一、制作碟簧的流程
制作碟簧的工藝流程為:原材料退火—沖壓外形—熱處理—強壓處理—冷加工。(參見:碟簧典型工藝路線)由于初定結(jié)構(gòu)角度比標準碟簧的角度大2倍,而實際要求熱處理后的硬度值要比理論值范圍小。硬度稍低一點,則彈性差,若稍高一點,易裂碎。因此按常規(guī)的工藝方法制作是不行,必須從原材料開始到冷加工,每道工序都要采取一定的措施,才能保證質(zhì)量要求。因為是用普通精度冷硬鋼帶冷沖壓碟簧,冷軋硬鋼帶材料中碳化物帶狀偏折嚴重,除材料本身組織不均勻外,一般還存在30HRC作用的硬度。如果在沖壓外形前,不進一步細化組織和降低硬度,在大變形的冷沖壓時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,就足以使工件產(chǎn)生裂紋,所以沖壓前必須先在箱式爐中退火。退火溫度770~790℃,保持適當時間,然后在靜止空氣中緩冷。這樣退火后的材料,冷成形性能就有很大的提高。
沖壓外形是采用胎模分三步進行的。先沖外圓成(24-0.1)mm的圓形鋼板,再將內(nèi)孔沖成(11.2±0.05)mm,并保證與外圓由一定的同軸度;最好沖碟形,保證碟形高度(319 0.05)mm。碟形胎模如圖2所示,沖壓后的碟簧外形各面,不得有毛刺、裂紋、斑疤等缺陷。
二、大角度碟簧的制作流程
沖壓外形后進行淬火處理。淬火是在介質(zhì)為氯化鈉50%與氯化鉀50%混合的中溫鹽浴爐中進行的,這是因為工件在鹽浴中淬火可以獲得較高的硬度而變形極小,不易開裂。淬火溫度達830~850℃,10min左右,然后在20號機械油中冷卻。碟簧淬火后必須及時回火,以適當降低硬度和脆性,減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力,提高彈性極限、塑性和韌性,以進一步提高使用壽命。回火是在井式電阻爐中把溫度均勻地升高到360~380℃,保溫60min后,在空氣中緩冷。延長回火時間,將硬度逐漸江都,達到均勻的目的,避免裂紋。硬度達45HRC為好,但考慮到每個環(huán)節(jié)溫度難于精確控制,硬度值在44~46HRC范圍即可,最后進行噴砂。經(jīng)過熱處理后的碟簧應(yīng)清除氧化皮,鹽浴痕跡及其他污物。彈性元件在使用過程中的主要失效形式是應(yīng)力松弛和疲勞斷裂。提高彈性應(yīng)力松弛的性能的途徑除彈性材料的合金化、熱處理外,強壓處理也很重要。在強壓處理時,由于彈性元件所加載較高,使表層的應(yīng)力超過了材料彈性的極限,將發(fā)生塑性變形。當卸掉外加載荷時,處于彈性變形的心部力求恢復(fù)原狀,在恢復(fù)過程中,將受到已塑性變形的外層抑制;謴(fù)后表層的應(yīng)力與所加載荷的作用相反,二者疊加,使彈簧截面內(nèi)的危險應(yīng)力降低,并到表層以下,且小于按彈性變形計算的工作應(yīng)力。所以強壓處理產(chǎn)生的殘留變形和加工硬化現(xiàn)象,有利于提高彈性元件的彈性極限和承載能力,但是由于強壓處理產(chǎn)生了永久變形,所以彈性元件的預(yù)制高度應(yīng)適當增加。強壓處理分冷熱電磁等幾種處理方法。常溫下我們在平口虎鉗上進行冷強壓處理。先將碟簧夾緊壓平放置12h,再取下,逐方向測其自由高度,保證在3.15~3.6mm之間即可。當強壓處理合格后,校車內(nèi)孔成(12 0.2)mm,接著磨削上下兩平面平行度0.02mm,平面度0.02mm,粗糙度Ra1.6μm,確保碟簧的安裝穩(wěn)定性和減少碟簧的摩擦阻力。因為制作碟簧是屬于靜載荷范疇之內(nèi),其內(nèi)錐面就不必再進行噴丸處理。
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