CN107988460B - 一种碟形弹簧弹力精确控制方法 - Google Patents

一种碟形弹簧弹力精确控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碟形弹簧弹力精确控制方法，通过计算给定的数值调整机加后、淬火前的碟形弹簧高度，实现对碟形弹簧淬、回火后的高度的精确控制，使其高度所对应的弹力数值处于合格范围内。本发明对机加后、淬火前的的碟形弹簧进行调整，使碟形弹簧弹力数值合格率得到大幅提升。

Description

一种碟形弹簧弹力精确控制方法
技术领域
本发明涉及一种碟形弹簧弹力精确控制方法。
背景技术
碟形弹簧，又被称为贝勒维尔簧垫圈，其占用空间小、弹性位移行程短且承载负荷大，常用于重型机械和飞机等武器装备中。在航空航天领域中，一些碟形弹簧属于高精特种弹簧，在指定压缩高度下的弹力数值公差范围非常窄，使碟形弹簧弹力数值合格率非常低，经过统计，合格率不足40％。由于碟形弹簧弹力数值受很多影响因素的交互作用，弹力数值控制无规可循，现有技术无法加工制造出高合格率的高精碟形弹簧。
发明内容
本发明的目的是提供一种碟形弹簧弹力精确控制方法，通过该方法，使碟形弹簧在指定压缩高度下的弹力数值合格率大幅提升。
本发明的具体技术方案是，所述的碟形弹簧弹力精确控制方法包括以下步骤：
1、试淬
选取两件同批次加工后的碟形弹簧，所述的碟形弹簧高度位于公差范围内且不相同，然后进行常规盐浴淬回火；
2、计算
测量两件碟形弹簧自由状态下高度与弹力数值，根据下面的公式，计算H：
Figure BDA0001455589120000011
式中F弹力上差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力上差数值；
F弹力下差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力下差数值；
F1—设计给定同一压缩高度下两件试淬碟形弹簧中的弹力低值；
F2—设计给定同一压缩高度下两件试淬碟形弹簧中的弹力高值；
H1—碟形弹簧试淬后的弹力低值对应的自由状态的高度数值；
H2—碟形弹簧试淬后的弹力高值对应的自由状态的高度数值；
σ最小——设计给定的碟形弹簧尺寸最小公差数值；
然后计算定义碟形弹簧淬火后弹力数值能够合格的自由状态高度值H0，所述的H0为计算得出的H值和碟形弹簧高度公差范围的交集；
3、调整
对机加后、淬火前的碟形弹簧高度进行分选，当碟形弹簧的自由状态下高度在处于H0范围内时，待淬火；当自由状态下的高度处于H0范围外时，须对其高度进行机加冲压调整，直至使其在自由状态下的高度处于规定的碟形弹簧高度公差范围内；
4、淬火+回火
按规定的热处理参数对高度控制合格的碟形弹簧进行淬火与回火；
5、弹力数值检测
淬、回火后的碟形弹簧进行弹力数值检测，对不合格产品进行报废处理。
本发明按照公式计算给定的数值调整机加后、淬火前的碟形弹簧高度，可以实现对碟形弹簧淬、回火后的高度的精确控制，使其高度所对应的弹力数值处于合格范围内。本发明对机加后、淬火前的的碟形弹簧进行调整，使碟形弹簧弹力数值合格率得到大幅提升，经过实际操作和统计，通过本发明的技术方案，碟形弹簧弹力数值合格率超过80％。
具体实施方式
一种碟形弹簧弹力精确控制方法包括以下步骤：
1、试淬
选取两件同批次加工后的碟形弹簧，所述的碟形弹簧高度位于公差范围内且不相同，然后进行常规盐浴淬回火；
2、计算
测量两件碟形弹簧自由状态下高度与弹力数值，根据下面的公式，计算H：
Figure BDA0001455589120000021
式中F弹力上差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力上差数值；
F弹力下差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力下差数值；
F1—设计给定同一压缩高度下两件试淬碟形弹簧中的弹力低值；
F2—设计给定同一压缩高度下两件试淬碟形弹簧中的弹力高值；
H1—碟形弹簧试淬后的弹力低值对应的自由状态的高度数值；
H2—碟形弹簧试淬后的弹力高值对应的自由状态的高度数值；
σ最小——设计给定的碟形弹簧尺寸最小公差数值；
然后计算定义碟形弹簧淬火后弹力数值能够合格的自由状态高度值H0，所述的H0为计算得出的H值和碟形弹簧高度公差范围的交集；
3、调整
对机加后、淬火前的碟形弹簧高度进行分选，当碟形弹簧的自由状态下高度在处于H0范围内时，待淬火；当自由状态下的高度处于H0范围外时，须对其高度进行机加冲压调整，直至使其在自由状态下的高度处于规定的碟形弹簧高度公差范围内；
4、淬火+回火
按规定的热处理参数对高度控制合格的碟形弹簧进行淬火与回火；
5、弹力数值检测
淬、回火后的碟形弹簧进行弹力数值检测，对不合格产品进行报废处理。
实施例
某同批次加工后的碟形弹簧共计20件，材料为50CrV，设计给定的碟形弹簧自由状态下的尺寸高度为(4.35～4.55)mm，该波簧在指定3.80mm压缩高度下的弹力数值要求在(581.4～642.6)N，该碟形弹簧弹力精确控制方法如下：
1、试淬
选取两件碟形弹簧，所述的两件碟形弹簧在自由状态下的的高度分别为4.40mm的4.42mm，对其进行盐浴淬火，并进行回火；
2、计算
测量两件碟形弹簧自由状态下高度与弹力数值，自由状态下两件碟形弹簧的高度分别为4.50mm和4.53mm，弹力数值分别对应为598.3N和622.4N，根据下面的公式，计算H值：
Figure BDA0001455589120000031
式中F弹力上差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力上差数值；
F弹力下差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力下差数值；
F1—设计给定同一压缩高度下2件试淬碟形弹簧中的弹力低值；F2—设计给定同一压缩高度下2件试淬碟形弹簧中的弹力高值；
H1—碟形弹簧试淬后的弹力低值对应的自由状态的高度数值；
H2—碟形弹簧试淬后的弹力高值对应的自由状态的高度数值；
σ最小——设计给定的碟形弹簧尺寸最小公差数值
然后计算定义碟形弹簧淬火后弹力数值能够合格的自由状态高度值H0，所述的H0为计算得出的H值和碟形弹簧高度公差范围的交集，即：
H0＝4.46～4.55mm
3、调整
根据步骤2对机加后、淬火前的碟形弹簧高度进行分选，当其自由状态下高度为(4.46～4.55)mm时，待淬火；当自由状态下高度不在(4.46～4.55)mm时，对其高度进行机加冲压调整，直至使其落入(4.46～4.55)mm；
4、淬火+回火
按规定的热处理参数对高度控制合格的碟形弹簧进行淬火与回火；
5、弹力数值检测
淬、回火后的碟形弹簧进行弹力数值检测，对不合格产品进行报废处理。
经弹力数值检测表明，经过上述方兴未艾，共有18件合格，弹力数值合格率由之前的不足40％大幅提升至90％，实现了碟形弹簧弹力的精确控制。

Claims (1)

1.一种碟形弹簧弹力精确控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)试淬
选取两件同批次加工后的碟形弹簧，所述的碟形弹簧高度位于公差范围内且不相同，然后进行常规盐浴淬回火；
2)计算
测量两件碟形弹簧自由状态下高度与弹力数值，根据下面的公式，计算H：
Figure FDA0001455589110000011
式中F弹力上差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力上差数值；
F弹力下差—设计给定的同一压缩高度下对应的弹力下差数值；
F1—设计给定同一压缩高度下两件试淬碟形弹簧中的弹力低值；
F2—设计给定同一压缩高度下两件试淬碟形弹簧中的弹力高值；
H1—碟形弹簧试淬后的弹力低值对应的自由状态的高度数值；
H2—碟形弹簧试淬后的弹力高值对应的自由状态的高度数值；
σ最小——设计给定的碟形弹簧尺寸最小公差数值；
然后计算定义碟形弹簧淬火后弹力数值能够合格的自由状态高度值H0，所述的H0为计算得出的H值和碟形弹簧高度公差范围的交集；
3)调整
对机加后、淬火前的碟形弹簧高度进行分选，当碟形弹簧的自由状态下高度在处于H0范围内时，待淬火；当自由状态下的高度处于H0范围外时，须对其高度进行机加冲压调整，直至使其在自由状态下的高度处于规定的碟形弹簧高度公差范围内；
4)淬火+回火
按规定的热处理参数对高度控制合格的碟形弹簧进行淬火与回火；
5)弹力数值检测
淬、回火后的碟形弹簧进行弹力数值检测，对不合格产品进行报废处理。
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