离合器用斜撑块矫直的实现

韩红雨，张作超，马磊，孟鸿超，孙耀兵

洛阳轴承研究所有限公司 河南洛阳 471000

1 序言

斜撑式离合器由斜撑块、保持架和弹簧组成，其产品结构如图1所示。其中斜撑块（见图2）为离合器中的关键件，斜撑块的内、外工作面为单圆弧，且斜撑块侧面的凸缘在过载情况下会使斜撑块相互邻接，形成一个不能翻转的整体结构，斜撑块表面进行涂层处理以提高其耐磨性及寿命。

图1 斜撑式离合器

由于斜撑块截面的不规则性，传统的加工方法已不能满足生产的需要。根据斜撑块的结构特性，采用冷拉拔工艺加工斜撑块，其工艺路线为：下料→退火→磷化→皂化→拔制→校直→切断→淬火、回火→表面处理→检测→成品。

斜撑块冷拉拔型材在拉拔的过程中经塑性变形，获得与模具孔形状、尺寸相同的制品。但在拉拔力消失后存在长度缩短的趋势，变形程度越大，长度方向缩短的趋势也越大，如果产品四周变形程度不均，弹性后效作用必然使盘卷丝材产生扭曲[1-5]。

图2 斜撑块

斜撑块作为一个异形截面滚子，拉拔后斜撑块的扭曲是不可避免的。对拉拔后的斜撑块进行切割试样检测，直线度不能达到产品的技术要求。对于斜撑块这种对直线度要求≤0.01mm的产品来说，拉拔后一定要经过矫直这道工序才能满足技术要求。

2 理论分析

本研究采用有限元软件，选取标准截面斜撑块进行矫直模拟，模拟条件：①坯料长度选取拉拔后的一段进行模拟，材料为弹塑性GCr15Z。②推模速度0.3mm/s。③采用库伦剪切摩擦模型，摩擦因数0.005。④坯料网格单元50000个。

模拟过程分为两个阶段，首先是斜撑块矫直过程，矫直结束后去掉模具，斜撑块释放应力，进行弹性回复，模拟过程如图3所示。

图3 矫直模拟过程

通过追踪不同截面位置的坐标，可以获得不同阶段的坐标。通过进行坐标转换，可以获得各个截面的变化规律，不同位置的坐标对比如图4所示。

经分析，可得图5所示偏差曲线，斜撑块在矫直过程中回弹对于其截面影响较小，满足斜撑块直线度≤0.01mm的要求。

图4 不同位置的坐标对比

图5 偏差曲线

3 工艺试验

鉴于斜撑块为异形截面滚子，单向矫直装置无法满足技术要求，因此采用双向矫直装置对产品进行矫直，其原理就是在单向矫直装置的基础上再加一套单向矫直装置，使其互成90°，呈垂直状态。矫直轮及矫直装置设计分别如图6、图7所示。

图6 矫直轮

图7 矫直装置设计

依据制定的工艺，对拉拔后的产品进行矫直处理，矫直后的产品如图8所示。

图8 矫直后的产品

4 成品检测

对矫直后的产品成品进行检测，随机抽选不同产品上的成品斜撑块10个（见图9），检测结果见表1，斜撑块形状（见图10）、直线度等主要技术指标达到产品技术要求。

图9 成品斜撑块

表1 检测结果 （单位：mm）

图10 斜撑块形状

5 结束语

本项目通过对拉拔模进行设计仿真，以及对加工制造、拉拔过程的加工参数、矫直方法进行研究，设计出了精密的拉拔模具和矫直工装，编制了严格的拉拔以及矫直工艺，并且对加工出来的成品斜撑块进行检测，检测结果满足技术要求。