離合器用斜撐塊矯直的實現

韓紅雨，張作超，馬磊，孟鴻超，孫耀兵

洛陽軸承研究所有限公司 河南洛陽 471000

1 序言

斜撐式離合器由斜撐塊、保持架和彈簧組成，其產品結構如圖1所示。其中斜撐塊（見圖2）為離合器中的關鍵件，斜撐塊的內、外工作面為單圓弧，且斜撐塊側面的凸緣在過載情況下會使斜撐塊相互鄰接，形成一個不能翻轉的整體結構，斜撐塊表面進行涂層處理以提高其耐磨性及壽命。

圖1 斜撐式離合器

由于斜撐塊截面的不規則性，傳統的加工方法已不能滿足生產的需要。根據斜撐塊的結構特性，采用冷拉拔工藝加工斜撐塊，其工藝路線為：下料→退火→磷化→皂化→拔制→校直→切斷→淬火、回火→表面處理→檢測→成品。

斜撐塊冷拉拔型材在拉拔的過程中經塑性變形，獲得與模具孔形狀、尺寸相同的制品。但在拉拔力消失后存在長度縮短的趨勢，變形程度越大，長度方向縮短的趨勢也越大，如果產品四周變形程度不均，彈性后效作用必然使盤卷絲材產生扭曲[1-5]。

圖2 斜撐塊

斜撐塊作為一個異形截面滾子，拉拔后斜撐塊的扭曲是不可避免的。對拉拔后的斜撐塊進行切割試樣檢測，直線度不能達到產品的技術要求。對于斜撐塊這種對直線度要求≤0.01mm的產品來說，拉拔后一定要經過矯直這道工序才能滿足技術要求。

2 理論分析

本研究采用有限元軟件，選取標準截面斜撐塊進行矯直模擬，模擬條件：①坯料長度選取拉拔后的一段進行模擬，材料為彈塑性GCr15Z。②推模速度0.3mm/s。③采用庫倫剪切摩擦模型，摩擦因數0.005。④坯料網格單元50000個。

模擬過程分為兩個階段，首先是斜撐塊矯直過程，矯直結束后去掉模具，斜撐塊釋放應力，進行彈性回復，模擬過程如圖3所示。

圖3 矯直模擬過程

通過追蹤不同截面位置的坐標，可以獲得不同階段的坐標。通過進行坐標轉換，可以獲得各個截面的變化規律，不同位置的坐標對比如圖4所示。

經分析，可得圖5所示偏差曲線，斜撐塊在矯直過程中回彈對于其截面影響較小，滿足斜撐塊直線度≤0.01mm的要求。

圖4 不同位置的坐標對比

圖5 偏差曲線

3 工藝試驗

鑒于斜撐塊為異形截面滾子，單向矯直裝置無法滿足技術要求，因此采用雙向矯直裝置對產品進行矯直，其原理就是在單向矯直裝置的基礎上再加一套單向矯直裝置，使其互成90°，呈垂直狀態。矯直輪及矯直裝置設計分別如圖6、圖7所示。

圖6 矯直輪

圖7 矯直裝置設計

依據制定的工藝，對拉拔后的產品進行矯直處理，矯直后的產品如圖8所示。

圖8 矯直后的產品

4 成品檢測

對矯直后的產品成品進行檢測，隨機抽選不同產品上的成品斜撐塊10個（見圖9），檢測結果見表1，斜撐塊形狀（見圖10）、直線度等主要技術指標達到產品技術要求。

圖9 成品斜撐塊

表1 檢測結果 （單位：mm）

圖10 斜撐塊形狀

5 結束語

本項目通過對拉拔模進行設計仿真，以及對加工制造、拉拔過程的加工參數、矯直方法進行研究，設計出了精密的拉拔模具和矯直工裝，編制了嚴格的拉拔以及矯直工藝，并且對加工出來的成品斜撐塊進行檢測，檢測結果滿足技術要求。