CN112589380A - 离合器弯指膜片弹簧指端成型方法 - Google Patents

Abstract

一种离合器弯指膜片弹簧指端成型方法，属于离合器技术领域。本发明的目的是通过对膜片弹簧加工工艺步骤的改进，从而解决指跳问题的离合器弯指膜片弹簧指端成型方法。本发明工艺步骤是：硫化机指端成型‑加热起拱淬火‑清洗‑中温回火‑指端淬火‑低温回火‑双面喷丸‑100%强压负荷试验‑防锈处理。本发明工艺简单，通过工艺的重新设计，克服了现有弯指膜片弹簧在（高频加热‑指端淬火‑指端成型）工序中指端成型指跳的变化，设计在平料片下对膜片弹簧进行指端成型，消除在起拱（角度成型后）对膜片弹簧指端成型的一些其他影响因素。

Description

离合器弯指膜片弹簧指端成型方法

技术领域

本发明属于离合器技术领域。

背景技术

膜片弹簧是膜片弹簧汽车离合器中重要性能零件，从离合器结构类型可分为推式膜片弹簧离合器、拉式膜片弹簧离合器，目前市场上应用较为广泛的为推式膜片弹簧离合器，推式膜片弹簧离合器中的膜片弹簧为弯指膜片弹簧，膜片弹簧结构分两个部分，碟形区部分和指端区部分，碟形区部分起弹簧作用，其压缩变形产生离合器的压紧力，膜片弹簧的指端部分起离合器分离杠杆作用。膜片弹簧给予压盘提供足够的压紧力，以使压盘夹紧从动盘总成，提供传扭能力，所以膜片弹簧的峰谷值为其主要的性能参数之一，目前其次，膜片弹簧的指端的跳动量（指端的跳动量为膜簧指端相对于膜簧碟区底部的跳动量,简称膜簧指跳）直接关系到盖总成的指跳参数，会影响整车的舒适性，膜片弹簧的指端跳动也是主要参数，这两个参数都需进行严格控制。目前现有工艺路线可以很好的控制碟形区部分，合理的控制膜簧峰谷值，对于指端区部分，弯指膜片弹簧的指跳控制比较困难，如弯指膜片弹簧指端成型的工艺路线一般为：①加热起拱淬火-②清洗-③中温回火-④高频加热-指端淬火-指端成型-⑤低温回火-⑥双面喷丸-⑦100%强压负荷试验-⑧防锈处理，在膜片弹簧指端成型过程中，膜簧通过平料片中心孔定位进行角度成型，之后将已经起拱角度成型之后的膜片弹簧，通过膜片弹簧窗口定位，利用指成型压淬机对膜片弹簧进行指端成型，此工序中由于成型后的膜片弹簧圆度、指跳、窗口位置度相比平料片都发生很大变化，由于公差累积，对于膜片弹簧成型之后的指跳有很大影响，目前弯指膜片弹簧指跳整体要求≤0.6mm，实际生产时，膜簧指跳整体趋于工艺要求上限，个别膜簧指跳会有所超差，达到0.65mm、0.7mm，膜簧指跳的大小直接关系到盖总成的指跳参数，会严重影响整车的舒适性，所以改善膜簧指跳刻不容缓。

发明内容

本发明的目的是通过对膜片弹簧加工工艺步骤的改进，从而解决指跳问题的离合器弯指膜片弹簧指端成型方法。

本发明工艺步骤是：①硫化机指端成型-②加热起拱淬火-③清洗-④中温回火-⑤指端淬火-⑥低温回火-⑦双面喷丸-⑧100%强压负荷试验-⑨防锈处理；

其中硫化机指端成型步骤如下：

S1、设计一个平片弯指膜片指端压型模具：上模具依据膜片弹簧产品指端下部R角尺寸设计凸模指端成型部位，指端下部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，中心部分为直径20mm的定位孔，在分度圆为280mm设计螺栓连接孔；下模具依据膜片弹簧产品指端上部R角尺寸设计凹模指端成型部位，指端上部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，定位方式为中心锥形圆柱定位，在凹模中心部位，中心部分为直径20mm的定位孔，在分度圆为280mm设计螺栓连接孔；

S2、上下模具通过螺栓孔、定位孔、螺栓孔、定位孔在硫化机上进行定位、紧固，弯指膜片弹簧平料片的中心孔通过膜簧定位进行中心定位，在硫化机上施加压力，通过上下模具指端成型部分对膜片弹簧平料片进行弯指成型；

加热起拱淬火工序：将已经进行指端压型的膜片弹簧平片置于起拱压型设备中进行膜片弹簧起拱压型。

本发明工艺简单，通过工艺的重新设计，克服了现有弯指膜片弹簧在（高频加热-指端淬火-指端成型）工序中指端成型指跳的变化，设计在平料片下对膜片弹簧进行指端成型，消除在起拱（角度成型后）对膜片弹簧指端成型的一些其他影响因素。

具体实施方式

本发明工艺步骤是：①硫化机指端成型-②加热起拱淬火-③清洗-④中温回火-⑤指端淬火-⑥低温回火-⑦双面喷丸-⑧100%强压负荷试验-⑨防锈处理；

其中硫化机指端成型步骤如下：

S1、设计一个平片弯指膜片指端压型模具：上模具依据膜片弹簧产品指端下部R角尺寸设计凸模指端成型部位，指端下部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，中心部分为直径20mm的定位孔，在分度圆为280mm设计螺栓连接孔；下模具依据膜片弹簧产品指端上部R角尺寸设计凹模指端成型部位，指端上部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，定位方式为中心锥形圆柱定位，在凹模中心部位，中心部分为直径20mm的定位孔，在分度圆为280mm设计螺栓连接孔；

S2、上下模具通过螺栓孔、定位孔、螺栓孔、定位孔在硫化机上进行定位、紧固，弯指膜片弹簧平料片的中心孔通过膜簧定位进行中心定位，在硫化机上施加压力，通过上下模具指端成型部分对膜片弹簧平料片进行弯指成型；

加热起拱淬火工序：将已经进行指端压型的膜片弹簧平片置于起拱压型设备中进行膜片弹簧起拱压型。

以下是本发明总体加工工艺过程：

①：指端成型工序（硫化机-指端成型）重新设计的模具，上下模具通过螺栓孔、定位孔、螺栓孔、定位孔在硫化机上进行定位、紧固，弯指膜片弹簧平料片的中心孔通过膜簧定位进行中心定位，在硫化机上施加压力，通过上下模具成型部分对膜片弹簧进行弯指成型，由于消除在起拱（角度成型后）的圆度、指跳、窗口位置度影响，使得膜片弹簧的指跳质量稳定上升；②：加热起拱淬火工序，由于起拱淬火模具对膜片弹簧定位用到的中心孔定位，对于在平料片进行弯指成型之后的膜片弹簧定位方式不发生改变（指端成型之后带有指端成型膜簧的平料片中心孔大小相比平料片变化在相对较小），原有的模具定位装置为锥形设计，可以消除中心孔变大的而产生的影响，所以不需要调整起拱模具，本道工序和原有工序正常生产，对膜片弹簧进行角度成型，同时膜片弹簧在淬火之后，消除淬火钢件中的内应力，提高膜片弹簧硬度和强度，以提高其延性或韧性。③：清洗工序+中温回火工序，清洗掉膜簧表面淬火冷却油，在及时对膜片弹簧进行中温回火，通过淬火和回火的相配合，获得所需的力学性能（负荷值）。④：指端淬火工序，为电磁感应线圈加热，对膜片弹簧指端进行淬火，提高膜片弹簧指端硬度，提高耐磨性，之后直接进行冷却处理，并及时低温回火，不需要在进行指端成型，对比原有工艺对膜片弹簧利用指成型压淬机进行指端成型，改变了窗口定位方式，消除了窗口定位因膜片弹簧圆度、指跳、窗口位置度对指跳的影响，极大的改善了膜片弹簧的指段跳动问题。⑤：喷丸工序，喷丸处理就是将高速弹丸流喷射到膜片弹簧表面，使膜片弹簧表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于膜片弹簧表面压应力的存在，当零件承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高零件的疲劳强度。⑥：100%强压负荷试验，对膜片弹簧进行峰谷值试验，根据产品图纸编制的作业指导书对膜片弹簧进行强压处理，在进行负荷试验，为盖总成提供力学基础。⑦：防锈处理，防止膜片弹簧表面生锈进行浸油处理。

以下针对现有工艺与本发明工艺进行对比性说明：

1、原有工艺指端成型难点：

先进行加热起拱淬火工序，定位方式为中心孔定位（定位基准是根据膜片弹簧角度成型之后的中心孔尺寸和膜片弹簧平料片中心孔尺寸设计的锥形圆柱，在膜片弹簧淬火角度成型过程中，可以保证膜片弹簧可以一直以锥形圆柱定位，直到膜片弹簧完全角度成型中心孔胀开之后），起拱淬火角度成型之后，指跳相对稳定，但是膜片弹簧本身圆度因角度成型外观变成拱形会有所变大（相对于平料片），窗口位置度会发生变化（相对于平料片）。会对以后高频加热-指端成型工序产生影响。（影响因素为膜片弹簧圆度及窗口位置度）

在进行高频加热-指端成型工序：定位方式为膜片弹簧窗口定位，窗口位置度和膜片弹簧圆度会对以窗口定位的膜片弹簧在成型过程中的同轴度会产生一定的影响（影响因素产生后对后续膜片弹簧指端成型产生的影响），如果膜片弹簧窗口位置度和圆度都很大，会直接影响到膜片弹簧在成型过程中的同轴度，导致膜簧压偏，指端形状不均匀，指跳大小不一，稳定性很难得到保证，个别膜片弹簧指跳还会超差（超出工艺要求）。（难点在于指端成型模具设计的定位方式存在缺陷，此种定位方式依赖于膜片弹簧的圆度及位置度，导致前道工序生产的膜片弹簧的圆度，窗口位置度的缺陷被无限放大）。

2、新工艺指端成型优势

为消除膜片弹簧圆度窗口位置度的影响，把影响指跳成型的不利因素转移到指端成型之后，先进行指端成型（需要新模具及新设备），并采用膜片弹簧的中心孔进行定位，（定位基准是根据膜片弹簧指端成型之后的中心孔尺寸和膜片弹簧平料片中心孔尺寸设计的锥形圆柱，在膜片弹簧指端成型过程中，可以保证膜片弹簧可以一直以锥形圆柱定位，直到膜片弹簧完指端完全成型胀开之后，），膜片弹簧指跳得到保证，稳定性提高，在进行加热起拱淬火（由于是平料片状态指端成型，指端成型后的中心孔尺寸在淬火角度成型之后的中心孔尺寸和膜片弹簧平料片中心孔尺寸之间，所以加热起拱淬火工序的模具及定位不需要调整、改变），此时，膜片弹簧的圆度及位置度不会对指端指跳产生影响，膜片弹簧指跳质量得到稳定提升。

新模具：

上模具依据膜片弹簧产品图纸指端下部R角尺寸设计凸模指端成型部位，指端下部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品图纸成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度。中心部分为直径20mm的定位孔（与设备连接板连接，配合直径20mm的圆柱定位销使用，保证上、下模具的同轴度），在分度圆为280mm设计螺栓连接孔。

下模具依据膜片弹簧产品图纸指端上部R角尺寸设计凹模指端成型部位，指端上部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品图纸成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，定位方式为中心锥形圆柱定位，在凹模中心部位。中心部分为直径20mm的定位孔（与设备连接板连接，配合直径20mm的圆柱定位销使用，保证上、下模具的同轴度），在分度圆为280mm设计螺栓连接孔。

新设备：硫化机，为指端膜片弹簧指端成型提供成型压力，且与模具连接方式便捷，易于操作，生产参数：压力10MPa、保压时间8S。

实验成果如下：

弯指膜片弹簧指跳工艺要求：≤0.6mm，随机抽查原有工艺路线下生产的20件膜片弹簧和创新改善后新工艺路线下的20件膜片弹簧指跳对比数据如下表所示：

总结：由上表数据可以得出，原有工艺路线下的弯指膜片弹簧指跳总体分布在0.5mm-0.6mm之间，还有两件超差，整体指跳较大，创新之后的新工艺路线下生产的弯指膜片弹簧指跳总体分布在0.3mm-0.4mm之间，最大为0.4mm，最小为0.25mm，创新之后的新工艺极大的改善了弯指膜片弹簧指跳的问题，弯指膜片弹簧指跳的提升直接提高了盖总成的指跳参数质量，极大的提高了整车的舒适性。

Claims (1)

1.一种离合器弯指膜片弹簧指端成型方法，其特征在于：其工艺步骤是：①硫化机指端成型-②加热起拱淬火-③清洗-④中温回火-⑤指端淬火-⑥低温回火-⑦双面喷丸-⑧100%强压负荷试验-⑨防锈处理；

其中硫化机指端成型步骤如下：

S1、设计一个平片弯指膜片指端压型模具：上模具依据膜片弹簧产品指端下部R角尺寸设计凸模指端成型部位，指端下部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，中心部分为直径20mm的定位孔，在分度圆为280mm设计螺栓连接孔；下模具依据膜片弹簧产品指端上部R角尺寸设计凹模指端成型部位，指端上部R角顶部分离半径尺寸设计为膜片弹簧产品成品角度旋转到水平角度的R角顶部分离半径尺寸，带有二次角的膜簧需要在拐点处旋转二次角度，定位方式为中心锥形圆柱定位，在凹模中心部位，中心部分为直径20mm的定位孔，在分度圆为280mm设计螺栓连接孔；

S2、上下模具通过螺栓孔、定位孔、螺栓孔、定位孔在硫化机上进行定位、紧固，弯指膜片弹簧平料片的中心孔通过膜簧定位进行中心定位，在硫化机上施加压力，通过上下模具指端成型部分对膜片弹簧平料片进行弯指成型；

加热起拱淬火工序：将已经进行指端压型的膜片弹簧平片置于起拱压型设备中进行膜片弹簧起拱压型。