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

碟形弹簧热压一次成型方法
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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