CN112413023A - 薄片粉末冶金刹车盘的加工方法 - Google Patents

薄片粉末冶金刹车盘的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，包括薄片粉末冶金刹车盘本体，所述薄片粉末冶金刹车盘本体包括骨架和烧结连接在骨架上的摩擦体，所述骨架上具有内花键槽，所述骨架和摩擦体烧结连接后对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理，然后在利用线切割机床以线切割方式加工内花键槽。本薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，用于加工薄片粉末冶金刹车盘，主要实现薄片粉末冶金刹车盘的内花键槽高精度加工，同时保障产品质量。

Description

薄片粉末冶金刹车盘的加工方法
技术领域
本发明涉及一种航空机轮刹车加工技术，特别是薄片粉末冶金刹车盘的加工方法。
背景技术
飞机刹车机轮包括刹车装置和机轮组件，刹车装置和机轮组件一起安装到飞机起落架轴上。机轮组件主要作用是支撑飞机并且承受飞机重量，在跑道上滑跑；而刹车装置用于飞机起飞或着陆时机轮制动。刹车装置中静盘组件的内花键孔与刹车壳体花键外圆配合，刹车壳体固定在飞机起落架上。飞机刹车时,缸体活塞分别在液压和气压系统的压力作用下,，推动压紧盘组件、动盘组件、静盘组件在机轮与刹车壳体的内腔沿刹车壳体轴向运动，使承压盘组件、动盘组件、静盘组件端面接触并传递压力，使动盘组件、静盘组件形成摩擦副，摩擦副的接触面在压力作用下产生摩擦力矩实现机轮制动功能。
现有的刹车装置中的静盘组件(刹车盘)有钢与粉末冶金对偶副、粉末冶金与粉末冶金对偶副、碳碳对偶副、碳陶对偶副。钢与粉末冶金对偶和粉末冶金与粉末冶金对偶副的静盘，采用钢骨两面烧制粉末冶金材料制成。其摩擦部分为粉末冶金材料，骨架材料为合金结构钢材料。
刹车装置是制动系统中的重要的制动元件，其制动性能主要取决于静盘组件和动盘的材质的摩擦性能。在摩擦体刹车材料和动盘的材质的性能确定的情况下，静盘组件结构是影响刹车可靠性及其寿命的主要因素之一。由于飞机着陆时制动速度高，静盘组件要承受较大的剪切力、较高的温度和压力，这就对静盘组件的结构提出了很高的要求，既要强度高，又要保证有良好的导热性，以保证机轮在高速制动时的刹车性能。在制动过程中刹车片需要将巨大的摩擦动能转换为热能，机轮中静盘组件上的摩擦体热负荷巨大，容易导致因温度急剧升高，热量不能及时传出，造成静盘组件上的摩擦体(摩擦材料)磨损快，摩擦体厚度较薄处出现龟裂和掉边掉角现象。
航空机轮中粉末冶金摩擦盘的摩擦体(摩擦材料)与骨架的连接采用的是整体烧结连接，烧结连接的方法是：在压制模型腔中倒入适量的粉末冶金刹车材料粉料，施加压力制取压坯，将摩擦体压坯捆绑在骨架两侧面，再将捆绑的静盘组件置放钟罩式加压烧结炉中加温加压烧结，最后冷却出炉后制成静盘组件毛坯，如图1所示。
由于静盘组件在高温高压烧结保温后，需立即加注水快速冷却，易使尺寸大且厚度薄材料为金属的骨架出现变形和裂纹。因此，在烧结后，需对静盘内花键和摩擦面进行加工，以达到零件的设计要求。如若采用插削加工内花键，由于加工中冲击大，易造成零件变形和摩擦体裂纹和掉块，导致产品报废。
针对上述问题，本专利发明了一种粉末冶金刹车盘的加工方法，可实现形状复杂、精度要求高的粉末冶金刹车盘，提高零件合格率。
发明内容
本发明的目的在于：提出了薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，用于加工薄片粉末冶金刹车盘，主要实现薄片粉末冶金刹车盘的内花键槽高精度加工，同时保障产品质量。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，包括薄片粉末冶金刹车盘本体，所述薄片粉末冶金刹车盘本体包括骨架和烧结连接在骨架上的摩擦体，所述骨架上具有内花键槽，所述骨架和摩擦体烧结连接后对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理，然后在利用线切割机床以线切割方式加工内花键槽。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理的方法包括以下步骤：
S1，把加入石蜡的加热器皿加热以熔化石蜡；
S2，用抹布擦拭干净待加工的薄片粉末冶金刹车盘本体的外表面；
S3，将经过S2步骤处理的薄片粉末冶金刹车盘本体垂直浸入S1步骤熔化的石蜡中，浸入立即取出；
S4，取出后用目视检查薄片粉末冶金刹车盘本体表面是否全部被石蜡覆盖，如果没有全部覆盖则继续重复步骤S3，直至薄片粉末冶金刹车盘本体表面全部被石蜡密封为止。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述内花键槽加工完成后用航空汽油将薄片粉末冶金刹车盘本体表面的线切割冷却液和切屑末洗净，且清洗时不要让封蜡脱落；然后薄片粉末冶金刹车盘本体放入烘箱，通过烘箱加热熔化以去除薄片粉末冶金刹车盘本体上的石蜡。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：在通过烘箱加热熔化以去除薄片粉末冶金刹车盘本体上的石蜡之后通过去除材料的加工方法处理摩擦体的外表面。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：通过磨床磨除的方法加工摩擦体的外表面。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：磨除的加工量为0.2至0.3毫米。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述加热器包括铝锅和用于加热铝锅的电炉，石蜡放置在铝锅中，熔化后的石蜡的深度为薄片粉末冶金刹车盘本体的2至3倍。
本发明的有益效果在于：
薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，用于加工薄片粉末冶金刹车盘，主要实现薄片粉末冶金刹车盘的内花键槽高精度加工，同时保障产品质量。
可实现形状复杂、精度要求高的粉末冶金刹车盘，提高零件合格率。
附图说明
图1为本发明的还未加工内花键槽时的薄片粉末冶金刹车盘本体结构示意图；
图2为本发明的薄片粉末冶金刹车盘结构示意图；
图3为本发明的薄片粉末冶金刹车盘本体涂蜡方法示意图。
图中：骨架-1、摩擦体-2、内花键槽-3、电炉-4、铝锅-5、细铁丝-6。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参阅图1-3，为解决粉末冶金刹车盘在生产过程中，加工内花键槽时因切削冲击造成零件变形和摩擦体裂纹、掉块，提出了一种可实现形状复杂、精度要求高的粉末冶金刹车盘的加工方法。本方法基于现有的粉末冶金刹车盘整体烧结结构，在烧结后的加工过程中，尤其在插键的冲击易使零件变形和摩擦体裂纹、掉块问题，对粉末冶金摩擦体表面涂蜡保护后，再用线切割加工内花键槽。过程中需要注意，由于石蜡不导电，石蜡密封的表面上线切割不能加工，因此线切割加工的切割范围内的石蜡应除净。
薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，包括薄片粉末冶金刹车盘本体，所述薄片粉末冶金刹车盘本体包括骨架1和烧结连接在骨架上的摩擦体2，所述骨架上具有内花键槽3，所述骨架和摩擦体烧结连接后对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理，然后在利用线切割机床以线切割方式加工内花键槽。
内花键槽还未加工情况下的薄片粉末冶金刹车盘本体如图1所示，需要将如图1所示的薄片粉末冶金刹车盘本体加工成如图2所示的具有内花键槽的薄片粉末冶金刹车盘，从图2可以看出，内花键槽内表面除草度要求高，精度要求高，还具有位置要求，不易加工。
如图3所述，对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理的方法包括以下步骤：
S1，把加入石蜡的加热器皿加热以熔化石蜡；
S2，用抹布擦拭干净待加工的薄片粉末冶金刹车盘本体的外表面；
S3，将经过S2步骤处理的薄片粉末冶金刹车盘本体垂直浸入S1步骤熔化的石蜡中，浸入立即取出；
S4，取出后用目视检查薄片粉末冶金刹车盘本体表面是否全部被石蜡覆盖，如果没有全部覆盖则继续重复步骤S3，直至薄片粉末冶金刹车盘本体表面全部被石蜡密封为止。
进一步地，所述内花键槽加工完成后用航空汽油将薄片粉末冶金刹车盘本体表面的线切割冷却液和切屑末洗净，且清洗时不要让封蜡脱落；然后薄片粉末冶金刹车盘本体放入烘箱，通过烘箱加热熔化以去除薄片粉末冶金刹车盘本体上的石蜡。
进一步地，在通过烘箱加热熔化以去除薄片粉末冶金刹车盘本体上的石蜡之后通过去除材料的加工方法处理摩擦体的外表面，石蜡涂层会侵染至摩擦体外表以内0.1毫米厚度，可以通过切削去除。
进一步地，通过磨床磨除的方法加工摩擦体的外表面。
进一步地，磨除的加工量为0.2至0.3毫米。为保障产品质量，在制作薄片粉末冶金刹车盘本体的时候需要留出切削的加工余量。
进一步地，所述加热器包括铝锅5和用于加热铝锅的电炉4，石蜡放置在铝锅中，熔化后的石蜡的深度为薄片粉末冶金刹车盘本体的2至3倍。
进一步地，用抹布将薄片粉末冶金刹车盘本体表面擦净后，用细铁丝6将薄片粉末冶金刹车盘本体绑好，断掉电炉的电源，将涂蜡零件垂直浸入熔蜡中，浸入立即提出，提出后用目视检查表面是否全部被蜡覆盖。
综上所述，航空机轮中静盘组件上的摩擦摩擦体与骨架的连接采用的是烧结连接。摩擦体与骨架整体高温加压烧结保温结后，立即加注水进行冷却，快速降温易使尺寸大的薄片金属骨架出现变形、裂纹。因此，在烧结完成后，需对骨架内花键形进行加工，以达到零件尺寸要求。
基于现有的粉末冶金刹车盘整体烧结结构，在烧结后的加工过程中，采用插削方法加工零件，零件易变形，摩擦体易裂纹和掉块，导致零件报废。为了有效地解决加工中出现的问题，用石蜡保护粉末冶金摩擦体部分，然后线切割键孔，避免了因加工骨架而引起零件变形和摩擦体裂纹和掉块。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，包括薄片粉末冶金刹车盘本体，所述薄片粉末冶金刹车盘本体包括骨架和烧结连接在骨架上的摩擦体，所述骨架上具有内花键槽，其特征在于：所述骨架和摩擦体烧结连接后对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理，然后在利用线切割机床以线切割方式加工内花键槽。
2.根据权利要求1所述的薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，其特征在于：对摩擦体的外表面进行石蜡涂敷覆盖处理的方法包括以下步骤：
S1，把加入石蜡的加热器皿加热以熔化石蜡；
S2，用抹布擦拭干净待加工的薄片粉末冶金刹车盘本体的外表面；
S3，将经过S2步骤处理的薄片粉末冶金刹车盘本体垂直浸入S1步骤熔化的石蜡中，浸入立即取出；
S4，取出后用目视检查薄片粉末冶金刹车盘本体表面是否全部被石蜡覆盖，如果没有全部覆盖则继续重复步骤S3，直至薄片粉末冶金刹车盘本体表面全部被石蜡密封为止。
3.根据权利要求1或2所述的薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，其特征在于：所述内花键槽加工完成后用航空汽油将薄片粉末冶金刹车盘本体表面的线切割冷却液和切屑末洗净，且清洗时不要让封蜡脱落；然后薄片粉末冶金刹车盘本体放入烘箱，通过烘箱加热熔化以去除薄片粉末冶金刹车盘本体上的石蜡。
4.根据权利要求3所述的薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，其特征在于：在通过烘箱加热熔化以去除薄片粉末冶金刹车盘本体上的石蜡之后通过去除材料的加工方法处理摩擦体的外表面。
5.根据权利要求4所述的薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，其特征在于：通过磨床磨除的方法加工摩擦体的外表面。
6.根据权利要求2所述的薄片粉末冶金刹车盘的加工方法，其特征在于：所述加热器包括铝锅和用于加热铝锅的电炉，石蜡放置在铝锅中，熔化后的石蜡的深度为薄片粉末冶金刹车盘本体的2至3倍。
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方虎等: "无钢背铁基粉末冶金摩擦片试制与应用", 《组合机床与自动化加工技术》, no. 03, 30 March 1973 (1973-03-30) *
陈洪等: "飞机炭刹车盘抗氧化性能的研究", 《新型炭材料》 *
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