專利名稱：改進(jìn)的制造交流發(fā)電機(jī)極靴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的制造交流發(fā)電機(jī)極靴的方法。在汽車中，交流發(fā)電機(jī)是通常采用的并通過交流發(fā)電機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)之間所連接的皮帶加以驅(qū)動(dòng)。交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致電功率(電力)的產(chǎn)生，電功率主要可對(duì)汽車所帶的蓄電池加以充電，因此，汽車發(fā)電機(jī)可按需而方便地加以啟動(dòng)。在現(xiàn)在用在車輛的交流發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子以每分鐘15,000至22,000轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。目前，在汽車工業(yè)，為了以最低價(jià)格提供最好交流發(fā)電機(jī)，存在著許多交流發(fā)電機(jī)制造商之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)。但是，有關(guān)交流發(fā)電機(jī)的術(shù)語“最好”的定義始終不易于充分理解。最佳交流發(fā)電機(jī)把輕重量和緊湊尺寸結(jié)合起來，但另一方面提供高功率輸出和低噪聲。任何交流發(fā)電機(jī)的核心是總共為2個(gè)的極靴，極靴以彼此相面對(duì)的關(guān)系安裝在轉(zhuǎn)子軸上，并在其間裝進(jìn)轉(zhuǎn)子線圈。極靴的結(jié)構(gòu)對(duì)提高交流發(fā)電機(jī)的功率輸出是決定性的，同時(shí)，極靴是交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的最大噪聲源之一。
令人遺憾地，被用來減小由極靴的結(jié)構(gòu)引起的噪聲的措施經(jīng)常相反地(有害地)影響其功率輸出。此外，極靴指狀部的重心位置大大地影響轉(zhuǎn)子和定子之間間隙的特定結(jié)構(gòu)。在這方面，隨著極靴的重心被最佳化和極靴以最適宜方式加以制造，在轉(zhuǎn)子的高旋轉(zhuǎn)時(shí)極靴的指狀部就很少能向外彎曲。這樣，重心的最佳位置有助于使轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙變窄，而因此提高交流發(fā)電機(jī)的功率輸出。但是，如果不能優(yōu)選極靴指狀部的重心位置，那么上述間隙一定會(huì)增加，說明在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，極靴的指狀體將有向外撓曲的可能性，因此碰撞并損壞定子和交流發(fā)電機(jī)本身。在這方面，極靴用沖壓成形方式加以制造，而接著是其指狀部彎離沖壓的平面，一些指狀部的晶粒的方向與相當(dāng)于指狀部和基面之間的角度的極靴的基面相比，處在一銳角上。在這種情況下，在轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動(dòng)期間，指狀部抗彎的能力被減小。這樣，當(dāng)極靴用沖壓成形方式加以制造時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙一定得到增加，說明在高速轉(zhuǎn)動(dòng)期間，極靴的指狀部將有向外彎曲的可能性。
因此，從以上說明中應(yīng)該了解到，作為交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的極靴的結(jié)構(gòu)必然包含折衷辦法。
在目前水平的技術(shù)狀態(tài)下，汽車制造商目前已開始按交流發(fā)電機(jī)的尺寸和重量且提供足夠的功率輸出而致力于采取減少噪聲的步驟。為增加通過極靴的空氣流動(dòng)而不引起發(fā)生噪聲的紊流，改變了極靴的形狀和構(gòu)型。照此，已經(jīng)提出，一種迫切要求最佳化交流發(fā)電機(jī)的功率輸出的工藝，其中，極靴指狀部已被設(shè)計(jì)成提高噪聲降低大于提高功率的輸出，因而找到了這兩個(gè)參數(shù)之間的最好的折衷辦法。主要是考慮到這一問題，本發(fā)明的方法才得以改進(jìn)。
在另一方面，使交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的電線圈保持盡可能低的溫度是重要的。這樣，在過去，人們都已知道在轉(zhuǎn)子殼體外的轉(zhuǎn)子軸上至少有一安裝在軸上的通風(fēng)風(fēng)扇。通風(fēng)風(fēng)扇經(jīng)過一系列在轉(zhuǎn)子殼體中所形成的槽與殼體內(nèi)部相連通。在文本的

圖1中具體地示出了這種結(jié)構(gòu)，由于通風(fēng)風(fēng)扇和轉(zhuǎn)子之間的分離，通風(fēng)效率差(低)。此外，轉(zhuǎn)子殼體上的多個(gè)槽的應(yīng)用會(huì)引起噪聲產(chǎn)生方面的增加，這種增加對(duì)汽車工業(yè)來說是不可接受的。由于銅的電阻率隨溫度的增加而提高，交流發(fā)電機(jī)的有效通風(fēng)是使銅的電阻率保持得相當(dāng)?shù)?。因?yàn)殂~的電阻率與電流強(qiáng)度成反比，隨著溫度增加，在交流發(fā)電機(jī)的線圈中的電流強(qiáng)度將必然降低。因?yàn)榇磐颗c電流強(qiáng)度成正比，交流發(fā)電機(jī)的功率輸出與其溫度直接有關(guān)。這樣，一種對(duì)冷卻交流發(fā)電機(jī)的有效系統(tǒng)的要求已經(jīng)提出，該系統(tǒng)不會(huì)明顯地增加其噪聲的產(chǎn)生。
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的制造交流發(fā)電機(jī)極靴的方法，本發(fā)明方法包括下列相互有關(guān)的目的、方面和特點(diǎn)(A)在第一方面，在制造根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)極靴中，在冷剪切工序，把一鋼棒分割成一些小塊。各塊分割鋼棒的尺寸根據(jù)所需的體積加以確定，該體積則以初始熱鍛的極靴作對(duì)照。
(B)其次，將各塊所分割鋼棒加熱到稍低于鋼的熔化溫度，因此，每塊鋼棒是柔軟的(可變形的)。此后，在熱鍛壓床上把每塊加工成通常類似于成品極靴的初始形狀。此熱鍛工序包括三個(gè)子工序，其第一子工序包含壓平該塊，接著將其放置在兩按序成套的半工具之間，該兩半工具被緊壓在一起以形成極靴的初始的第一形狀。
(C)然后，初始形狀件加以噴丸處理以除去諸如鱗片和二氧化鐵的表面缺陷，此后是在一系列磷酸鹽浴池中加以化學(xué)處理。這種磷酸鹽工序也稱作為磷酸鹽被膜防銹處理。磷酸鹽被膜防銹處理工序給極靴的表面提供潤(rùn)滑，它增加了接著的冷精壓加工的有效性。
(D)此后，初始加工形成件經(jīng)受冷精壓工序，其中，初始形成件在高壓下加以擠壓以提供厚度的減小，而同時(shí)壓平鋼的晶粒結(jié)構(gòu)，從而形成第二形狀。一方面，在初始加工形成件結(jié)構(gòu)的厚度減小可以為10％那么多。在另一方面，申請(qǐng)人已想出一在初始加工形成件上進(jìn)行冷精壓加工工序的方法，該方法引起在加工形成件的某些區(qū)域中所施加的力大于另一些區(qū)域中所施加的力，從而使在一些區(qū)域中的加工形成件的晶粒形態(tài)不同于在另一些區(qū)域中的。另外，由于本發(fā)明極靴是由低碳鋼制成的，在冷精壓加工期間可以形成直線排列的扁平晶粒。一實(shí)現(xiàn)冷精壓工序的附加原因是從初始加工的極靴中消除其表面上的彎曲，這對(duì)促進(jìn)從熱鍛壓床中取出初始加工形成的極靴是必要的。在這方面，在成品極靴中，要求一些表面彼此相垂直，不過，假如這些垂直表面是在熱鍛壓工具中加以形成的，初始加工形成的極靴就不容易從實(shí)行制造加工的工具中移出。由此可見，在熱鍛鍛壓工具中形成與垂直線的少量的偏離是必要，以促使易于從熱鍛鍛壓工具中取出初始加工形成的極靴。在冷精壓工序期間，所要求的垂直性是作為金屬加以擠壓所提供的。在冷精壓加工過程中，執(zhí)行切毛邊工序，將從初始加工形成工件中切去一圓周廢邊件，廢邊形成在熱鍛工序期間所采用的工具的一些表面的的連接處。
(E)在冷精壓和從冷精壓工件的周面中切去廢邊之后，冷精壓工件經(jīng)受兩級(jí)加工處理，申請(qǐng)人把這兩級(jí)加工處理描寫成“全精整”冷精壓工件。這種兩級(jí)全精整加工包括一加工硬化工序和一通過極靴的中心形成一孔的兩級(jí)加工處理，此后，該孔將接納交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，而兩級(jí)加工處理包括一加工硬化工序和一彎曲工序。此外，全精整加工包括一唯一的擠壓工序，擠壓工序的作用是為使極靴中的孔得以精確地形成，孔具有圓柱形的形狀并位于極靴的中心位置。這對(duì)避免所得到的交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)上的不平衡來說是必需的。全精整加工產(chǎn)生第三和最后的極靴形狀。
(F)此后，全精整極板經(jīng)受pH14浴，以從其表面上除去硬脂酸鋅，然后，通過使它受到加熱和在控制氣氛中的冷卻循環(huán)加以退火，正如將在下面加以詳細(xì)說明。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬表面上出現(xiàn)的硬脂酸鋅阻礙了有效的焊接。這樣，通過清除金屬表面上的硬脂酸鋅，就可將通風(fēng)風(fēng)扇焊接在各極靴的背面上。退火工序的作用是使在極靴內(nèi)的晶粒結(jié)構(gòu)得以膨脹以加強(qiáng)導(dǎo)磁率，從而使磁力得以在交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子極靴和定子之間的磁回路中更自由地通過極靴。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)用于退火工序的溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，可將擴(kuò)大(膨脹)的晶粒結(jié)構(gòu)得以加強(qiáng)到最優(yōu)化程度。此外，經(jīng)特殊安排的冷卻時(shí)間是用于控制進(jìn)入晶粒結(jié)構(gòu)的碳化物和珠光體的程度，最佳的是，為了優(yōu)化導(dǎo)磁率，出現(xiàn)在低碳鋼內(nèi)部的珠光體是在晶粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部擴(kuò)散的。此外，冷卻時(shí)間是用于在晶粒接合處提供最佳的沉淀碳化物以加強(qiáng)機(jī)加工成品極靴的能力。如果冷卻進(jìn)行得太快的話，碳化物不擴(kuò)散入晶粒的連接處，從而使極靴難以加工。所使用的惰性氣氛包括氮和氫的組合，可在退火過程中，阻止在極靴表面上的氧化作用。
(G)按照本發(fā)明描述所制取的極靴材料的導(dǎo)磁率與曲其它專利制取的極靴的相比，具有加強(qiáng)到最優(yōu)化程度的導(dǎo)磁率。由此，按照本發(fā)明的方法所制取的極靴，其指形狀部設(shè)計(jì)成提高噪聲的降低，同時(shí)優(yōu)化按本發(fā)明的方法所制取的帶有極靴的交流發(fā)電機(jī)的功率輸出。因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的方法制取的極靴是采用鍛壓工藝以形成與極靴其余部分的晶粒結(jié)構(gòu)平行的極靴指狀部的晶粒結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)，例如每分鐘為1500—22000轉(zhuǎn)的速度時(shí)，置于極靴上的指狀部是很堅(jiān)強(qiáng)的和抗彎曲能力是十分大的。這可與極靴由沖壓加工形成，接著將指狀部彎曲成最終構(gòu)型作對(duì)比。如上所述沖壓加工成的結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，置于極靴上的指狀部的抗彎曲能力是不大的，因而，交流發(fā)電機(jī)必須設(shè)計(jì)得在轉(zhuǎn)子和定子之間具有較大的間隙極靴，而使用按照本發(fā)明形成極靴的交流發(fā)電機(jī)，在轉(zhuǎn)子和定子之間具有較小間隙且具有加強(qiáng)的功率輸出。
由此，本發(fā)明的第一目的是提供一種制造交流發(fā)電機(jī)極靴的改進(jìn)工藝。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種改進(jìn)工藝，它包括加強(qiáng)成品極靴晶粒結(jié)構(gòu)和其導(dǎo)磁率的各種特定設(shè)計(jì)的工序。
本發(fā)明還有另一目是使用一降低成本的全精整工藝定由沖壓、彎曲和機(jī)加工成兩部件(極靴)工序所組合成的。
本發(fā)明還有一另外的目的是提供一種包括在惰性氣氛內(nèi)進(jìn)行退火工序的工藝。
本發(fā)明的這些和其它目的，形狀和特性將從下述的與附圖結(jié)合的優(yōu)選工藝的詳細(xì)說明得以充分理解。
圖1表示一裝有根據(jù)本發(fā)明的方法制造的極靴的交流發(fā)電機(jī)的局部透視圖2表示一按所組合的另一交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的橫截面視圖；圖3表示一由冷剪切所形成的細(xì)長(zhǎng)鋼棒的一部分；圖4，5和6表示通過用來對(duì)圖4所示的細(xì)長(zhǎng)鋼棒部分進(jìn)行熱鍛加工的工具所作的各橫截面視圖；圖7，8，9和10表示通過所描述的本發(fā)明的冷精壓加工的工具和裝在工具中的極靴所作的各橫截面視圖；圖11表示一通過用作本發(fā)明的全精整加工第一工序的第一部分的工具和裝在工具中的極靴所作的橫截面視圖；圖12表示一通過用作本發(fā)明的全精整加工的第一工序的第二部分的工具和裝在工具中的極靴的橫截面視圖；圖13表示一通過用作本發(fā)明的全精整加工第二工序的第一部分的工具和安放在工具中的極靴所作的橫截面視圖；圖14表示一通過用作本發(fā)明全精整加工第二工序的第二部分的工具和安放在工具中的極靴所作的橫截面視圖；圖15表示一本發(fā)明的退火工序的時(shí)間和溫度的關(guān)系曲線的圖表；圖16表示一通過用來對(duì)根據(jù)本發(fā)明所制造的極靴作電測(cè)量的環(huán)形形狀的橫截面視圖；圖17表示一確定其晶粒結(jié)構(gòu)待加以分析的某些區(qū)域的極靴的一部分；圖18、19和20是表示在圖17所示的各區(qū)域，極靴未進(jìn)行退火的晶粒結(jié)構(gòu)的金相照片；圖21、22和23分別直接對(duì)應(yīng)于圖18、19和20，但是，極靴已按照本發(fā)明的方法加以退火的金相照片；圖24是一根據(jù)本發(fā)明的方法制造的極靴與競(jìng)爭(zhēng)者的極靴相比較的泰拉斯磁感應(yīng)與每毫米安培匝的關(guān)系曲線的圖表；圖25是一與圖24中同樣的極靴相比導(dǎo)磁率與安培電流的關(guān)系曲線的圖表。
首先，請(qǐng)參閱圖1和2，它們分別表示其中裝有根據(jù)本發(fā)明的說明所制作的極靴的、兩種不同交流發(fā)電機(jī)的部分分解透視圖和橫截面視圖。在圖1中，交流發(fā)電機(jī)通常用參考數(shù)字10來表示并可看到其包含兩半殼體11和27，半殼體接納一固定安裝在其內(nèi)腔內(nèi)的定子13。一轉(zhuǎn)子15包括若干含有一些圓周間隔的指狀部19的極靴17，該極靴17以如圖1和2所示的端面關(guān)系進(jìn)行安裝(配置)。
如在圖2的交流發(fā)電機(jī)中所明顯看到，一線圈21被裝在轉(zhuǎn)子15’的極靴17’的指狀部19’內(nèi)。轉(zhuǎn)子15’具有一安裝在軸承25上可在定子13’內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸23。另外，各極靴17’具有一接納軸23的定徑中心開孔20。所提供的殼體11’和27’可使定子13’和轉(zhuǎn)子15’對(duì)準(zhǔn)中心，其中，轉(zhuǎn)子具有一通風(fēng)風(fēng)扇29’，它被牢固地焊接在各極靴17’(圖2)上并被迫與轉(zhuǎn)子一起運(yùn)動(dòng)以使交流發(fā)電機(jī)通風(fēng)。圖1表示安裝在殼體11、27外側(cè)的通風(fēng)風(fēng)扇29的一可交換的實(shí)施例。圖2表示另一可替換的實(shí)施例，其中，一些風(fēng)扇葉片29’直接被焊接在每一極靴17’上并可與極靴同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
考慮到圖1和2的以上說明，對(duì)根據(jù)本發(fā)明制造的極靴17、17’采用優(yōu)先選用的特定環(huán)境的了解應(yīng)該加以很好理解。
在實(shí)施本發(fā)明的工藝過程中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)使用低碳鋼會(huì)由于在經(jīng)受本發(fā)明加工工藝時(shí)，其晶粒結(jié)構(gòu)的作用而使制成的極靴導(dǎo)磁率增加。除了碳以外，在申請(qǐng)人采用的低碳鋼中通?？烧业降钠渌鼩埩舻暮哿吭匕–r、Mo、Ni、Co、Cu、Nb、Ti、V、W、Pb、B、As、Sc。如以下將詳細(xì)加以說明，這些痕量元素在中間退火工序期間對(duì)晶粒結(jié)構(gòu)的形成起到重要作用。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)一制備熱鍛鋼件的最佳方法包括得到冷剪切成多段(圖3)的、細(xì)長(zhǎng)棒形鋼材，每一段鋼體積具有約相當(dāng)于熱鍛后極靴的體積。普通技術(shù)人員以所熟悉的方式截?cái)喟翡摵?，把各個(gè)切斷的鋼件加熱到稍低于其熔化溫度，以便鋼材是可稍微彎曲的。此后，把各段各自地供給到三階段熱鍛機(jī)。
鋼件在外形上通常為圓柱形的，具有普通圓形周面和一延伸的縱向軸(線)。在熱鍛工序(圖4)的第一個(gè)階段中，鋼件按鋼件的縱向軸線垂直于支承件的平面方式安放在支承件上。然后，使鋼件受到往復(fù)擠壓而把它壓扁，使鋼件在周面(方向)上明顯地寬展的同時(shí)在前述的縱軸方向上垂直地縮短，對(duì)鋼件實(shí)行的所述顯著的寬展是為了保證此材料覆蓋此后將采用的工具的整個(gè)表面，在另一方面，圖4中所示的工序是把在其工序之前的熱加工過程中所產(chǎn)生的表面鱗片從鋼件中除去的作業(yè)。
在熱鍛工序(圖5和6)的第二和第三階段中，立即把壓扁的鋼件放在兩個(gè)半工件之間，而其中，一個(gè)半工具是靜止的，另一用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的半工具是相對(duì)于靜半工具而安裝的，故可移動(dòng)的半工具可以以強(qiáng)大壓力進(jìn)入與第一工件接合以及進(jìn)入與其間壓扁的鋼件接合地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便完成鍛壓工序，通常使鋼件加工成極靴的形狀。普通技術(shù)人員應(yīng)該了解，熱鍛工具的內(nèi)壁之間形成有很小的鈍角；以便于鍛壓件從工具中移出。在成品極靴中的對(duì)應(yīng)壁將加工得彼此相垂直，但是，如果在熱鍛工具中的對(duì)應(yīng)壁被做成彼此垂直，那么這會(huì)導(dǎo)致難于把熱鍛的初始形成的極靴從工具中取出。于是，工具的垂直和水平表面之間的形成角度的微小鈍角特性使鍛壓件容易從工具中取出，以便進(jìn)一步加工。詳細(xì)參閱圖5，壓扁的鋼件放在圖5所示的兩個(gè)半工具之間加以模壓以產(chǎn)生一具有大體上與利用圖6所示的工具完成模壓工序后的所需體積相同的工件。由于極靴在利用圖5的工具實(shí)行模壓工序后狀態(tài)下出現(xiàn)，它在外形上是“粗糙的”，倒圓(半徑)比其最后所需的倒圓(半徑)要大，以便使其材料能更易以可能的最小施力和最小摩擦方式流動(dòng)。這樣，可減少工具的磨損，也可減少損壞工件的幾率(或然率)。在極靴已受到圖5的工具加工后，利用圖6的工具精確地形成冷精在前所需尺寸的極靴，而該極靴尺寸規(guī)定為第一形狀。
在完成了熱鍛加工工序之后，各極靴加以噴砂清理。應(yīng)該理解因?yàn)闉榱吮阌跓徨懠庸?，把鋼?板)加熱到稍低于鋼的熔化溫度，所以在完成了熱鍛加工后鋼材冷卻時(shí)，一定數(shù)量的鱗片和其它表面缺陷在初始形成的極靴表面上是明顯看得到的。以上所述噴砂工序可使任何金屬鱗片和任何肉眼看得到的表面缺陷易于從初始形成的極靴中除去。
在作為初始形成的各極靴已加以噴砂清理后，各極靴經(jīng)受鱗酸鹽被膜處理(磷化處理)工序，其中，各極靴經(jīng)受多次浸浴。噴砂清理和磷酸鹽被膜處理在鋼鐵零件制造業(yè)中是眾所周知的，而且在此所實(shí)行的這些工序也是常規(guī)的。磷酸鹽被膜處理工序可給極靴的表面提供潤(rùn)滑，它確保了接著的冷精壓加工的有效性。
此后，各極靴經(jīng)受圖7至10中所示的冷精壓加工。在冷精壓加工中，極靴安放在一工具內(nèi)，第二工具以50.000至70.000磅/吋2的壓力范圍下相對(duì)其加以壓縮，從而擠壓金屬并把其尺寸減小達(dá)10％。同時(shí)，用于冷精壓的工具的周面是特別加工形成的，以便除去鈍角，而這些鈍角在開始對(duì)促使最初形成的極靴從熱鍛工具中取出是必需要的。這樣，在完成冷精壓工藝過程后，上述表面根據(jù)成品極靴所要求的彼此垂直。冷精壓加工形成了第二中間形狀。
如各個(gè)圖所示，極靴具有一稱為“半芯”的中心突起部分。在冷精壓加工中，隨著金屬被擠壓在一起，金屬的晶粒結(jié)構(gòu)變得扁平，因而，使其尺寸減小。由于如諸圖中所看到的“半芯”的尺寸，以及如圖7至10中所示的工具的特殊(特定)尺寸，大面積的半芯使其在冷精壓過程中接受更大壓力，因此，在半芯上擠壓力大于極靴的另一些區(qū)域中的擠壓力。實(shí)際上，極靴的“半芯”可接受達(dá)兩倍的極靴周面的擠壓力。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)可通過設(shè)計(jì)冷精壓設(shè)備來提供對(duì)“半芯”上的增強(qiáng)擠壓力，當(dāng)在退火過程時(shí)加熱后，“半芯”中的晶粒變成很大的。因?yàn)椤鞍胄尽笔侨∽越涣靼l(fā)電機(jī)的線圈的磁通量源，“半芯”中的較大晶粒的存在允許磁力穿過半芯而較自由的流動(dòng)，換句話說，存在較高的導(dǎo)磁率。
請(qǐng)參閱圖7至10，圖7表示在施加任何壓力前，放置在冷精壓設(shè)備的兩半工具之間的極靴。圖8表示冷精壓設(shè)備的上半部或沖模(沖頭)部分以進(jìn)入與極靴接合方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)并使極靴向下移動(dòng)，因此，沖模的周邊與底部工具凹槽的開口接合，以把模鍛毛刺從極靴的周面中切去。此時(shí)在冷精壓加工中，在極靴的表面上不施加明顯的壓力。將圖8和7作對(duì)比，很明顯圖7和圖8之間的向下移動(dòng)只具有(a)把模鍛毛刺從極靴的周邊中切除和(b)把極靴插入在底部半工具中所形成的凹槽內(nèi)。
此后，如圖9所示，使上部半工具或沖模(沖頭)往復(fù)地進(jìn)入與面向上的極靴表面接合，從而改變指狀部以及“半芯”的外表面的形狀。在圖10中，可看到?jīng)_頭的再往復(fù)運(yùn)動(dòng)使壓力作用在極靴的整個(gè)表面上。從圖10中可了解到指狀部的頂部和“半芯”的周面經(jīng)受到比極靴的其它部位更大壓力。這些區(qū)域在圖17中用數(shù)字2來表示，這將在下文中加以詳細(xì)說明。如下文中所指出施加在如圖17所述的區(qū)域2上的較大壓力的作用是為了硬化加工這些表面。
此時(shí)，重要的是要指出根據(jù)本發(fā)明制造極靴所用的方法與現(xiàn)有技術(shù)方法比較具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。在一種現(xiàn)有技術(shù)方法中，極靴被鍛壓成扁平外形、類似星形，極靴的指狀部用彎曲的方法通過扭彎星形的諸尖端加以形成，因此，諸尖端垂直于其中心部分，從而形成類似于本文中所指示的形狀的極靴。不過，當(dāng)采用這種彎曲操作時(shí)，極靴的晶粒并不彼此排成一行(對(duì)齊)，也就是說，這種極靴的指狀部的晶粒處于與中心部分的晶粒垂直的狀態(tài)。與以上所述相比，在本發(fā)明中，由于在鍛造操作中形成指狀部和中心部無須顯著地連續(xù)彎曲指狀部，整個(gè)極靴的所有晶粒通常以同樣方向彼此排列一行，從而增強(qiáng)導(dǎo)磁率。由此可見，利用熱鍛方法形成極靴，首先，通常至少在其最后成形中，比起一些現(xiàn)有技術(shù)是一重大的進(jìn)步。在另一方面，當(dāng)極靴以上所述鍛壓成類似星形的扁形外形以及用彎曲的方法通過彎折星形的尖端形成極靴的指狀部而加以制成后，該制成的極靴與在根據(jù)本發(fā)明所制成的極靴中含有整體形成的“半芯”比較，不能包含“半芯”。這樣，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用諸如現(xiàn)有技術(shù)上已知的那些極靴加以構(gòu)成時(shí)，經(jīng)常必須把一分立的心子插入到諸成對(duì)的極靴之間。芯子的各相對(duì)面和極靴的諸面對(duì)的面之間的固有間隙形成兩附加的空氣間隙，這些間隙會(huì)增加交流發(fā)電機(jī)的功率輸出。和這些問題相反，當(dāng)極靴根據(jù)本發(fā)明講解加以制造時(shí)，各極靴均具有“半芯”，當(dāng)把極靴一起安裝到交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中后，各個(gè)“半芯”的面對(duì)的表面彼此靠緊，只形成一單一潛在(可能)的、附加的空氣間隙，從而使附加空氣隙的功率輸出的損失減小一半。
重要的是要強(qiáng)調(diào)在根據(jù)本發(fā)明講解制造的極靴對(duì)接近完全對(duì)稱的晶粒方向增加了抗彎曲力，而這些彎曲力是在交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加于極靴指狀部上的。此外，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明講解制造的極靴包括一整體的“半芯”，所以極靴可在厚度上增加，因此，具有較大的抗彎曲力。
在另一方面，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)當(dāng)在冷精壓加工中擠壓低碳鋼時(shí)，可形成一些直(sfraight)行的扁平(flat)晶粒。在形成極靴的這個(gè)階段上的導(dǎo)磁率的測(cè)量顯示出低導(dǎo)磁率。這樣，重要的是要理解在冷精壓加工之后，人們必須使晶粒結(jié)構(gòu)再結(jié)晶或?qū)⒕Я３叽?粒變)回復(fù)到足夠的級(jí)別以增強(qiáng)導(dǎo)磁率。
如圖7和8中可明顯看到在冷精加工期間，對(duì)極靴周面加以整修以從中除去在初始熱鍛加工過程中所形成的廢邊件。具有尖銳周邊的上半工具的移動(dòng)切割極靴的周面以除去這些廢邊件，廢邊件可被拋棄或重新利用。
此后，極靴經(jīng)受兩個(gè)工序的階段的全精整加工。
現(xiàn)在參閱圖11，12，13和14，它們表示全精整加工各工序和各階段的各自的橫截面視圖，請(qǐng)參閱圖11和12，全精整加工的第一階段用的工具40包括一包圍靜止工具43，外套41，該工具具有一圓柱形的、直徑為X的小開孔45，開孔下面有擴(kuò)大的加寬室47。
一上下移動(dòng)的工具49包括一中心開孔51，它可滑動(dòng)地接納一往復(fù)桿53。桿53我形通常是圓柱形的和具有大于直徑X的直徑Y(jié)。如圖11所示，在全精整加工的第一工序的第一階段中，工具49以進(jìn)入與極靴17的上表面接合方式往復(fù)移動(dòng)，即可通過往復(fù)接合的操作方式使其某些表面加工硬化。關(guān)于這一點(diǎn)，現(xiàn)在注意圖17，其中，由參考數(shù)字2所標(biāo)注的表面可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^其與上工具49的接合加以加工硬化。
參閱圖12，工具49保持其與極靴17的上表面緊密接合，使桿53往復(fù)移動(dòng)以迫使極靴17”半芯”的一部分通過半工具43的孔45進(jìn)入室47。這種作為擠壓的操作是已知的，重要的是要注意與開孔45的直徑X比較，桿53的直徑較大。它們的直徑差使開孔45作為在流體處理工藝技術(shù)中所熟悉的起“限制器”的作用。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)利用使開孔45的直徑小于桿53的直徑，通過桿53在極靴17中所形成的孔可精確地被保持圓柱形的。此外，孔45的限制作用防止了在這個(gè)操作結(jié)束前由桿53所推壓的材料破裂。
現(xiàn)在參閱圖13和14，將說明全精整加工的第二工序。應(yīng)該理解，作為按照?qǐng)D12加工的極靴從工具40中加以取出，而安放在圖13的示的工具60內(nèi)。工具60包括一外套61和一下半工具63，下半工具包括一通向腔67的開孔65。開孔65形狀為圓柱形的且具有直徑Z。工具60還包括一具有中心孔71的可移動(dòng)半工具69，開孔71可滑動(dòng)地接納一伸長(zhǎng)的圓柱形桿73。桿73具有相當(dāng)于圖11和12所示的桿53的直徑Y(jié)。另外，開孔65的直徑Z稍稍大于直徑Y(jié)，以便在桿73的上下移動(dòng)穿過開孔65時(shí)不出現(xiàn)阻力。在全精整加工第二加工工序的第一階段中，如圖13所示，將極靴安放在半工具63上，使半工具69人進(jìn)入與其上表面的接合的方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)(沖擊)。半工具69具有外周邊表面70，該表面按特定規(guī)格加工形成以把指狀部彎折到一相當(dāng)于所需成品的形狀。
一旦半工具69被上下移動(dòng)到圖13所示的位置，就使桿73往復(fù)運(yùn)動(dòng)切去一塊6和使孔20完全穿過極靴17。開孔65的直徑允許桿73不受其壁阻礙滑進(jìn)孔中。
為了進(jìn)一步了解在圖11至14中所示的加工過程，應(yīng)該理解在圖11和12中所示的半工具49將約40公斤/毫米2的力作用在極靴17上。而桿53將大約130公斤/毫米2的力作用于極靴17上，以促進(jìn)形成貫穿的孔20。在全精整加工結(jié)束后，極靴在其第三和最終的加工形狀。
在完成了圖11至14中所示的全精整加工后，把極靴經(jīng)受pH14浴槽的處理，以從其表面上除去硬脂酸鋅，以便極靴可設(shè)有一被焊接到其表面上的風(fēng)扇葉片。硬脂酸鋅則會(huì)阻礙有效的焊接。由于通風(fēng)風(fēng)扇是焊接到各極靴的后表面上的，因此交流發(fā)電機(jī)的有效通風(fēng)是可能達(dá)到的并且其噪聲有可能比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中的減低得更多。由于提供有效的通風(fēng)，交流發(fā)電機(jī)的溫度、特別是其銅線圈的溫度保持在相當(dāng)?shù)偷乃剑咕€圈的銅的電阻率保持相當(dāng)?shù)偷某潭?，從而增大以上所述的磁通量。在退火處理中，把極靴容裝在惰性氣氛中以防止其表面的氧化。在優(yōu)先選用的處理法中，惰性氣體由近似95％的氮?dú)夂?％的氫氣的混合物組成。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了準(zhǔn)備焊接的表面，通常采用機(jī)加工和刷光的作業(yè)。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)使用pH14浴池是從其表面除去硬指酸鋅最有效的方法并且比機(jī)加工和刷光作業(yè)要經(jīng)濟(jì)。因此，必然會(huì)減小本發(fā)明加工(過程)的制造成本。
參閱圖15可更好地了解退火工序，圖15表示一詳細(xì)列出退火處理的溫度與時(shí)間關(guān)系的圖表，全精整極靴在一小時(shí)十分鐘至一小時(shí)三十分鐘的時(shí)間間隔內(nèi)從環(huán)境溫度加熱到800℃至900℃。此后，極靴在最高溫度下保溫二十分鐘至六十分鐘。然后，使極靴在270至310分鐘的時(shí)間間隔中逐漸冷卻回復(fù)到近似的環(huán)境溫度。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在冷精壓加工過程中，厚度減小的百分比越大，作為有效退火的所需最高溫度越低。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在退火處理的加熱相過程的同時(shí)晶粒在膨脹，以上所述的痕量元素通過擴(kuò)散進(jìn)入晶粒結(jié)構(gòu)中。如果太慢地發(fā)生退火的處理的冷卻相，鐵的碳化物就沉積在晶粒之間的連接處上，如果太快地發(fā)生退火的處理的冷卻相，稱作為在晶粒中的碳和鐵的組合物的殊光體貫穿晶粒而擴(kuò)散。在這種情況下，很少的鐵的碳化物沉積在晶粒之間的連接處上。作為最佳的結(jié)果，規(guī)定冷卻的時(shí)間，以便使殊光體通過晶粒結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，而鐵的碳化物處在連接處。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，如果機(jī)加工是必需的或恰當(dāng)?shù)脑?，若退火的處理的冷卻部分進(jìn)行得太快，得到的極靴就難于機(jī)械加工。而且，在這種情況下，材料不易加以切割，而使成品極靴變成非美學(xué)的。因此，由于其表面上的扭轉(zhuǎn)(歪曲)，故對(duì)弄清何時(shí)太快地發(fā)生退火處理的冷卻部分是容易的。
申請(qǐng)人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)當(dāng)退火處理的冷卻部分是最佳時(shí)間范圍中進(jìn)行時(shí)，珠光體貫穿金屬的晶粒內(nèi)側(cè)加以擴(kuò)散，從而最優(yōu)化導(dǎo)磁率。此外，當(dāng)冷卻時(shí)間在270至310分鐘內(nèi)加以優(yōu)選，鐵的碳化物大部分位于晶粒的連接處，可使極靴變成更容易機(jī)械加工。
現(xiàn)參閱圖17至23，人們會(huì)更好了解在實(shí)施本發(fā)明加工中產(chǎn)生的某一些結(jié)果。首先，圖17表示一通過含有指狀部19的極靴17的一半所作的截面。圖17示極靴上的三個(gè)區(qū)域1，2和3，這三個(gè)區(qū)域與以下將加以詳細(xì)說明的圖18，19和20以及圖21、22和23有關(guān)。圖18、19和20包括已冷精壓但還未加以退火的極靴的圖17所示的各個(gè)區(qū)域1、2和3的顯微照相。應(yīng)特別注意圖19，它顯示了加工硬化的作用，在區(qū)域2的表面上發(fā)生的加工硬化作用與圖17所示的區(qū)域3比較更為明顯，區(qū)域3相對(duì)地未被加工硬化，而區(qū)域1被加工硬化的，程度比區(qū)域2的要小。
一般，圖21、22和23各自相當(dāng)于圖18，19和20，其中，圖21表示區(qū)域1，圖22表示區(qū)域2和圖23表示區(qū)域3(圖17中所示區(qū)域1，2，3)。不過，在圖21、22和23中，極靴已包含880℃的其加熱相的加熱溫度下加以退火。在把圖21與圖18相比，把圖22與圖19相比和把圖23與圖20相比，人們可以容易地看到在一個(gè)與另一個(gè)相比時(shí)，因?yàn)橥嘶鹛幚淼募訜嵯?，晶粒結(jié)構(gòu)的膨脹和晶粒邊界的較大差別。這使得可澄清根據(jù)本發(fā)明所實(shí)行的退火處理通過晶粒結(jié)構(gòu)的膨脹提高導(dǎo)磁率、晶粒邊界的清晰度和磁路的存在，而磁路的磁通阻力比省去退火工序的情況時(shí)要小。
參閱圖16，它表示一通過申請(qǐng)人采用的環(huán)狀體所作的橫截面視圖，以測(cè)試根據(jù)本發(fā)明所制造的極靴和利用其它方法所制造的極靴相比較的不同的磁和電的特性。
詳細(xì)參見圖16，環(huán)狀體通常是具有由直徑d的圓孔貫穿的圓筒體。環(huán)狀體具有外徑D和、從頂?shù)降椎暮穸萫。在測(cè)試根據(jù)本發(fā)明所制造的極靴的性能中，形成如圖16所示的環(huán)形體，一方面可使用本文中所揭示的方法，另一方面可使用一競(jìng)爭(zhēng)性的方法。申請(qǐng)人意識(shí)到用于制造形成競(jìng)爭(zhēng)性的環(huán)狀體的材料的特定加工工序是不同于本發(fā)明的加工(方法)的。環(huán)形體可由競(jìng)爭(zhēng)者利用它們的方法所制成的極靴中加以形成。在所有情況下，環(huán)狀體設(shè)有相等數(shù)量的導(dǎo)線的匝數(shù)、導(dǎo)線的終端連接到電流的電源。對(duì)于各輸入電流強(qiáng)度，取下列值的讀數(shù)Dφ磁通變量 毫韋伯(mWb)
B 磁感應(yīng) 泰斯拉(T)μ導(dǎo)磁率(沒有單位)H 安培匝/毫米(AtZ/mm)根據(jù)本發(fā)明所制造的環(huán)狀體80包括下列尺寸D＝40.118mmd＝19.854mme＝10.042mm截面＝((D－d)/2)×e＝101.745mm2磁回路的長(zhǎng)度＝94.203mm表1顯示了從0.25至5安培的不同電流強(qiáng)度輸出的效果競(jìng)爭(zhēng)有的環(huán)狀體80包括下列尺寸D＝39.996mmd＝19.938mme＝10.15mm截面＝((D－d)/2)×e＝101.794mm2磁回路的長(zhǎng)度＝94.166mm表2表示通過把0.25至5安培強(qiáng)度的電流加到回路所收集的數(shù)據(jù)。
圖24以繪制泰斯拉的磁感應(yīng)與每毫米的安培匝關(guān)系曲線的圖表方式把申請(qǐng)人的環(huán)形體與競(jìng)爭(zhēng)者的環(huán)形體作比較。很明顯，申請(qǐng)人所做的環(huán)形體在圖表的所有指標(biāo)上比競(jìng)爭(zhēng)者的環(huán)形體的更有效。
圖25描繪了導(dǎo)磁率與電流輸入(安培)的關(guān)系曲線并也表示申請(qǐng)人的環(huán)形體在各電流輸入強(qiáng)度的導(dǎo)磁率方面占優(yōu)勢(shì)。十分明顯，由本發(fā)明所提供的導(dǎo)磁率上的主要優(yōu)點(diǎn)歸納為提高了采用根據(jù)本發(fā)明所制造的極靴的交流發(fā)電機(jī)的性能。
表1<
<p>表2<
在制造根據(jù)本發(fā)明的極板中，現(xiàn)有技術(shù)固有的考慮被消除，輸出功率、噪聲和重量之間的適當(dāng)折衷方案可以在增強(qiáng)型極靴中加以適當(dāng)?shù)卣业?。在這個(gè)方面，采用在高溫下的熱鍛造繼之以冷精壓子工藝使人們可獲得高精度可重復(fù)的加工形狀。而且，根據(jù)本發(fā)明方法的退火子工序，結(jié)果是，晶粒結(jié)構(gòu)的有效再結(jié)晶和其同步(同時(shí))膨脹，與現(xiàn)有技術(shù)相比可較大程度地提高導(dǎo)磁率。此外，本發(fā)明方法和現(xiàn)有技術(shù)的一些方法相比，尤其關(guān)于在制造加工過程中，為準(zhǔn)備所采用的適當(dāng)工具所需的時(shí)間和所花的費(fèi)用是十分有效果的。在這方面，基于申請(qǐng)人的經(jīng)驗(yàn)，有可能準(zhǔn)備所有根據(jù)本發(fā)明的制造極靴的工具和制作極靴的制造工藝規(guī)程在約一個(gè)月和在20,000.00美元至40,000.00美元的費(fèi)用。與此相比，在現(xiàn)有技術(shù)方法中，準(zhǔn)備工具和制造工藝規(guī)程可能花費(fèi)六至二十個(gè)月和25,000.00至500,000.00美元的費(fèi)用。
在另一實(shí)施例中，申請(qǐng)人的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方法由于不采用熱鍛，全部冷作加工，而需要極高噸位的壓床。競(jìng)爭(zhēng)者的方法對(duì)于有可能加以獲得的加工形狀是十分有限的并且許多表面處理和中間退火工序必須在各個(gè)重要工序之間應(yīng)用以促進(jìn)材料晶粒的再結(jié)晶，避免制造加工過程中的破裂。與本發(fā)明的講解相比，競(jìng)爭(zhēng)者的方法是昂貴的并缺少韌性。
本發(fā)明已根據(jù)其最佳實(shí)施例如以說明，這些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了以上規(guī)定的各個(gè)或每一目的并提供了一新的和有用的改進(jìn)工藝以制造十分實(shí)用新型的交流發(fā)動(dòng)機(jī)極靴。
當(dāng)然，本發(fā)明的各種變化、修改和替換可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員加以預(yù)料到而不脫離其所預(yù)定的精神和范圍。
照此，應(yīng)該想到本發(fā)明只通過所附權(quán)利要求的加以限定。
權(quán)利要求
1.一種制造交流發(fā)電機(jī)極靴的方法，極靴具有一半芯和多個(gè)圓周間隔的指狀部，所述方法的工序包括(a)使一塊鋼材經(jīng)受熱鍛加工，其中，用熱鍛工具把這塊鋼材加工成一通常類似于成品極靴最后形狀的第一形狀，它包括一半芯和多個(gè)圓周間隔的指狀部；(b)至少在一個(gè)磷酸鹽浴中浸泡所述第一形狀以潤(rùn)滑其外表面；(c)使用冷精壓工具冷精壓所述第一形狀以擠壓所述第一形狀的所述半芯和指狀部，從而形成一與第一形狀的晶粒結(jié)構(gòu)相比的具有扁平晶粒結(jié)構(gòu)的第二形狀，所述第二形狀包括一半芯和多個(gè)圓周間隔的指狀部；(d)全精整所述第二形狀包括加工硬化所述第二形狀指狀部和半芯和形成一穿過所述第二形狀的中心開孔，所述形成中心開孔的工序包括將所述第二形狀的材料從一限制孔中擠過并將所述指狀部彎曲到其最后的外形，從而形成一最后的第三形狀；(e)在高堿性浴中浸泡所述第三形狀；(f)所述第三形狀通過經(jīng)受20至60分鐘的800℃—950℃的溫度下的退火繼之以在270至310分鐘的時(shí)間逐漸將其冷卻到環(huán)境溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述熱鍛加工的工序包括(a)把所述一塊鋼材加熱到稍低于其熔化溫度；(b)壓扁所述這塊鋼材；(c)把所述這塊鋼材熱鍛成類似于所述第一形狀的粗制形狀；(d)進(jìn)一步把所述粗制形狀熱鍛成所述第一形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述冷精壓工序的子工序包括(a)從所述第一形狀的周面切除飛邊；(b)在擠壓所述指狀件同時(shí)改變所述指狀部的形狀，借此提供所述指狀部相對(duì)所述半芯的垂直度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述形成工序的子工序包括(a)通過把所述第二形狀的材料從一限制孔中擠過以部分地形成所述開孔，從而形成圓柱形開孔和防止所述第二形狀的破裂；(b)此后，在保持其圓柱形狀的同時(shí)完全形成所述開孔，這是通過使桿進(jìn)入部分形成的開孔內(nèi)，由此迫使材料從所述第二形狀進(jìn)入非限制的開孔內(nèi)而得以完全形成所述開孔。
5.刪去，無偏見。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在完全形成所述開孔之前立刻出現(xiàn)所形成所述最終第三形狀的所述工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在浸泡所述第一形狀之前，所述第一形狀加以噴丸處理以除去表面缺陷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少一種磷酸鹽浴包括一系列磷酸鹽浴池。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述高堿性浴具有pH14，并且從所述最終的第三形狀中除去硬脂酸鋅。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述退火工序是在惰性氣體中進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述惰性氣氛包括約95％的氮和約5％的氫的混合物。
12.一種在制造極靴過程時(shí)使具有完整半芯的交流發(fā)電機(jī)極靴的導(dǎo)磁率達(dá)到最大的方法，其工序包括(a)熱鍛一塊低碳鋼；(b)冷精壓這塊鋼材以將其擠壓它并形成一些直排的平晶粒；(c)通過將所述這塊鋼材加熱到800至950℃的溫度范圍內(nèi)，所述溫度范圍內(nèi)保溫20至60分鐘，然后，逐漸地使這塊鋼材在270至310分鐘范圍內(nèi)冷卻到環(huán)境溫度，以進(jìn)行所述這塊鋼材的退火，所述退火工序引起所述這塊鋼材內(nèi)的晶粒結(jié)構(gòu)的膨脹且使導(dǎo)磁率達(dá)到最大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述退火工序引起所述半芯內(nèi)的晶粒結(jié)構(gòu)的膨脹。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述退火工序在非含氧氣氛中進(jìn)行。
15.刪去，沒偏見。
16.刪去，沒偏見。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述高堿性浴具有酸堿度pH14。
18.一種增強(qiáng)噪聲強(qiáng)度和輸出的功率之間的綜合平衡的制造交流發(fā)電機(jī)極靴的方法，其工序包括(a)生產(chǎn)一具有所設(shè)計(jì)的向外形狀和構(gòu)型的極靴以使在所述極靴的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的噪聲強(qiáng)度減至最少；(b)熱鍛所述極靴以增大其指狀部和其半芯之間的晶粒的直線排列；(c)冷精壓所述極靴繼之以對(duì)所述極靴加以退火；以增加其中晶粒的直線排列和尺寸，從而使導(dǎo)磁率增至最大，因此，輸出功率的交流發(fā)電機(jī)具有一帶有兩相面對(duì)極靴的轉(zhuǎn)子，所述退火工序包括把所述極靴升溫到800℃至950℃的溫度范圍內(nèi)，在所述溫度范圍內(nèi)保溫20至60分鐘，然后，使所述極靴在270至310分鐘內(nèi)逐漸冷卻到環(huán)境溫度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的溫度，其特征在于所述生產(chǎn)工序包括使所述指狀部都具有所確定位置的各自重心的設(shè)計(jì)工序，以將在所述交流發(fā)電機(jī)中所述指狀部向外彎曲，減低到最小，借此，使所述交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙變成極小的，所述間隙的最小值將使功率輸出達(dá)到最高值。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述精壓工序包括擠壓所述極靴的工序。
21.一種全精整熱鍛交流發(fā)電機(jī)極靴的方法，其工序包括(a)在不加熱所述表面情況下，加工硬化所述極靴的表面；(b)在不加熱所述極靴下，通過使用一單一往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿把其材料從限制孔中擠過以在所述極靴中局部地形成一孔；(c)在不加熱所述極靴下通過將所述材料沖壓而穿過一排限制孔。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述極靴包括多個(gè)圓周間隔的指狀部，所述方法包括在所述部分形成工序后，將所述指狀部彎折成其最后構(gòu)形的工序。
全文摘要
一種改進(jìn)的制造交流發(fā)電機(jī)極靴的方法尋求最恰當(dāng)?shù)亟鉀Q制造交流發(fā)電機(jī)極靴中的噪聲減低、功率輸出、導(dǎo)磁率、材料的強(qiáng)度和重心的優(yōu)選關(guān)系。本發(fā)明的方法工序包括熱鍛、噴丸、碳酸鹽防銹處理、冷精壓、兩級(jí)全精整工序和退火工序，其中，兩級(jí)全精整加工包括一擠壓子工序和一彎曲子工序。本發(fā)明工序?qū)е轮圃煲子诓僮饕约熬哂懈呓涣靼l(fā)電機(jī)輸出的交流發(fā)電機(jī)極靴。
文檔編號(hào)B21K1/74GK1118638SQ94191341
公開日1996年3月13日 申請(qǐng)日期1994年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月3日
發(fā)明者安德烈歐仁戈法爾 申請(qǐng)人:湯姆·吉諾工場(chǎng)