CN103769521A - 一种提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铆接技术领域，为解决制动摩擦块总成在使用一定时间后松动、脱落的问题，提高铆接式摩擦元件的可靠性和使用寿命，本发明提供一种提高制动摩擦块的翻面旋铆方法，通过对托盘扩孔抵消实际装配位置公差对铆接强度的降低；同时，因为摩擦块与铆接部分轴向尺寸较小，翻面旋铆塑性变形能够填补扩孔的影响，形成严密的结合，能够加强铆接的强度，特别是耐受动态冲击的强度；铆接时会引发材料的硬化，翻面铆接保证了材料硬化的均匀性；本发明有效地解决了制动摩擦块在使用一定时间后松动、脱落的问题，大幅提高了铆接式摩擦元件的可靠性和使用寿命，具有重大的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于铆接技术领域，具体涉及一种提高制动摩擦块的翻面旋铆方法。
背景技术
干片式制动装置因其制动功率大、工作环境恶劣等原因，对铆接式摩擦片的可靠性要求较高。在实车考核中，该型摩擦片的主要损伤形式为摩擦块总成使用一段时间后出现松动，严重时甚至脱落。通过仿真和台架试验分析表明，摩擦片承受的动态载荷冲击是此类故障的主因。
如图1所示，制动器摩擦片包括芯板1和摩擦块3，摩擦块3通过烧结固定在托盘2上形成摩擦块总成，托盘2与芯板1二者通过铆钉4铆接连接在一起。传统铆接结构，芯板1和托盘2的铆钉孔尺寸是一致的，在铆钉孔能够对中的情况下，可以满足二者铆接质量和静态使用强度。干片式制动器摩擦块，具有两个以上的铆钉孔，因其孔间距存在加工误差，不能完全保证芯板1和托盘2的铆钉孔完全对中，导致铆接质量和强度下降，尤其是摩擦块铆接强度不足，特别是在高动态冲击条件下，铆接强度不能保证摩擦块与芯板可靠连接。由图1所示，铆钉4与芯板1和托盘2之间存在间隙5，在高频、高负荷振动冲击下，极易引起失效。
因此，需要根据干片式制动器摩擦片的使用特点和铆接方式，研制一种新的铆接工艺，来提高摩擦块的铆接强度，适应动态冲击工况,实现该型摩擦件的高可靠性和高寿命。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种提高制动摩擦块的翻面旋铆方法。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一，将摩擦块通过烧结固定在托盘上，在托盘上打孔，使托盘上的孔径大于芯板上的孔径；
步骤二，将铆钉穿入托盘与芯板的铆钉孔，在铆钉的一侧通过顶模顶住铆钉的钉头，并在其另一侧通过旋铆机铆成墩头；
步骤三，翻面，支撑所述墩头，通过在铆钉的钉头加压，填补铆钉的钉头侧未铆严的间隙。
其中，所述托盘的孔径大于芯板的孔径2%～35%，同时确保能够抵消两孔的同轴度误差。
其中，在所述铆接和加压过程中避免对钉头和所述墩头形成损伤造成应力集中，降低铆钉的机械强度和抗腐蚀能力。
（三）有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
1、本发明提供的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，因为摩擦块总成与铆接部分轴向尺寸较小，铆接塑性变形能够填补扩孔的影响，形成严密的结合，能够实现浮动支撑摩擦片强动态冲击承载所需的铆接强度；铆接时会引发材料的硬化，翻面铆接保证了材料硬化的均匀性；
2、本发明有效地解决了摩擦块总成在使用一定时间后松动、脱落的问题，大幅提高了铆接式摩擦元件的可靠性和使用寿命，具有重大的经济效益。
附图说明
图1为现有技术的铆接实施效果图；
图2为本发明所提供的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法的实施效果图；
图3为本发明所提供的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法中制动器摩擦片铆接有限元模型图；
图4为本发明所提供的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法中铆钉应力云图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图2所示，本发明提供的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将摩擦块3通过烧结固定在托盘2上，在托盘2上打孔6，使孔6的孔径大于芯板1的孔径；
步骤二，将铆钉4穿入托盘2与芯板1的铆钉孔6，在铆钉4的一侧通过顶模顶住铆钉4的钉头，并在其另一侧通过旋铆机铆成墩头；
步骤三，翻面，支撑所述墩头，通过在铆钉4的钉头加压，填补铆钉4的钉头侧未铆严的间隙。因为摩擦块与铆接部分轴向尺寸较小，铆接塑性变形能够填补扩孔的影响，形成严密的结合，在工艺上可行，切实加强了铆接的强度。另外，铆接时会引发材料的硬化，翻面铆接保证了材料硬化的均匀性。本方法中所述摩擦块总成即摩擦块3与托盘2的结合体。
其中，在所述铆接和加压过程中注意采取保护措施，避免对钉头4和所述墩头形成损伤造成应力集中，降低铆钉的机械强度和抗腐蚀能力。
如图3和4所示，以摩擦片内毂转速特定波动频率的动态特性进行有限元仿真，并对铆钉动态应力进行分析对比，获得所述托盘的孔径大于芯板的孔径2%～35%，同时确保能够抵消两孔的同轴度误差。
表1托盘孔径与芯板孔径不同比例的效果对比
从表1可以看出，当托盘孔径大于芯板孔径<2%时，铆钉塑性硬化过高，产生局部应力集中；当托盘孔径大于芯板孔径2%～35%时，填充效果好、预压应力适中；当托盘孔径大于芯板孔径>35%时，填充不实。
本发明提供的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，使得铆接式摩擦元件在满足高功率密度要求的前提下，不增加体积，不减小摩擦面积，提高铆接薄弱环节的强度，在承受摩擦载荷同时，也能承受高强度动态载荷，大幅提高了铆接式摩擦元件的可靠性和使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一，将摩擦块（3）通过烧结固定在托盘（2）上，在托盘（2）上打孔（6），使孔（6）的孔径大于芯板（1）的孔径；
步骤二，将铆钉（4）穿入托盘（2）与芯板（1）的铆钉孔（6），在铆钉（4）的一侧通过顶模顶住铆钉（4）的钉头，并在其另一侧通过旋铆机铆成墩头；
步骤三，翻面，支撑所述墩头，通过在铆钉（4）的钉头加压，填补铆钉（4）的钉头侧未铆严的间隙。
2.根据权利要求1所述的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，其特征在于：所述托盘（2）的孔径大于芯板（1）的孔径2%～35%，同时确保能够抵消两孔的同轴度误差。
3.根据权利要求1所述的提高制动摩擦块冲击强度的翻面旋铆方法，其特征在于：在所述铆接和加压过程中避免对钉头（4）和所述墩头形成损伤造成应力集中，降低铆钉的机械强度和抗腐蚀能力。
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