一种卡钳活塞及其制造工艺
技术领域
本发明属于汽车配件技术领域,特指一种卡钳活塞及其制造工艺。
背景技术
制动卡钳是制动系统核心部件之一,制动卡钳广泛地应用在车辆中,通过制动卡钳与制动盘之间相互作用产生制动力,制动卡钳通常固定于车辆的框架,制动盘固定于车轮。制动卡钳包括活塞和制动垫片,其在受压的流体作用下在支座内滑动,进而推动制动垫片与制动盘以摩擦方式产生制动力。卡钳活塞与相配置的油缸属于紧密配合,能往复滑动但不能在移动时造成制动液泄漏;因此,卡钳活塞外圆必须具有较高精度和耐磨性。在生产制造的过程中,对于原材料的选取,加工成型都需要一套科学完整的生产工序进行指导,才能确保活塞的质量和合格率。
发明内容
本发明的目的是提供一种卡钳活塞及其制造工艺,能够科学指导活塞的生产,提高活塞的质量和合格率。
本发明的目的是这样实现的:一种卡钳活塞,一端设置有内孔,另一端的端面上设置有圆形槽,且位于中心位置,圆形槽可以减少重量降低成本,所述圆形槽的端口上设置有一圈环形齿,防止与制动衬垫接触时,形成真空难以分离,该端面上设置有两个缺口槽,所述缺口槽与圆形槽连通,活塞的外圆上设置有一圈沟槽,所述沟槽上径向设置有泄气孔,所述泄气孔与内孔连通,防止形成真空层,难以分离,活塞的表面镀有一层铬,提高表面耐磨性。
进一步优化:所述沟槽靠近圆形槽所在的端面,方便制动衬垫的安装。
一种制造上述技术方案中卡钳活塞的工艺,包括如下步骤:(1)进货检验:每批材料进货后检查材料质保书,检测力学性能、硬度、尺寸及外观,每年检测一次化学成分;
(2)制坯:经剪切下料、热锻、退火、喷砂、车端面及磷皂化处理制成毛坯;
(3)冷挤压:通过冷挤压成型机将毛坯挤压成型,形成内孔、圆形槽和缺口槽的雏形;
(4)钻孔:使用立式钻床钻内孔;
(5)粗车内孔:粗车端口及内孔;
(6)精车外形:精车外径、圆形槽、缺口槽及切槽形成沟槽;
(7)压齿:挤压底面形成环形齿;
(8)精车内孔:精车内孔、圆形槽、缺口槽及沟槽;
(9)钻小孔:使用立式钻床钻泄气孔;
(10)磨削:在无心磨床上,以通磨方式对功能外径进行粗磨、半精磨和精磨;
(11)电镀:表面镀硬铬,镀层厚度10μm-25μm,硬度HV0.025 800-1200,并在24小时内进行除氢;
(12)抛光:在无心磨床上以通磨方式,对外径进行粗磨、半精磨和精磨;
(13)成品检验:对外观进行检测,并进行抗中性盐雾腐蚀试验、二氧化硫试验和碰撞试验;
(14)包装入库:储存在仓库中,注意防潮。
进一步优化,所述步骤(11)中具体操作如下:①待镀件上挂:领取待镀活塞和专用挂具,挂具位置必须均匀的挂在挂杆上,从上至下依次装挂活塞,装挂时必须捏住挂具挂钩部位,使挂钩缩小后方可装入活塞;②浸泡除油:在除油槽内加入50-70g/L的除油粉,槽液温度加热到60℃~70℃,再将挂满活塞的挂具完全浸泡在槽液中3~8min;③超声波除油:在超声波除油槽中加入50-70g/L的除油粉,槽液温度加热到60℃~70℃,再将挂满活塞的挂具完全浸泡在槽液中3~8min;④热水洗:在两个水洗槽内均加入35℃~45℃的纯水,每个水洗槽中均完全浸泡,漂洗10-60s;⑤电解除油:在电解除油槽中加入50-70g/L的除油粉,槽液温度加热到60℃~70℃,并通入电流密度为2-3A/dm2的电流,完全浸泡,漂洗2-3min;⑥水洗:使用三个水洗槽,并加入纯水,分别在三个水洗槽中完全浸泡,逆流漂洗10-60s;⑦反刻:在反刻槽内加入180-220g/L的CrO3,1.8-2.2g/L的H2SO4和小于10g/L的Fe3+,电流密度为15-30A/dm2,反应30-90s;⑧镀铬:镀铬槽内电镀液的成分及含量为,CrO3 300-380g/L,H2SO43.0-4.8g/L,Fe3+<10g/L,Cr3+<8g/L;电流密度为28-35A/dm2,电镀液温度为28-30℃,电镀时间18~25min;⑨高位水洗:在两个水洗槽加入纯水,每个水洗槽中各完全浸泡,漂洗10-60s;⑩超声波水洗:在水洗槽内加入35℃~45℃的纯水,完全浸泡,漂洗1~3min;碱洗:在两个水洗槽中均加入纯水和1-10g/L的氢氧化钠,每个水洗槽中各浸泡漂洗10-60s;下挂并检测:从上至下依次取下活塞,取件时必须捏住挂具挂钩部位,使挂钩缩小后方可取出活塞,操作过程中必须轻拿轻放,注意不能磕碰、划伤活塞,检查镀层无起泡、脱落、立刺,内外表面无裂纹、划伤、碰伤、锈蚀等缺陷,镀铬层厚度为10~25μm,硬度为HV 650~850;去氢:将活塞均匀地摆放在料架上,然后放入烘箱内保持活塞温度达到190℃,烘烤60~90min。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是:工艺流程科学有序,提高生产效率的同时,还能严格控制产品的精度和产品质量,使活塞在制动系统中能够稳定的发挥作用,降低了事故率,提高行车安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1中的左视示意图;
图中:10-内孔,11-圆形槽,12-缺口槽,13-环形齿,14-沟槽,15-泄气孔,16-电镀层。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述,参见图1—2:一种卡钳活塞,一端设置有内孔10,另一端的端面上设置有圆形槽11,且位于中心位置,圆形槽11可以减少重量降低成本,所述圆形槽11的端口上设置有一圈环形齿13,防止与制动衬垫接触时,形成真空难以分离,该端面上设置有两个缺口槽12,所述缺口槽12与圆形槽11连通,活塞的外圆上设置有一圈沟槽14,所述沟槽14靠近圆形槽11所在的端面,方便制动衬垫的安装,所述沟槽14上径向设置有泄气孔15,所述泄气孔15与内孔10连通,防止形成真空层,难以分离,活塞的表面镀有一层铬,形成电镀层16,提高表面耐磨性。
生产上述卡钳活塞的具体工艺流程如下:
(1)进货检验:每批材料进货后检查材料质保书,检测力学性能、硬度、尺寸及外观,每年检测一次化学成分;
(2)制坯:经剪切下料、热锻、退火、喷砂、车端面及磷皂化处理制成毛坯;
(3)冷挤压:通过冷挤压成型机将毛坯挤压成型,形成内孔、圆形槽和缺口槽的雏形;操作前确认模腔内只有一件毛坯,每次加工一件;每加工十件后,使用压缩气枪将模腔清理干净;加工后的工件装入专用料箱,放置指定位置,并填写标识卡;操作加工过程中,发现工件尺寸不合格、不稳定或其它不良时,应停止生产,并立即通知调机员进行调整,或调整机床行程位置或模具定位;
(4)钻孔:使用立式钻床钻内孔;主轴转速为500-800r/min,进给量控制为0.4-0.6mm/r,每件加工前,使用压缩气枪将工件、夹具、刀具清理干净;操作前将工件定位面装入夹具定位面,手动加紧夹具,每次加工一件;操作加工过程中,发现工件尺寸不合格、不稳定或其它不良时,应停止生产,并立即通知调机员进行调整,或调整机床刀补程序或夹具定位;
(5)粗车内孔:使用CNC车床粗车端口及内孔;
(6)精车外形:使用CNC车床精车外径、圆形槽、缺口槽及切槽形成沟槽;
(7)压齿:使用液压机挤压底面形成环形齿;主缸压力为80-90bar,卸压时间为0-0.2s,保压时间为0-0.2s;
(8)精车内孔:使用CNC车床精车内孔、圆形槽、缺口槽及沟槽;
(9)钻小孔:使用立式钻床钻泄气孔;
(10)磨削:在无心磨床上,以通磨方式对功能外径进行粗磨、半精磨和精磨;粗磨的切削深度为0.04-0.075mm,半精磨的切削深度为0.007-0.02mm,精磨的切削深度为0.003-0.01mm;
(11)电镀:表面镀硬铬,镀层厚度10μm-25μm,硬度HV0.025 800-1200,并在24小时内进行除氢;具体工序如下:①待镀件上挂:领取待镀活塞和专用挂具,挂具位置必须均匀的挂在挂杆上,从上至下依次装挂活塞,装挂时必须捏住挂具挂钩部位,使挂钩缩小后方可装入活塞;②浸泡除油:在除油槽内加入50-70g/L的除油粉,槽液温度加热到60℃~70℃,再将挂满活塞的挂具完全浸泡在槽液中3~8min;③超声波除油:在超声波除油槽中加入50-70g/L的除油粉,槽液温度加热到60℃~70℃,再将挂满活塞的挂具完全浸泡在槽液中3~8min;④热水洗:在两个水洗槽内均加入35℃~45℃的纯水,每个水洗槽中均完全浸泡,漂洗10-60s;⑤电解除油:在电解除油槽中加入50-70g/L的除油粉,槽液温度加热到60℃~70℃,并通入电流密度为2-3A/dm2的电流,完全浸泡,漂洗2-3min;⑥水洗:使用三个水洗槽,并加入纯水,分别在三个水洗槽中完全浸泡,逆流漂洗10-60s;⑦反刻:在反刻槽内加入180-220g/L的CrO3,1.8-2.2g/L的H2SO4和小于10g/L的Fe3+,电流密度为15-30A/dm2,反应30-90s;⑧镀铬:镀铬槽内电镀液的成分及含量为,CrO3 300-380g/L,H2SO4 3.0-4.8g/L,Fe3+<10g/L,Cr3+<8g/L;电流密度为28-35A/dm2,电镀液温度为28-30℃,电镀时间18~25min;⑨高位水洗:在两个水洗槽加入纯水,每个水洗槽中各完全浸泡,漂洗10-60s;⑩超声波水洗:在水洗槽内加入35℃~45℃的纯水,完全浸泡,漂洗1~3min;碱洗:在两个水洗槽中均加入纯水和1-10g/L的氢氧化钠,每个水洗槽中各浸泡漂洗10-60s;下挂并检测:从上至下依次取下活塞,取件时必须捏住挂具挂钩部位,使挂钩缩小后方可取出活塞,操作过程中必须轻拿轻放,注意不能磕碰、划伤活塞,检查镀层无起泡、脱落、立刺,内外表面无裂纹、划伤、碰伤、锈蚀等缺陷,镀铬层厚度为10~25μm,硬度为HV 650~850;去氢:将活塞均匀地摆放在料架上,然后放入烘箱内保持活塞温度达到190℃,烘烤60~90min;
上述电镀的要求为活塞内腔不允许电镀,未镀面不允许有任何腐蚀锈斑、发黄、漕液残留;活塞表面必须清洁干净,无毛刺、磕碰伤、划伤,镀层无脱落、气泡、立刺、砂眼等外观缺陷;
(12)抛光:在无心磨床上以通磨方式,对外径进行粗磨、半精磨和精磨;
(13)成品检验:对外观进行检测,并进行抗中性盐雾腐蚀试验、二氧化硫试验和碰撞试验;活塞抛光后,抗中性盐雾腐蚀试验能力要达到,试验时间12个小时,所有已镀表面腐蚀面积不超过5%;二氧化硫试验,1个试验周期后活塞表面无基体腐蚀;镀层附着力要求,碰撞或后序使用中,镀层无脱落、起泡等缺陷;在活塞外径A、B、C三段分别取点,进行检测,允许任意单点镀层厚度最小10μm,最大25μm,单件活塞同一圆周方向镀层厚度极差≤7μm;
(14)包装入库:储存在仓库中,注意防潮。
针对电镀步骤中的镀铬工序有如下几种实施方式
实施例1
镀铬槽内电镀液的成分及含量为,CrO3为300g/L,H2SO4为4.8g/L,Fe3+为9g/L,Cr3+为7g/L;电流密度为28A/dm2,电镀液温度为28℃,电镀时间18min,能够得到镀铬层厚度为10μm,硬度为HV 650的卡钳活塞。
实施例2
镀铬槽内电镀液的成分及含量为,CrO3为380g/L,H2SO4为3.0g/L,Fe3+为4g/L,Cr3+为3g/L;电流密度为30A/dm2,电镀液温度为28℃,电镀时间18min,能够得到镀铬层厚度为15μm,硬度为HV 750的卡钳活塞。
实施例3
镀铬槽内电镀液的成分及含量为,CrO3为350g/L,H2SO4为4.0g/L,Fe3+为6g/L,Cr3+为5g/L;电流密度为35A/dm2,电镀液温度为30℃,电镀时间25min,能够得到镀铬层厚度为25μm,硬度为HV 850的卡钳活塞。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。