CN110564935A - 一种微碟形外齿摩擦片成形淬火工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微碟形外齿摩擦片成形淬火工装及方法，工装包括膨胀顶杆、压模、成形模、顶头、底座、多个滑块、弹簧B和滑动螺栓；成形模置于底座上，压模压在成形模上，压模底面和成形模顶面为相互配合的锥面；成形模侧壁内沿轴线方向设有顶料装置；所述的多个滑块底部置于底座上，滑动螺栓中部滑动部置于底座侧壁的螺栓孔内，滑动螺栓的螺纹端与滑块螺接，滑动螺栓上设有弹簧B；多个滑块围成芯模，芯模顶部为圆锥形孔、下部为圆形阶梯孔；膨胀顶杆位于芯模正上方，膨胀顶杆底部为锥形。本发明结构简单，操作方便，生产效率高，装卸模方便，能够保证微碟形外齿摩擦片成形精度，且能提高微碟形外齿摩擦片淬火硬度均匀性。

Description

一种微碟形外齿摩擦片成形淬火工装及方法

技术领域

本发明属于碟形外齿摩擦片成型技术领域，具体涉及一种微碟形外齿摩擦片成形淬火工装及方法。

背景技术

微碟形外齿摩擦片是履带车辆综合传动装置离合器中的一种零件，材料为65Mn，硬度要求为28-35HRC，厚度为2mm，内孔+外齿结构，内径为φ172mm，中径为φ251mm，外径(齿部直径)为φ265mm，碟形要求为0.3-0.5mm。由于该零件碟形很小，采用汽车行业膜片弹簧油淬方案，在淬火前，零件直接和模具上的残油大面积接触，导致淬前起火或局部淬硬，淬火过程无法正常进行，碟形无法满足设计要求，硬度均匀性非常差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，操作方便，生产效率高，装卸模方便的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装及方法，它能够保证微碟形外齿摩擦片成形精度，提高微碟形外齿摩擦片淬火硬度均匀性。

本发明采用的技术方案是：一种微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，包括膨胀顶杆、压模、成形模、顶头、顶料装置、底座、多个滑块、弹簧B和滑动螺栓；成形模置于底座上，所述的压模压在成形模上，压模底面和成形模顶面为相互配合的锥面；成形模侧壁内沿轴线方向设有顶料装置；所述的多个滑块底部置于底座上，通过滑动螺栓与底座侧壁连接，滑动螺栓中部滑动部置于底座侧壁的螺栓孔内，滑动螺栓的螺纹端与滑块螺接，滑动螺栓上套装有弹簧B，弹簧B置于滑块与底座侧壁之间；多个滑块围成芯模，芯模顶部为圆锥形孔、下部为圆形阶梯孔；膨胀顶杆位于芯模正上方，膨胀顶杆底部为锥形。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，所述的成形模为环状结构，其侧壁上设有多个通孔，多个通孔沿圆周方向均匀布置；每个通孔内设有一个顶料装置，所述的顶料装置包括顶头、弹簧A和连接杆，顶头通过弹簧A和连接杆连接，顶头朝上设置，顶头高出通孔顶面。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，所述的压模的底面为圆锥形，锥角为179°，压模的底面上开设有32道油槽Ⅰ，油槽Ⅰ宽度为4mm，油槽Ⅰ沿着半径方向设置，贯通整个压模侧壁；成形模顶面与压模底面配合，成形模顶面上设有32道油槽Ⅱ，油槽Ⅱ宽度为4mm，油槽Ⅱ沿着半径方向设置，油槽Ⅱ未贯通成形模的侧壁，油槽Ⅱ与油槽Ⅰ相互错开。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，所述弹簧A钢丝直径为φ1.2mm，钢丝外径为φ9.2mm，节距为2.6mm，刚度为8000N/m；所述顶头超出所述成形模的高度为5mm。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，所述底座顶面上设置有多个用于成形模定位的凸起块和2个起吊螺栓孔，多个凸起块靠近底座的内孔设置；所述底座顶面上设有道油槽，所述油槽宽度为4mm。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，所述滑块采用20Cr2Ni4A合金钢制成，滑块硬度为43HRC，工作面硬度≥59HRC；所述滑块顶部的斜锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，所述膨胀顶杆采用中碳合金钢制成，调质处理，硬度为32HRC，底部锥面经过感应淬火处理，底部锥面的硬度≥56HRC；所述膨胀顶杆底部锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

一种利用上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法，包括如下加工步骤：

1）设置好机床压淬参数；

2）将摩擦片在网带气氛炉或箱式气氛炉中加热，装炉方式为单层平放，加热并保温；

3）将红热状态摩擦片取出套入多个滑块围成的芯模；

4）启动淬火机床，膨胀顶杆和多个滑块围成的芯模作用，自动精确定位摩擦片的位置；压模和成形模作用，使摩擦片形成微碟形并淬火；

5）冷却完后开出压床，将摩擦片从芯模上取出，进行回火，回火后进行氧化处理。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法中，步骤1）中机床压淬具体参数为：施加于膨胀顶杆的压力2400lbs、恒压；施加于压模压力3600lbs、脉动频率40HZ；保压时间为0.5min；油流量为606L.min。

上述的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法中，步骤2）中加热温度为820-840℃，保温时间约为10min；步骤5）中回火温度为540℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1. 本发明的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装结构简单，操作方便，其在相互配合的压模底面和成形模顶面上分别开设有32道4mm油槽I、油槽Ⅱ且位置对称错开，在确保淬火效果的基础上不影响成形；成形模上的油槽Ⅱ未贯通，有利于外齿的淬火成形，提高了微碟形外齿摩擦片淬火硬度均匀性。

2. 本发明的成形模为环状结构，油液能从模具内孔流出，淬火后不会残留大量的油液；顶料装置可将摩擦片顶起，摩擦片在淬火前不会直接与模具上的残油接触，可避免压形前的局部淬硬或起火，淬火完成后，顶料装置可将摩擦片顶起，便于取料，且不会影对产品表面造成损伤；

3. 本发明的芯模由多个多个滑块组成，便于装卸料；

4. 本发明的底座上设置有多道油槽，成形模等流入芯模内孔的油液可从底座上流出，形成通畅的油液循环系统；

5. 本发明的滑块及外表面经渗碳处理，硬度≥59HRC，膨胀顶杆外斜锥面经过感应淬火处理，硬度≥56HRC，耐磨性好，使用寿命长。滑块顶部斜锥面和膨胀顶杆底部锥面经过磨削处理，精度≤IT6级，粗糙度≤Ra0.8，消除了工装制造误差对矫形效果的影响；保证了微碟形外齿摩擦片成形精度。

附图说明

图1为本发明的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装剖视结构示意图。

图2为本发明的顶料装置结构示意图。

图3为本发明的成形模俯视图。

图4为本发明的成形模的剖视图。

图5为本发明的芯模的俯视图。

图6为本发明的芯模的半剖视结构示意图。

图7 为本发明的滑动螺栓结构示意图。

图8 为本发明的底座俯视图。

图9为本发明的底座剖视图。

图10为本发明的制作的微碟形外齿摩擦片结构示意图。

图1中：1、膨胀顶杆；2、压模；3、成形模；31、油槽；4、顶头；5、A弹簧；6、连接杆；7、底座；71、油槽；72、螺栓孔；73、凸起块；8、滑块；9、B弹簧；10、滑动螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1-10所示，本发明的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装包括膨胀顶杆1、压模2、成形模3、顶头4、顶料装置、底座7、多个滑块8、弹簧B9和滑动螺栓10。底座7的顶面上设有八个用于成形模定位的凸起块73和2个起吊螺栓孔72，八个凸起块73靠近底座的内孔设置，在定位成形模3的同时不会影响油液流动。2个起吊螺栓孔72配合起吊螺栓，便于将芯模从淬火压床上取出。所述底座7顶面上设有多道油槽71，所述油槽71宽度为4mm。成形模3置于底座7上，通过八个凸起块73定位。所述的压模2压在成形模3上，压模2底面和成形模3顶面为相互配合的锥面；压模2的底面为圆锥形，锥角为179°，压模2的底面上开设有32道油槽Ⅰ，油槽Ⅰ宽度为4mm，油槽Ⅰ沿着半径方向设置，贯通整个压模2的侧壁。成形模3顶面与压模2底面配合，成形模3顶面上设有32道油槽Ⅱ31，油槽Ⅱ31宽度为4mm，油槽Ⅱ31沿着半径方向设置，油槽Ⅱ31未贯通成形模3的侧壁，油槽Ⅱ31与油槽Ⅰ相互错开。

如图3、4所示，所述的成形模3侧壁上设有四个通孔，四个通孔沿圆周方向均匀布置。每个通孔内设有一个顶料装置。所述的顶料装置包括顶头4、弹簧A5和连接杆6，顶头4通过弹簧A5和连接杆6连接，顶头4朝上设置。所述弹簧A5钢丝直径为φ1.2mm，钢丝外径为φ9.2mm，节距为2.6mm，刚度为8000N/m；所述顶头4高出所述成形模3的高度为5mm，四个顶料装置在淬火过程中产生的最大弹力为160N。

所述的六个滑块8底部置于底座7上，通过滑动螺栓10与底座7侧壁连接，滑动螺栓10中部滑动部101置于底座7侧壁的螺栓孔74内，滑动螺栓10的螺纹端102与滑块8螺接，滑动螺栓10上套装有弹簧B 9，弹簧B 9置于滑块8与底座7侧壁之间；六个滑块8围成芯模，芯模顶部为圆锥形孔、下部为圆形阶梯孔。所述滑块8采用20Cr2Ni4A合金钢制成，滑块8硬度为43HRC，工作面硬度≥59HRC。所述滑块8顶部的斜锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。所述膨胀顶杆1采用中碳合金钢制成，调质处理，硬度为32HRC，底部锥面经过感应淬火处理，底部锥面的硬度≥56HRC。膨胀顶杆1位于多个滑块8围成的凹模正上方，膨胀顶杆1底部为锥形。所述膨胀顶杆1底部锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

本发明的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法，包括如下加工步骤：

1）淬火前先设置好机床压淬参数，机床压淬的具体参数为：施加于膨胀顶杆1的压力2400lbs(磅)、恒压；施加于压模2的压力3600lbs、脉动频率40HZ；保压时间为0.5min；油流量为606L.min。

2）将摩擦片在网带气氛炉 (或箱式气氛炉)中加热，装炉方式为单层平放，加热温度为820-840℃，保温时间约为10min；

3）将红热状态摩擦片取出套入六个滑块8围成的芯模；摩擦片自重为0.437Kg(4.3N重力)，顶料装置压缩量仅为0.135mm，距离成形模3距离接近5mm，不会和模具上的残油接触，从而避免起火或局部淬火；

4）启动淬火机床，膨胀顶杆1和芯模作用，自动精确定位摩擦片的位置；压模2和成形模3作用，使摩擦片形成微碟形并淬火；

5）冷却完后开出压床，将摩擦片从芯模上取出，然后进行540℃左右的回火，回火后进行氧化处理。

Claims (10)

1.一种微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征是：包包括膨胀顶杆（1）、压模（2）、成形模（3）、顶头（4）、顶料装置、底座（7）、多个滑块（8）、弹簧B（9）和滑动螺栓（10）；成形模（3）置于底座（7）上，所述的压模（2）压在成形模（3）上，压模（2）底面和成形模（3）顶面为相互配合的锥面；成形模（3）侧壁内沿轴线方向设有顶料装置；所述的多个滑块（8）底部置于底座（7）上，通过滑动螺栓（10）与底座（7）侧壁连接，滑动螺栓（10）中部滑动部置于底座（7）侧壁的螺栓孔（74）内，滑动螺栓（10）的螺纹端与滑块（8）螺接，滑动螺栓（10）上套装有弹簧B（9），弹簧B（9）置于滑块（8）与底座（7）侧壁之间；多个滑块（8）围成芯模，芯模顶部为圆锥形孔、下部为圆形阶梯孔；膨胀顶杆（1）位于芯模正上方，膨胀顶杆（1）底部为锥形。

2.根据权利要求1所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征是：所述的成形模（3）为环状结构，其侧壁上设有多个通孔，多个通孔沿圆周方向均匀布置；每个通孔内设有一个顶料装置，所述的顶料装置包括顶头（4）、弹簧A（5）和连接杆（6），顶头（4）通过弹簧A（5）和连接杆（6）连接，顶头（4）朝上设置，顶头（4）高出通孔顶面。

3.根据权利要求1所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征是：所述的压模（2）的底面为圆锥形，锥角为179°，压模（2）的底面上开设有32道油槽Ⅰ，油槽Ⅰ宽度为4mm，油槽Ⅰ沿着半径方向设置，贯通整个压模（2）侧壁；成形模（3）顶面与压模（2）底面配合，成形模（3）顶面上设有32道油槽Ⅱ（31），油槽Ⅱ宽度为4mm，油槽Ⅱ沿着半径方向设置，油槽Ⅱ（31）未贯通成形模（3）的侧壁，油槽Ⅱ与油槽Ⅰ相互错开。

4.根据权利要求2所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征是：所述弹簧A（5）钢丝直径为φ1.2mm，钢丝外径为φ9.2mm，节距为2.6mm，刚度为8000N/m；所述顶头（4）高出成形模（3）的高度为5mm。

5.根据权利要求2所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征是：所述底座（7）顶面上设置有多个用于成形模定位的凸起块（73）和2个起吊螺栓孔（72），多个凸起块（73）靠近底座（7）的内孔设置；所述底座（7）顶面上设有28道油槽（71），所述油槽（71）宽度为4mm。

6.根据权利要求1所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征在于：所述滑块（8）采用20Cr2Ni4A合金钢制成，滑块（8）硬度为43HRC，工作面硬度≥59HRC；所述滑块（8）顶部的斜锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

7.根据权利要求1或6所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装，其特征在于：所述膨胀顶杆（1）采用中碳合金钢制成，调质处理，硬度为32HRC，底部锥面经过感应淬火处理，底部锥面的硬度≥56HRC；所述膨胀顶杆（1）底部锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

8.一种利用权利要求1-7中任一权利要求所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火工装的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法，包括如下加工步骤：

1）设置好机床压淬参数；

2）将摩擦片在网带气氛炉或箱式气氛炉中加热，装炉方式为单层平放，加热并保温；

3）将红热状态摩擦片取出套入多个滑块围成的芯模；

4）启动淬火机床，膨胀顶杆和多个滑块围成的芯模作用，自动精确定位摩擦片的位置；压模和成形模作用，使摩擦片形成微碟形并淬火；

5）冷却完后开出压床，将摩擦片从芯模上取出，进行回火，回火后进行氧化处理。

9.根据利用权利要求8所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法，步骤1）中机床压淬具体参数为：施加于膨胀顶杆的压力2400lbs、恒压；施加于压模压力3600lbs、脉动频率40HZ；保压时间为0.5min；油流量为606L.min。

10.根据利用权利要求8或9所述的微碟形外齿摩擦片成形淬火方法，步骤2）中加热温度为820-840℃，保温时间约为10min；步骤5）中回火温度为540℃。