佟艷海，李麗波，佟 娜

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 鍛壓分廠，哈爾濱 150036）

1 改進(jìn)前碟形彈簧

某鍛造生產(chǎn)線用壓力機(jī)JB31-160T，J31-250T，J31-315T等大多采用碟形彈簧裝置對鍛件進(jìn)行卸料，碟形彈簧結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 Φ100 mm／Φ41 mm×4 mm碟形彈簧

該碟形彈簧采用彈簧鋼板制成或用60Si2MnA圓鋼退火后車加工而成。其工藝流程為：下料→退火→車外徑面和內(nèi)孔→切片→磨兩端面→去毛刺→冷壓成形→淬火→回火。加工出的碟形彈簧結(jié)構(gòu)簡單，吸震能力強(qiáng)，適合于軸向空間小的場合。但碟形彈簧片未經(jīng)鍛造加工，存在有流線分布不合理，緊密度不好，組織不細(xì)密等內(nèi)部缺陷。并且碟形彈簧加工成形時存在變形量大，強(qiáng)度不足等缺點(diǎn)，造成碟形彈簧質(zhì)量差，使用壽命低。

2 改進(jìn)后碟形彈簧

針對上述問題，對碟形彈簧片加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，采用3片合鍛或2片合鍛，鍛后退火，然后進(jìn)行車加工和車切分片。改進(jìn)后工藝流程為：下料→鍛造→退火（正火）→車內(nèi)、外徑面→車切分片→磨兩端面→去毛刺→冷壓成形→淬火→模具夾緊回火→強(qiáng)壓3次→檢查。

壓形前鍛件車制碟形彈簧片的工藝設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

圖2 壓形前鍛件車制碟形彈簧片工藝圖

2.1 冷壓成形內(nèi)、外徑變化量

碟形彈簧在模壓成形過程中，內(nèi)、外徑發(fā)生如圖3所示的變化。工藝設(shè)計(jì)時必須要考慮內(nèi)、外徑的變化量，并以碟形彈簧的厚度及錐角為主要依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其成形后能達(dá)到要求的名義尺寸。

圖3 壓形前、后內(nèi)、外徑變化示意圖

圖4 內(nèi)、外徑變化量示意圖

2.2 成形模

碟形彈簧片冷壓成形模具如圖5所示。設(shè)計(jì)模具時，依據(jù)碟形彈簧的成形錐角，冷壓成形時的回彈量和內(nèi)徑變形量，原材料的硬度、厚度，錐高，成形時的壓力保持時間以及回火后強(qiáng)壓量等確定模具的各相關(guān)尺寸。為了減小成形后的變形量，在設(shè)備許可的條件下，盡量采用較大的壓力（推薦采用160 t液壓機(jī)勻速壓型），模具材料選用Cr12，熱處理硬度為38～42 HRC。

2.3 淬、回火處理

模壓成形后的碟形彈簧的淬、回火工藝曲線如圖6所示。工件在箱式爐中淬火，為了防止氧化脫碳，入爐前需要在碟形彈簧表面均勻地涂刷一層防氧化涂料。涂料由粒度較小的石墨粉與20＃機(jī)油混合制成，涂料黏稠度以能粘附在工件上，而又不流下為宜。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該涂料防氧化性能很好，且淬火后碟形彈簧表面為銀灰色，較為美觀。碟形彈簧回火時，為防止變形，采用模具夾緊，模具結(jié)構(gòu)如圖7所示。設(shè)計(jì)模具的使用尺寸可以與碟形彈簧名義尺寸相同，錐角應(yīng)比成形模具小30′或1°為好。回火后為消除碟形彈簧殘余變形，穩(wěn)定其自由高度，又對工件進(jìn)行了2～3次的強(qiáng)壓處理。

圖5 冷壓成形模具結(jié)構(gòu)

圖6 淬、回火工藝曲線

圖7 回火模具

3 結(jié)束語

經(jīng)過改進(jìn)，使該碟形彈簧片質(zhì)量和使用壽命大大提高，最大限度地減少了壓力機(jī)的中停時間，提高了生產(chǎn)效率。