CN110218848A - 一种波形片成形淬火模及成形淬火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种波形片成形淬火模及成形淬火方法，波形片成形淬火模主要由上模、下模、芯轴和定位销组成；在下模中孔内放置芯轴，定位稍均布安装在下模上；上模同样设有中孔，上模和下模尺寸相互匹配，并在上模的底部和下模的顶部设有喷油冷却系统。波形片成形淬火方法，包括以下步骤：(a)取弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；(b)把加热奥氏体化的波形片放到模具上进行成形；(c)模具上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成型模具的下模的中孔，然后淬火油从下模的中孔边缘的导油斜槽流出，经上模和下模上的径向油槽和周向环形油槽对工件进行直接冷却而实现淬火。

Description

一种波形片成形淬火模及成形淬火方法
技术领域
本发明属于车用离合器热处理技术领域，具体涉及一种波形片成形淬火模及成形淬火方法。
背景技术
离合器波形片属于弹性件，该部件在装车使用过程中起着缓冲作用。目前行业采用冷成形或中温（400~600℃左右）成形，都存在一定弊端。冷成形波形片后续使用弹性衰减大；淬火、回火、再次加热中温成形，由于成形为二次回火成形，相变塑性小，波形高度散差大，同时工序多，能耗大，成本高。
发明内容
本发明针对传统冲压成形波形片弹性衰减大，加工步骤繁琐等问题，提供一种波形片成形淬火模及成形淬及方法。
本发明的方案是通过这样实现的：
一种波形片成形淬火模，主要由上模、下模、定位销组成；所述的下模设有中孔，并在中孔内放置芯轴；所述的定位稍设有两个以上，并且均布安装在下模上；上模同样设有中孔，上模和下模尺寸相互匹配，并在上模的底部和下模的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽、径向油槽和周向环形油槽组成。
下模的中孔上的芯轴通过螺钉固定在设备顶杆上，使得芯轴可以在下模的中孔上下升降，但是芯轴并未完全降到下模中。
作为本发明的进一步说明，所述的导油斜槽沿着中孔边缘径向均匀分布，并且与径向油槽相通，周向环形油槽与导油斜槽、径向油槽相通。
作为本发明的进一步说明，所述的径向油槽和周向环形油槽均匀布置在成形淬火模的成形面上，径向油槽和周向环形油槽的油槽宽度为3～6mm，深度为4～10mm。
作为本发明的进一步说明，所述的成形淬火模的成形面为仿波形面。
作为本发明的进一步说明，所述的定位销为T型槽的定位销。
一种波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a)对冲压件进行加热：取弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.45～0.75，弹簧钢的厚度为1～2.5mm、加热温度为790～870℃、加热时间为5～10min；
(b)对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，同时采用定位销来定位波形片，设置成形时间为0.5～4s，成形压力为2～10Mpa；
(c)在模具上淬火：成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔，然后淬火油从下模的中孔边缘的导油槽流出，后经过上模和下模中的径向油路和环形油路流出。从而实现波形片进行直接冷却淬火；设置喷油时间为5~60s，油品为快速淬火油。
本发明中采用的弹簧钢为50CrV4、65Mn等材料。根据不同的弹簧钢采用不同的加热温度，当弹簧钢为50CrV4采用的加热温度为830~870℃，当弹簧钢为65Mn采用的加热温度为790~850℃。
本发明实现的技术原理是：
在本发明中将波形片成形和淬火结合在一起，使得模具有成形和淬火两个功能，模具的成形面为波形弧面能够保证圆弧过渡，降低应力集中，同时采用T型槽的定位销来定位波形片，方便工件取放。在成型模中设有淬火油路系统，保证零件在受压成形状态下进行淬火，通过油泵将淬火油打到下模的中孔，然后淬火油从下模的中孔边缘的导油斜槽流出，经上、下模径向和周向环形油路对工件进行直接冷却而实现淬火。导油斜槽均匀布置在成形面上，能够保证工件硬度均匀性。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用热成形淬火，由于将成形和淬火结合到一起，工序少；另外零件在奥氏体化温度，具有极佳的成形能力，回弹基本可以忽略，尺寸稳定；同时，由于高温下成形，弯折应力小，弹性衰减小。
2.本发明能够减少离合器整体波形片加工工序少，成本低，波形高度散差小，弹性衰减小。
3.本发明中波形高度散差小只有0.08，而传统散差有0.2左右；在弹性衰减方面，同样试验，本发明方法只有1%左右，而传统方法有8%~15%。以395波形片为例，传统成形后8个叶片波形高度散差大，实际高度0.7-0.9不等，而采用新方法，实际高度为0.76-0.84；经过加温衰减实现，传统方法波形高度平均从0.8降到0.7，而新方法则只从0.8降到0.79。
附图说明
图1为本发明中成形淬火摸装配图；
图2为本发明的下模结构示意图；
图3为本发明波形成形截面图，根据产品不同，圆弧R和高度H选定不同值；
其中：1-上模、2-下模、3-芯轴、4-定位销、5-径向油槽、6-导油槽、7-周向环形油槽、8-中孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种波形片成形淬火模及成形淬火方法进一步说明，这些描述并不是对本发明的限定。
实施例1：
波形片成形淬火模主要由上模1、下模2、芯轴3和定位销4组成；所述的下模2设有中孔8，并在中孔8内放置芯轴3，定位稍4设有两个，并均布安装在下模2上；上模1同样设有中孔，上模1和下模2尺寸相互匹配，并在上模1的底部和下模2的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽6、径向油槽5和周向环形油槽7组成；所述的导油斜槽6沿着中孔8边缘径向均匀分布，并且与径向油槽5相通，周向环形油槽7与导油斜槽6、径向油槽5相通。
本实施采用的波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a)对冲压件进行加热：取50CrV4弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.4，50CrV4弹簧钢的厚度为1mm、加热温度为830℃、加热时间5min；
(b)对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，成形淬火模成形面为仿波形面，同时采用T型槽的定位销4来定位波形片，设置成形时间为0.5s，成形压力为2Mpa；
(c)成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔8，然后淬火油从下模中孔8旁边的导油槽6流出后经过上模1和下模2中的径向油路5和环形油路7从而对波形片工件进行直接冷却，实现淬火；设置喷油时间为5s，油品为快速淬火油，径向油槽5和周向环形油槽7均匀布置在成形面上，宽度为3mm，深度为4mm。
实施例2：
波形片成形淬火模主要由上模1、下模2、芯轴3和定位销4组成；所述的下模2设有中孔8，并在中孔8内放置芯轴3，定位稍4设有4个，并均布安装在下模2上；上模1同样设有中孔，上模1和下模2尺寸相互匹配，并在上模1的底部和下模2的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽6、径向油槽5和周向环形油槽7组成；所述的导油斜槽6沿着中孔8边缘径向均匀分布，并且与径向油槽5相通，周向环形油槽7与导油斜槽6和径向油槽5相通。
本实施例采用的波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a) 对冲压件进行加热：取50CrV4弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.75，50CrV4弹簧钢材料料厚为2.5mm、加热温度为870℃、加热时间10min；
(b) 对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，成形淬火模成形面为仿波形面，同时采用T型槽的定位销4来定位波形片，设置成形时间为4s，成形压力为10Mpa；
(c) 成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔8，然后淬火油从下模中孔8旁边的导油槽6流出后经过上模1和下模2中的径向油路5和环形油路7从而对波形片工件进行直接冷却，实现淬火；设置喷油时间为60s，油品为快速淬火油，径向油槽5和周向环形油槽7均匀布置在成形面上，宽度为6mm，深度为10mm。
实施例3：
波形片成形淬火模主要由上模1、下模2、芯轴3和定位销4组成；所述的下模2设有中孔8，并在中孔8内放置芯轴3，定位稍4设有3个，并均布安装在下模2上；上模1同样设有中孔（8），上模1和下模2尺寸相互匹配，并在上模1的底部和下模2的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽6、径向油槽5和周向环形油槽7组成；所述的导油斜槽6沿着中孔8边缘径向均匀分布，并且与径向油槽5相通，周向环形油槽7与导油斜槽6和径向油槽5相通。
本实施例采用的波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a) 对冲压件进行加热：取50CrV4弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.6，50CrV4弹簧钢材料料厚为1.7mm、加热温度为850℃、加热时间7.5min；
(b) 对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，成形淬火模成形面为仿波形面，同时采用T型槽的定位销4来定位波形片，设置成形时间为2.5s，成形压力为6Mpa；
(c) 成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔8旁边的导油槽6流出后经过上模1和下模2中的径向油路5和环形油路7从而对波形片工件进行直接冷却，实现淬火；设置喷油时间为32s，油品为快速淬火油，径向油槽5和周向环形油槽7均匀布置在成形面上，宽度为4.5mm，深度为7mm。
实施例4：
波形片成形淬火模主要由上模1、下模2、芯轴3和定位销4组成；所述的下模2设有中孔8，并在中孔8内放置芯轴3，定位稍4设有6个，并均布安装在下模2上；上模1同样设有中孔，上模1和下模2尺寸相互匹配，并在上模1的底部和下模2的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽6、径向油槽5和周向环形油槽7组成；所述的导油斜槽6沿着中孔8边缘径向均匀分布，并且与径向油槽5相通，周向环形油槽7与导油斜槽6和径向油槽5相通。
本实施例采用的波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a) 对冲压件进行加热：取65Mn弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.45，65Mn弹簧钢材料料厚为1mm、加热温度为790℃、加热时间5min；
(b) 对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，成形淬火模成形面为仿波形面，同时采用T型槽定位销4来定位波形片，设置成形时间为0.5s，成形压力为2Mpa；
(c) 成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔8，然后淬火油从下模中孔8旁边的导油槽6流出后经过上模1和下模2中的径向油路5和环形油路7从而对波形片工件进行直接冷却，实现淬火；设置喷油时间为5s，油品为快速淬火油，径向油槽5和周向环形油槽7均匀布置在成形面上，宽度为3mm，深度为4mm。
实施例5：
波形片成形淬火模要由上模1、下模2、芯轴3和定位销4组成；所述的下模2设有中孔8，并在中孔8内放置芯轴3，定位稍4设有4个，并均布安装在下模2上；上模1同样设有中孔，上模1和下模2尺寸相互匹配，并在上模1的底部和下模2的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽6、径向油槽5和周向环形油槽7组成；所述的导油斜槽6沿着中孔8边缘径向均匀分布，并且与径向油槽5相通，周向环形油槽7与导油斜槽6和径向油槽5相通。
本实施例采用的波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a) 对冲压件进行加热：取65Mn弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.75，65Mn弹簧钢材料料厚为2.5mm、加热温度为850℃、加热时间10min；
(b) 对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，成形淬火模成形面为仿波形面，同时采用T型槽的定位销4来定位波形片，设置成形时间为4s，成形压力为10Mpa；
(c) 在模具上淬火：成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔8旁边的导油槽6流出后经过上模1和下模2中的径向油路5和环形油路7从而对波形片工件进行直接冷却，实现淬火；设置喷油时间为60s，油品为快速淬火油，径向油槽5和周向环形油槽7均匀布置在成形面上，宽度为6mm，深度为10mm。
实施例6：
波形片成形淬火模主要由上模1、下模2、芯轴3和定位销4组成；所述的下模2设有中孔8，并在中孔8内放置芯轴3，定位稍4设有3个，并均布安装在下模2上；上模1同样设有中孔，上模1和下模2尺寸相互匹配，并在上模1的底部和下模2的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽6、径向油槽5和周向环形油槽7组成；所述的导油斜槽6沿着中孔8边缘径向均匀分布，并且与径向油槽5相通，周向环形油槽7与导油斜槽6和径向油槽5相通。
本实施例采用的波形片成形淬火方法，包括以下步骤：
(a) 对冲压件进行加热：取65Mn弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.6，65Mn弹簧钢材料料厚为1.7mm、加热温度为805℃、加热时间7.5min；
(b) 对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢放到成形淬火模上进行成形，成形淬火模成形面为仿波形面，同时采用T型槽的定位销4来定位波形片，设置成形时间为2.5s，成形压力为6Mpa；
(c) 成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模的中孔8，然后淬火油从下模中孔8旁边的导油槽6流出后经过上模1和下模2中的径向油路5和环形油路7从而对波形片工件进行直接冷却，实现淬火；设置喷油时间为32s，油品为快速淬火油，径向油槽5和周向环形油槽7均匀布置在成形面上，宽度为4.5mm，深度为7mm。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种波形片成形淬火模，其特征在于，主要由上模（1）、下模（2）和定位销（4）组成；所述的下模（2）设有中孔（8），并在中孔（8）内放置芯轴（3）；所述的定位稍（4）设有两个以上，并且均布安装在下模（2）上；所述的上模（1）同样设有中孔，上模（1）和下模（2）尺寸相互匹配，并在上模（1）的底部和下模（2）的顶部设有喷油冷却系统；所述的喷油冷却系统主要由导油斜槽（6）、径向油槽（5）和周向环形油槽（7）组成。
2.根据权利要求1所述的波形片成形淬火模，其特征在于，所述的导油斜槽（6）沿着中孔（8）边缘径向均匀分布，并且与径向油槽（5）相通，周向环形油槽（7）与导油斜槽（6）、径向油槽（5）相通。
3.根据权利要求1所述的波形片成形淬火模，其特征在于，所述的径向油槽（5）和周向环形油槽（7）均匀布置在成形淬火模的成形面上，径向油槽（5）和周向环形油槽（7）的油槽宽度为3～6mm，深度为4～10mm。
4.根据权利要求3所述的波形片成形淬火模，其特征在于，所述的波形片成形淬火模的成形面为仿波形面。
5.根据权利要求1所述的波形片成形淬火模，其特征在于，所述的定位销（4）为T型槽的定位销。
6.一种波形片成形淬火方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)对冲压件进行加热：取弹簧钢冲压件在加热炉中进行加热处理，使其发生非完全奥氏体化转变；炉内气氛为还原气氛，碳势0.45～0.75，弹簧钢的厚度为1～2.5mm、加热温度为790～870℃、加热时间为5～10min；
(b)对加热件进行热成形：把加热后的弹簧钢冲压件放到成形淬火模上进行成形，同时采用定位销（4）来定位波形片，设置成形时间为0.5～4s，成形压力为2～10Mpa；
(c)在模具上淬火：成形淬火模上有喷油冷却系统，通过油泵将淬火油打到成形淬火模的下模（2）的中孔（8），然后淬火油从下模（2）的中孔（8）边缘的导油槽（6）流出，后经过上模（1）和下模（2）中的径向油路（5）和环形油路（7）流出；从而实现波形片进行直接冷却淬火；设置喷油时间为5～60s，油品为快速淬火油。
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