離合器從動盤微調裝置設計與波形片彈性研究

龐敬禮

(江陰職業技術學院 機電工程系，江蘇 無錫 214405)

0 引言

隨著汽車工業技術的快速發展，汽車零部件企業不斷提升技術開發能力，縮短交樣周期，以便更好地適應激烈的市場競爭。波形片為汽車離合器從動盤總成中的重要彈性元件，一般選用65Mn(國產材料)或者C75S(進口材料)進行制造，其彎曲成形高度對總成的裝配厚度以及汽車起步顫振的緩解具有重要的影響[1-2]。基于汽車主機廠客戶對不同彈性要求的離合器從動盤總成樣件的需求，及對樣件的交樣周期要求非常短，雖然通過調整波形片的成形高度可以獲得不同彈性的離合器從動盤總成，但是修改波形片成形模具需要通過2-3次試模才能獲得理想的尺寸，且針對不同的產品需要反復修模，其制造周期長，生產成本相對較高。為了快速響應客戶對特殊樣件的需求，本文設計一套波形片成形微調裝置，利用該裝置對波形片成形高度進行調整，并對試裝的總成進行軸向壓縮量(即彈性)的測量，分析了成形高度對離合器從動盤總成彈性的影響，且驗證了波形片成形微調裝置的可行性。

1 離合器從動盤總成的彈性

通過球面對離合器從動盤總成表面施加均勻的載荷，同時測量壓緊力F與軸向壓縮改變量δ，直到規定的工作壓緊力Fb，所得到的壓緊力F與軸向壓縮量δ的關系曲線稱為從動盤總成的軸向壓縮特性[3]。圖1為離合器從動盤總成的軸向壓縮特性，在工作壓緊力Fb下，從動盤總成厚度的變化量δb則為工作時的軸向壓縮量，也稱為從動盤總成的彈性。

圖1 從動盤總成軸向壓縮特性

2 波形片成形微調裝置的設計

圖2為波形片成形微調裝置的總裝圖，該裝置主要由夾緊機構、調整機構以及彎曲成形機構3部分組成。1) 夾緊機構，用于對波形片進行固定夾緊，主要由滑塊A、滑塊B、調節螺桿、壓縮彈簧、圓柱銷、夾緊塊A、夾緊塊B、偏心圓柱以及鎖緊桿構成；2) 成形機構，用于對波形片的彎曲成形進行微調，主要由成形塊A與成形塊B構成；3) 調整機構，用于控制波形片成形機構的運動，主要由手動調節桿、輔助塊與固定塊A構成。

1—手動調節桿；2、4、7、9、13、15、22、23、26、28—螺釘；3—輔助塊；5—導向塊A；6—固定塊A；8—成形塊A；10—墊圈；11—固定基座； 12—夾緊塊A；14—滑塊A；16—波形片；17—圓柱銷；18—固定塊B；19—夾緊塊B；20—偏心圓柱；21—鎖緊桿；24—成形塊B； 25—導向塊B；27—固定塊C；29—調節螺桿；30—壓縮彈簧；31—滑塊B圖2 波形片成形微調裝置總裝圖

波形片成形微調裝置的工作過程為：1) 拉開滑塊B，將波形片與定位銷相接觸，波形片在壓縮彈簧的作用下進行水平方向的預緊；2) 扳動鎖緊桿，偏心圓柱發生旋轉而與夾緊塊產生接觸，并推動夾緊塊B向前運動，波形片在夾緊塊A與夾緊塊B的共同作用下進行豎直方向的鎖緊；3) 扳動手動調節桿，成形塊A沿著固定塊A的內槽產生軸向運動，波形片便在成形塊A與成形塊B的共同作用下進行彎曲成形，并利用雙桿高度尺對波形片大端成形高度進行測量。若需要對波形片的小端成形高度進行調整，則放松鎖緊桿，將波形片旋轉180°進行鎖緊及彎曲成形，直至調整到需要的成形高度尺寸。

3 試驗驗證

所設計的波形片成形微調裝置，微調裝置的實物如圖3所示。本文對波形片的大端成形高度進行調整，將波形片的大端成形高度由1.40 mm分別調整為1.55 mm、1.65 mm與1.75 mm，其成形后的波形片分別如圖4(a)、圖4(b)以及圖4(c)所示。此外，每種成形高度的波形片試制8片，并試裝3套離合器從動盤總成進行波形片彈性的測量。測量時，先加載預載荷70 N，然后對從動盤施加載荷，直至離合器從動盤總成上的載荷達到規定的工作壓緊力4 200 N，得出不同成形高度時的軸向壓縮量與所對應的載荷曲線如圖5所示。

圖3 波形片成形微調裝置

圖4 不同成形高度的波形片

圖5 不同波形片成形高度的軸向壓縮特性

從圖5中可以看出，當波形片的大端成形高度分別調整為1.55 mm、1.65 mm與1.75 mm時，波形片的軸向壓縮量分別為0.604 mm、0.741 mm以及0.832 mm，即隨著波形片大端成形高度的增加，波形片的彈性呈現逐漸增加的變化趨勢。分析其原因為：波形片大端成形高度的增加導致波形片壓縮時的行程得以增加。

4 結語

基于汽車主機廠客戶對離合器從動盤總成特殊樣件的需求，本文設計了一套波形片成形微調裝置，主要由夾緊機構、調整機構以及彎曲成形機構組成。通過實際的驗證，獲得了不同軸向壓縮量的離合器從動盤總成，研究得知：隨著波形片大端成形高度的增加，波形片的彈性呈現逐漸增加的變化趨勢。此外，該裝置具有操作簡單靈活、通用性強以及較好的應用價值。

參考文獻:

[1] 張弛, 胡應存, 梁寶錢, 等. 汽車離合器高強度波形片成形回彈數值模擬及模具優化[J]. 重慶理工大學學報(自然科學版), 2012, 26(1): 17-21.

[2] 劉奎武, 邊巍. 基于Dynaform的波形片成形回彈研究[J]. 鍛壓技術, 2015, 40(3): 127-130.

[3] 徐石安, 江發潮. 汽車離合器[M]. 北京: 清華大學出版社, 2005.