一种多片式摩擦离合器的内片加工技术

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绞车是空中收放拖靶的核心设备，内部有-个高速旋转的卷筒用来缠绕缆绳，卷筒可靠的刹车是绞车正常工作的基础，为保证刹车的可靠性，设计对离合器摩擦片(包括摩擦内片与外片)的形状精度和综合机械性能都提出了较高的要求，图 1系我所研制生产的某航空绞车系统中的离合器摩擦内片。在试制开始，由于零件刚性差 ，对材料热处理性能不够了解，造成内片的平面度、平行度等都未能达到要求，为此，我们对零件装夹方式、磨削参数、热处理方案进行了改进。采用改进后的加工技术，零件的平面度、平行度等经有关方面的检查和鉴定 ，零件完全符合设计要求。下面将内片改进后加工技术进行介绍，以供大家参考。

刚性差，精度和表面粗糙度要求较高(要求两平面平行度 0.015，平面度 0.005，表面粗糙度 Ra0.4，与外片面接触不小于 80%。)。

(2)工件材料 1Crl7Ni2钢，热处理要求：HRC30-35。由于机载环境的特殊性，热处理目的不仅硬度要符合设计要求，同时要求在强度、塑性、韧性、抗腐蚀性方面都获得比较好的综合机械性能，保证工件安全和耐用。

2 工艺流程设计旋转类零件在现代企业的终极精密加工方法-般采用内外圆磨床磨削，磨削加工能获得很高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。因此 ，该零件的 2±0.05 mil两平行面精加工要求可通过在外圆磨床上磨削加工来保证，在磨削后与摩擦外片配研实现面接触不小于80%，其工艺流程设计如下：下料 (690 X 13)粗车 热处理半精车-人工热时效(以后的工序中不能出现装卡应力) 平磨磨 35圆台两面(平行度 0.01，Ra1.6)-线切割割内孔及花键 (要求垂直度 0.02，Ra1.61-磨削 2±0.05 mm两平行面(要求平行度 O.015，平面度 0.005，表面粗糙度 RaO.4，单面留研磨余量 0.005) 研磨(与外片配研，面接触不小于 80%)。

图 1 内片结构形式及技术要求3 主要工艺措施1 工艺难点分析3.1磨削工艺措施(1)该工件属于薄盘类零件，工件最薄之处只有 (1)工件装夹方式2±0.05 mm，并且是零件的主要工作面，其存在零件 薄盘类工件是较难加工的零件，由于工件刚性收稿日期：2013-02-11作者简介：邢云香(197O-)，女，浙江人 ，工程师，学士学位，主要从事新产品工艺流程设计与开发。

122《装备制造技术)2013年第 5期较差 ，在装夹力的作用下 ，容易产生变形，影响工件的精度和表面粗糙度，所以设计合理的装夹方式成为薄盘类零件加工品质和提高效率的关键。

根据该工件两平行面是工件刚度的薄弱点，因此在磨削 2±0.05 ITITI两平行面时，零件装夹的设计原则是 ：保持两平行面与其 自由状态基本-致，即避免 th86外圆和2±0.05 mm两平行面承受装夹力。

工装设计如图 2所示，工件 2以内孔 26套在弹性垫圈 3上，靠内六角的涨紧螺栓 4调整弹性垫圈3径向直径，当涨紧螺栓4旋紧时，弹性垫圈3外径涨大，与工件 2的th26内孔接触 ，通过摩擦力带动工件 2旋转。

采用这种装夹方式具有的优点是 ：由于 2-tO.05两行面不承受装夹力，弹性变形基本不存在；夹具本体 1对工件 2具有支撑作用，增加工件的刚性并且装取零件方便。

涨紧螺栓弹性垫圈件夹具本体图2 磨削2±0.05 mm两平行面夹具(2)磨削加工时注意事项工件材料为 1CrlTNi2钢 ，ICrl7Ni2钢属高强度马氏体型不锈钢，具有磨削力大 ，磨削温度高，磨屑容易粘附在砂轮上等特点。因此，在磨削时应注意：- 是，在磨削时，减小砂轮的粘附阻塞是提高磨削效率的重要因素，加工中要经常修整砂轮，保持切削刃的锋利。

二是，砂轮选择。在粗磨时，用粒度 46#硬度J级的绿碳化硅砂轮，在精磨时，选用 60号粒度硬度 J级的绿碳化硅砂轮。

三是，磨削液选用必须兼顾润滑和清洗两种作用，供给充足 ，可选用表面张力小，含极压添加剂的乳化液。

四是，磨削砂轮速度不超过 25 m/s，工件速度与砂轮的速度可选在 1/60-1/100范围内。磨削深度粗磨时取0.03 mm左右，在精磨时-般取 0.01 1Tlnl左右。

3.2研磨工艺措施研磨是在低速、低压条件下进行，使用研具、游离磨料进行微量加工的精密加工方法。研磨该零件的目的是与外片面接触不小于 80%，由于手工配研效率低，无法满足生产需求，因此研磨时要解决的主要问题是如何提高研磨效率，满足成批生产的需要。

(1)工件研磨夹具设计要提高研磨效率，必须实现机械研磨〖虑单位实际情况及零件特点，采用钻床带动夹具、内片与外片的相对运动，实现机械研磨。要保证研磨品质，就要保证内片与外片接触压力要均匀，这就要求夹具能够自动调整研磨力大邪均匀性 ，即内片能够 自由上下浮动，具体夹具形式如图3所示。

6螺栓5夹具上模板4弹簧3夹具下模板2内片1外片图3 摩擦内片与外片配合研磨夹具该夹具的工作原理是：钻床主轴带动夹具上模板 5作回转和上下运动，夹具下模板 3的花键轴与工件内片 2花键内孔配合 ，带动内片 2与外片 1作相对运动。研磨压力由夹具上模板 5通过弹簧 4和夹具下模板3施加，研磨压力通过弹簧压缩量大小来控制，由于夹具上模板 5可以在螺栓 6上作上下浮动，保证内片 2与外片 1接触面受力均匀。

(2)研磨加工时注意事项在-定范围内，研磨作用随研磨速度的提高而增加。但是，过高的研磨速度会造成发热现象，甚至烧伤被研表面，因此在研磨该零件时，应控制钻床主轴转速，零件研磨时采用湿研 ，研磨速度控制在 40100 m/min范围内 。如果-台钻床的钻速达不到该要求，可以用皮带轮连接两台钻床，采用多级传动来降低钻床速度。

3.3热处理工艺方案1C17Ni2钢是耐腐蚀、高强度马氏体不锈钢，其材料化学成分如表 1所示。

表 1 1Crl7Ni2材料的化学成分0 11 0 0 8 0 8 16 18 5 2.5 003 0035 . .17 I < . I(. I 1 1.- f(. I <。

通过查阅文献资料 l，1C17Ni2钢通过不同温度热处理工艺，其综合性能如表2所示。由于设计要求零件硬度为 HRC30～35，从表 2查知：热处理回火温度应控制在 538 590o C范围内。因此，IC17Ni2钢常用热处理工艺方案为：淬火 (1 020±10℃)，油淬 回火(560±10 oC) 空冷。

123口-要 [ ～ 三.-Equipment Manufacturing Technology No.5，2013表 2 1C17Ni2钢不同温度热处理后综合性能热处理 工艺参散 抗拉强度 0.2%屈服强度 50.8mm标距内 断面收缩率 洛氏硬度工艺 (k#mD 的延伸率(1O%) (%) HRC退火 66O-680℃ 87.5 66.5 20 25 24淬火 1020±l0℃ 45204℃ 143.5 108 5 15 55 43316℃ 136.5 1O5 15 55 41427℃ 143.5 108.5 15 60 43回火538℃ 1O5 91 l8 60 34590℃ 95 79 19 60 30650℃ 87.5 66.5 20 60 24已有资料[2表明，1C17Ni2钢存在高温回火脆性，主要表现在500℃～600 c回火或在较高温度回火缓冷通过上述温度区间后，其冲击韧性下降，并产生沿晶断裂。560±10℃刚好在高温回火脆性温度范围内，因此，为避免高温回火脆性问题，对热处理工艺方案需要优化。

通过资料查询资料3及验证，采用亚温淬火工艺对 IC17Ni2钢避免高温回火脆性、提高强韧性有很好的效果。其机理是亚温淬火细化了晶粒、强化和细化了晶界，减轻了对可动为错的硬钉扎作用等。因此，内片热处理工艺方案优化为：淬火(1 020±10℃X 2 h)，油淬-亚温淬火(950℃X 2 h)-回火(560±10℃×2 h)-空冷(如图 4)，这样不但可以获得设计要求的硬度，而且可获得较好的强韧性。

4 结束语t/min图4 内片热处理工艺方案经实际生产验证，采用本文介绍的加工工艺方案使得零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等全部达到图纸要求，在零件装配后，与系统-起进行静载摩擦制动”、系统加载收放”等试验，其强度等方面都满足要求。