；皂化處理使用皂化粉涂覆在退火后的棒料段表面，涂覆溫度為50°C -90°C，最佳皂化溫度為80°C。步驟109 擠型腔，對步驟105、106處理過的棒料段進行二次擠壓，擠壓內(nèi)部型腔從通孔環(huán)狀制成定子毛坯，成品直徑為Φ80-100πιπι，長度為100-150mm。之后，再進行步驟200 對步驟100的定子毛坯車削外圓、端面和密封槽，制成定子
半成品；其具體步驟包括步驟201 以定子毛坯的一側(cè)端面定位，以步驟109已擠壓成型的內(nèi)腔定位，車削
一端外圓、端面，車密封槽，保證端面與型腔垂直度；步驟202 以定子毛坯的另一端面定位，夾持車削外圓，車另一端面、密封槽和外圓，同時保證加工端面與內(nèi)型腔的垂直度。最后，進行步驟300 對步驟200的定子半成品精拉削內(nèi)孔，制成成品定子。具體包括拉削內(nèi)孔，內(nèi)腔單邊最大切削厚度0. 3mm至0. 5mm。需要說明的是，上述的步驟103和步驟107中的退火工藝，其目的是為了消除原材料的殘余應(yīng)力，細(xì)化材料晶粒。上述的步驟104和步驟108中的軟化處理工藝，其目的是為了減小在后續(xù)擠壓工藝過程中的摩擦阻力，增加材料的流動性能。因此，在整體工藝流程中，退火和軟化處理工藝，至少要分別在兩次擠壓工藝前進行一次。當(dāng)然，根據(jù)對產(chǎn)品的加工需要，也可以進行多次。本發(fā)明的拉削采用分體式拉刀，所述分體式拉刀采用材料長度1150mm的高速鋼材料，不易彎曲且剛性好；接柄為普通材料，總長90英寸，拉刀有效齒數(shù)為43齒；最大齒升量0.02mm。采用分體式拉刀的優(yōu)點是拆卸方便，修磨費用較低，并且剛性好操作簡單，普通機床即可。以下結(jié)合一具體實施例，對本發(fā)明所提供的定子的加工工藝方法進行詳細(xì)地說明。首先，下料取φ90mm的20CrMnTiH標(biāo)準(zhǔn)棒料，采用GW4(^8鋸床，將其分割成 61mm長的棒料段。采用C6140車床，對該棒料段進行表面車削，去除氧化皮。經(jīng)車削處理后的棒料段直徑89. 5mm,長61mm。采用RJ-90真空井式退火爐進行一次退火，退火溫度 7800C 士 10°C，保溫48小時。一次退火后進行一次軟化處理，該處理過程包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后。使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，磷化溫度為80°C，浸泡lOmin。再使用皂化粉涂覆在經(jīng)磷化處理后的棒料段表面，涂覆溫度為 850C 士5°C。采用壓力機進行擠壓，在經(jīng)上述步驟處理后的棒料段中心壓盲孔壓力為400 噸。盲孔直徑為Φ 39mm，深80mm，擠后零件長度61mm，外徑與制坯時的直徑相同。之后沖飛邊，沖去上述步驟中留下的盲孔，使零件成外徑與制坯時的直徑相同，內(nèi)徑39mm，總長85mm 的通孔環(huán)狀零件。再進行二次退火和二次軟化處理，工藝參數(shù)和采用的工藝設(shè)備與一次退火和一次軟化處理相同，在此不再贅述。之后擠型腔，對經(jīng)上述步驟處理過的棒料段進行二次擠壓，擠壓內(nèi)部型腔從通孔環(huán)狀變制成定子毛坯，直徑為Φ87πιπι，長度為130mm。其次，對經(jīng)上述步驟處理過的定子毛坯車削外圓、端面和密封槽，制成定子半成品；其具體步驟包括以定子毛坯的一側(cè)端面定位，以已擠壓成型的內(nèi)腔定位，車削一端外圓、端面，車密封槽，保證端面與型腔垂直度；以定子毛坯的另一端面定位，夾持車削外圓， 車另一端面、密封槽和外圓，同時保證加工端面與內(nèi)型腔的垂直度。最后，對經(jīng)上述步驟處理過的定子半成品精拉削內(nèi)孔，制成成品定子。具體包括 拉削內(nèi)孔，內(nèi)腔單邊最大切削厚度0. 3mm至0. 5mm。綜上所述，本發(fā)明提供的定子加工工藝的優(yōu)點毛坯切削余量小，單邊約 0. 3mm-0. 5mm,無需定制專用拉床，拉刀制造簡單、修磨成本低，無需車削內(nèi)孔，零件熱處理性能好，材料的抗疲勞能力提高。本發(fā)明所提供的加工工藝方法，主要利用了 20CrMnTiH 材料良好的可塑性能，且極大的降低了拉刀的切削的負(fù)荷，簡化了拉削工序。首先，拉刀長度從2300mm縮短為1300mm，材料也從原有的整體高速鋼變?yōu)榻訔U式分體拉刀，單刀價格約為RMB20000，修磨費用約為每次RMB500，無論是拉刀的制造以及后期的修磨都有了很大的節(jié)約。其次，由于采用了冷擠工藝，增加了材料的流動性能，且在冷擠工序中摻插了多次球化退火工藝，更加細(xì)化了材料的組織顆粒，在后續(xù)的滲碳淬火工藝中，減小了粗晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，極大地提高了材料本身的抗疲勞強度。最后應(yīng)說明的是以上實例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但還沒有完全限制。盡管參照上述實例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改和等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種定子的加工工藝方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 步驟100 將標(biāo)準(zhǔn)棒料經(jīng)冷擠制成定子毛坯；步驟200 對步驟100的定子毛坯車削外圓、端面和密封槽，制成定子半成品； 步驟300 對步驟200的定子半成品精拉削內(nèi)孔，制成成品定子。
2.如權(quán)利要求1所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟100具體包括 步驟101 下料，取Φ70-100πιπι的20CrMnTiH標(biāo)準(zhǔn)棒料，分割成50_70mm長的棒料段； 步驟102 制坯，將步驟101分割的棒料段，進行表面車削，去除氧化皮；步驟103 —次退火，退火溫度750°C _850°C，保溫時間35-55小時； 步驟104 —次軟化處理，包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后 磷化處理使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，浸泡溫度為50°C -90°C，時間為 5_20min ；皂化處理使用皂化粉涂覆在經(jīng)磷化處理后的棒料段表面，涂覆溫度為50°C -90°C ； 步驟105 壓孔，在經(jīng)上述步驟處理后的棒料段中心擠壓盲孔，盲孔直徑為Φ30-45πιπι， 深70-90mm，擠后零件長度70_100mm，外徑與步驟102制坯后的外徑相同；步驟106 沖飛邊，沖去步驟105中留下的盲孔，形成通孔環(huán)狀零件，其外徑與步驟102 制坯后的外徑相同，內(nèi)徑30-45mm，總長70_100mm ；步驟107 二次退火，退火溫度750°C _850°C，保溫時間；35_55小時； 步驟108 二次軟化處理，包括磷化處理和皂化處理，且磷化處理在前皂化處理在后 磷化處理使用普通磷化液對退火后的棒料段進行浸泡，浸泡溫度為50°C -90°C，時間為 5_20min ；皂化處理使用皂化粉涂覆在經(jīng)磷化處理后的棒料段表面，涂覆溫度為50°C -90°C ； 步驟109 擠型腔，對經(jīng)上述步驟處理過的棒料段進行二次擠壓，擠壓內(nèi)部型腔從通孔環(huán)狀制成定子毛坯，直徑為Φ80-100πιπι，長度為100-150mm。
3.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟101中，所述的分割標(biāo)準(zhǔn)棒料，采用GW4(^8鋸床進行。
4.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟102中，所述的制坯，采用C6140車床進行。
5.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟105中所述的擠壓盲孔，采用壓力機進行，壓力為400-600噸。
6.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟106中，所述的沖飛邊，采用沖床進行，沖壓力63噸。
7.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟103和步驟 107，所述的退火，采用RJ-90真空井式退火爐，退火溫度為780°C，保溫時間48小時。
8.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟104和步驟 108，磷化溫度為80°C，時間為IOmin ；皂化溫度為80°C。
9.如權(quán)利要求2所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟200具體包括 步驟201 以定子毛坯的一側(cè)端面定位，以步驟109已擠壓成型的內(nèi)腔定位，車削一端外圓、端面，車密封槽，保證端面與型腔垂直度；步驟202 以定子毛坯的另一端面定位，夾持車削外圓，車另一端面、密封槽和外圓，同時保證加工端面與內(nèi)型腔的垂直度。
10.如權(quán)利要求1或9任一項所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的步驟 300具體包括拉削內(nèi)孔，內(nèi)腔單邊最大切削厚度0. 3mm至0. 5mm。
11.如權(quán)利要求10所述的定子的加工工藝方法，其特征在于，所述的拉削內(nèi)孔，采用分體式拉刀，高速鋼材料長度1150mm ；接柄為普通材料，總長90英寸，拉刀有效齒數(shù)為43齒； 最大齒升量0. 02mm。
全文摘要
一種定子的加工工藝方法，該方法包括如下步驟步驟100將標(biāo)準(zhǔn)棒料經(jīng)冷擠制成定子毛坯；步驟200對步驟100的定子毛坯車削外圓、端面和密封槽，制成定子半成品；步驟300對步驟200的定子半成品精拉削內(nèi)孔，制成成品定子。本發(fā)明毛坯切削余量??；拉刀制造簡單、修磨成本低；無需車削內(nèi)孔，零件熱處理性能好，材料的抗疲勞能力提高；采用了冷擠工藝，增加了材料的流動性能，且在冷擠工序中摻插了多次球化退火工藝，更加細(xì)化了材料的組織顆粒，在后續(xù)的滲碳淬火工藝中，減小了粗晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，極大地提高了材料本身的抗疲勞強度。
文檔編號H02K15/02GK102280976SQ20101019686
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者曹敏健, 田榮貴, 賁文軍 申請人:懷特(中國)驅(qū)動產(chǎn)品有限公司