CN109047497B - 碟形弹簧热压一次成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碟形弹簧热压一次成型方法,包括:机加工碟形弹簧坯料,确保外径、内孔、厚度尺寸在规定范围内,使得热成型后无需再机加;加热碟形弹簧坯料,加热温度根据碟形弹簧坯料塑性变形温度来确定;将加热后的碟形弹簧坯料放入压床上的压制模具中,控制设备压力,确保压制模具的上压模、下压模与碟形弹簧坯料贴合,且不会改变碟形弹簧坯料的外形尺寸;控制压制时间、压制次数;碟形弹簧坯料1被压制2~5次,压制前调整碟形弹簧坯料的角度,碟形弹簧坯料一次压制成型后形成碟形弹簧。本发明能够确保碟形弹簧一次热压成型,解决了碟形弹簧热成型过程中因多次加热、多次压制而影响碟形弹簧性能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种碟形弹簧的生产方法,具体是,涉及一种碟形弹簧热压一次成型方法。
背景技术
如图1所示,是现有技术中碟形弹簧的结构示意图。
碟形弹簧具有行程短、负荷重、所需空间小、使用寿命长等特点,适用于重型机械(如压力机)、火炮、航空、航天等武器。碟形弹簧根据其厚度t值分为三类:1类,t≤1.25mm;2类,t为1.25~6mm;3类,t>6~14mm。对于1、2类碟形弹簧,可以采用模具冷冲成型,对于3类碟形弹簧则需要热成型。
目前,国内碟形弹簧热成型的工艺方法为:为了保证碟形弹簧热压后高度的一致性,首先将碟形弹簧热压高度超出工艺要求的一定高度,然后经过二次或多次加热压制修型,直至碟形弹簧高度达到工艺要求。这样,碟形弹簧成型过程需要进行多次加热、多次压制,造成碟形弹簧表面脱碳性增大,从而严重影响碟形弹簧的性能。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种碟形弹簧热压一次成型方法,能够确保碟形弹簧一次热压成型,解决了碟形弹簧热成型过程中因多次加热、多次压制而影响碟形弹簧性能的问题。
技术方案如下:
一种碟形弹簧热压一次成型方法,包括:
机加工碟形弹簧坯料,确保外径、内孔、厚度尺寸在规定范围内,使得热成型后无需再机加;
加热碟形弹簧坯料,加热温度根据碟形弹簧坯料塑性变形温度来确定;
将加热后的碟形弹簧坯料放入压床上的压制模具中,控制设备压力,确保压制模具的上压模、下压模与碟形弹簧坯料贴合,且不会改变碟形弹簧坯料的外形尺寸;控制压制时间、压制次数;碟形弹簧坯料被压制2~5次,压制前调整碟形弹簧坯料的角度,碟形弹簧坯料一次压制成型后形成碟形弹簧。
进一步:通过对零件最佳塑性变形温度试验,控制炉温在870-890℃。
进一步:对加热过程中碟形弹簧坯料的装炉量、装炉位置、炉膛环境保护三方面进行控制;装炉量根据碟形弹簧坯料的大小、炉膛大小、炉内加热环境控制,装炉位置在炉膛中心位置,确保零件在加热过程中不变形且受热均匀。
进一步:将碟形弹簧坯料加热至870-890℃放置在下压模中,放下上压模,压第一次持续2~9秒;提起上压模,将碟形弹簧坯料旋转120°,放下上压模压第二次,持续2~9秒;提起上压模,将碟形弹簧坯料旋转120°,放下上压模压第三次,持续30~60秒;确保零件压三次后一次成型,并且保证碟形弹簧变形量一致,高度一致,零件厚度保持。
本发明技术效果包括:
本发明能够确保碟形弹簧一次热压成型,解决了碟形弹簧热成型过程中因多次加热、多次压制而影响碟形弹簧性能的问题。
附图说明
图1是现有技术中碟形弹簧的结构示意图;
图2是本发明中压制模具压制碟形弹簧坯料的示意图。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践和再现。
碟形弹簧热压一次成型方法,具体包括以下步骤:
步骤1:机加工碟形弹簧坯料1,确保外径、内孔、厚度尺寸在规定范围内,使得热成型后无需再机加;
步骤2:加热碟形弹簧坯料1,加热温度根据碟形弹簧坯料1塑性变形温度来确定;
通过对零件最佳塑性变形温度试验,确定最佳加热温度。同时,为确保碟形弹簧坯料1达到最佳塑性变形、热压过程变形量可控且不脱碳,控制炉温在870-890℃。
为了确保加热效果,对加热过程中碟形弹簧坯料1的装炉量、装炉位置、炉膛环境保护三方面进行控制。装炉量根据零件大小、炉膛大小、炉内加热环境控制在一定范围内,装炉位置在炉膛中心位置,确保零件在加热过程中不变形且受热均匀。
如图2所示,是本发明中压制模具压制碟形弹簧坯料的示意图。
步骤3:将加热后的碟形弹簧坯料1放入压床上的压制模具中,控制设备压力,确保压制模具的上压模、下压模与碟形弹簧坯料1贴合,且不会改变碟形弹簧坯料1的外形尺寸;控制压制时间、压制次数;压制前调整碟形弹簧坯料1的角度,碟形弹簧坯料1一次热压制成型,碟形弹簧坯料1被压制2~5次后形成碟形弹簧。
压制方法为:将碟形弹簧坯料1加热至870-890℃放置在下压模3中,放下上压模2,压第一次持续2~9秒;提起上压模2,将碟形弹簧坯料1旋转120°,放下上压模2压第二次,持续2~9秒;提起上压模2,将碟形弹簧坯料1旋转120°,放下上压模2压第三次,持续30~60秒;确保零件压三次后一次成型,并且保证碟形弹簧变形量一致,高度一致;零件厚度t不应变化。
通过设计、试验制作压制模具,在压制成型过程中,充分考虑工件冷却后的反弹量,确保上下压模热压贴合并在冷却后零件高度尺寸符合工艺要求,且保证碟形弹簧高度一致性,所以,需要控制压制时间、压制次数。
通过对压床压力测算、试验,确定压制压力,并且确定压制方法,确保零件在压制成型后,高度一致性且满足工艺要求,一方面确保上下压模热压完全贴合,另一方面确保不会过压而导致零件其他尺寸改变。
通过以上温度、模具、压制压力及压制方法的设计及试验,严加三个参数的控制,确保零件热压一次成型。
以某零件成品外圆D=160mm×内圆d=95.3mm×高H=12.5mm的厚度t=7mm材料60Si2MnA碟形弹簧为例,
1、采用机加保证零件尺寸外径φ159±0.1、内孔φ96.2±0.1、厚度7±00.2;
2、加热时,控制炉温在885±5℃,装炉位置在炉膛中心位置;装炉量控制在20件每炉,而且不能重叠放置;加热时炉膛内气氛无氧化保护;
3、加热后模具冲压成型时,控制设备压力在150MPa,压一次持续3~4秒;提起压杆将零件旋转120°后压第二次持续3~4秒;提起压杆将零件旋转120°后压第三次,持续30~40秒。确保零件一次热压成型后,碟形弹簧变形量一致,高度一致。
应当理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种碟形弹簧热压一次成型方法,包括:
机加工碟形弹簧坯料,确保外径、内孔、厚度尺寸在规定范围内,使得热成型后无需再机加;
对加热过程中碟形弹簧坯料的装炉量、装炉位置、炉膛环境保护三方面进行控制;装炉量根据碟形弹簧坯料的大小、炉膛大小、炉内加热环境控制,装炉位置在炉膛中心位置,确保零件在加热过程中不变形且受热均匀;加热碟形弹簧坯料,加热温度根据碟形弹簧坯料塑性变形温度来确定,控制炉温在870-890℃;
将加热后的碟形弹簧坯料放入压床上的压制模具中,控制设备压力,确保压制模具的上压模、下压模与碟形弹簧坯料贴合,且不会改变碟形弹簧坯料的外形尺寸,碟形弹簧坯料的厚度不变;控制压制时间、压制次数;压制前调整碟形弹簧坯料的角度,碟形弹簧坯料被一次热压制成型,碟形弹簧坯料被压制2~5次后形成碟形弹簧;压制方法为:将碟形弹簧坯料加热至870-890℃放置在下压模中,放下上压模,压第一次持续2~9秒;提起上压模,将碟形弹簧坯料旋转120°,放下上压模压第二次,持续2~9秒;提起上压模,将碟形弹簧坯料旋转120°,放下上压模压第三次,持续30~60秒;确保零件压三次后一次成型,并且保证碟形弹簧变形量一致,高度一致,零件厚度保持不变。
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