碟簧的常見加工工藝、檢測方法及安裝使用的注意事項

 

 

作者    WASI緊固件 

 

 

碟簧的簡介

 

碟形彈簧(belleville spring)又名貝勒維爾彈簧墊圈，最早是100多年前法國J. Belleville發明。20世紀30年代早期，工程師(G.M.)Almen and Laszio 發展了理論、制訂了生產、質量標準 DIN 2092 和 DIN 2093。碟形彈簧的形狀為圓錐碟狀，與傳統彈簧不同，功能上有其特殊的作用，主要特點是，負荷大，行程短，所需空間小，組合使用方便，維修換裝容易，經濟安全性高。適用于空間小，負荷大的精密重機械。其壓縮行程最佳使用范圍在其最大壓縮行程的10%-75%之間。

 

碟簧常用材料為60Si2MnA、50CrVA等彈簧鋼。

 

碟形彈簧一般情況下可進行的表面處理：發黑、磷化、機械鍍鋅、非電解鋅片涂層。

 

 

注：碟簧表面處理不能進行電鍍鋅，因硬度過高，做電鍍鋅易發生氫脆。

 

 

 

1.碟簧的常見加工工藝

 

 

碟簧執行標準為DIN 2093(GB/T 1972)多用冷軋或熱軋帶鋼、板材或鍛造坯料制造,常用材料為60Si2MnA、50CrVA等彈簧鋼。

碟簧因規格厚度不同會采用不同的加工工藝。

依據DIN 2093(GB/T 1972)標準規定，碟簧的制造工藝根據碟簧的厚度t值可分為三類。

 

 

第一類：t <1.25mm（無支承面）

 

沖壓成型 → 淬火 → 回火 → 拋丸去除毛刺 → 強壓處理 → 表面處理

 

此類碟簧由于厚度偏小，采用拋丸的方法即可去除沖壓產生的銳邊、毛刺，無需進行專門的車削加工，因此加工工藝較簡單。

 

 

第二類：1.25mm≤ t ≤6mm（無支承面）

 

沖壓環坯 → 磨削兩面 →  車削內外徑并倒角 → 沖壓成型→  高溫正火 → 淬火回火 → 拋丸 → 強壓處理 → 表面處理

 

 

第三類：6mm ≤ t ≤16mm（有支承面）

 

圓棒下料 → 鍛造坯料 → 整體車削加工（車削兩面、內外徑并倒角） → 沖壓成型 →  高溫正火 → 淬火回火 → 拋丸 → 強壓處理 → 表面處理

 

 

 

答疑：碟簧為什么需要專門進行車削加工

 

車削加工主要去除毛刺、銳邊，碟簧熱處理后硬度很高而且長時間使用在動載荷工況下，如果碟簧存在毛刺、銳邊極易造成應力集中導致碟簧開裂。

 

 

 

             

    圖1  碟簧受力圖示               圖2  沖壓粗加工              圖3   車削精加工

 

 

 

碟簧在使用中主要受垂直方向的載荷，載荷力沿圓周方向擴張，如圖1所示。

結合圖1、圖2，如果沖壓毛刺、銳邊不去除，碟簧在使用中極易沿沖壓方向產生切向載荷，造成應力集中導致碟簧破裂。

 

 

 

2.碟簧的 檢驗方法

 

外觀檢測： 碟簧要求邊緣倒角，表面不允許有毛刺、裂紋、斑疤等缺陷。

 

尺寸檢測： 各規格尺寸參照標準DIN 2093要求檢驗

 

性能檢測： 硬度要求，熱處理后42-52HRC；

 

       回彈試驗，參照標準DIN 2093要求在一定條件下進行壓縮回彈試驗測定碟簧自由高度的變化是否符合標準要求。

 

 

 

3.碟簧安裝使用的注意事項

  

 

                               

 

 

碟簧使用變化很多，可同向疊法使用、反向疊法使用、或者正反向疊法混合使用。碟形彈簧多片使用時，無論安裝在導桿上還是在導孔內，

導桿和導孔表面必須平滑，且表面硬度需＞55HRC,碟簧安裝時與導桿、導孔之間應留有適當間隙，并做潤滑。防止長時間摩擦造成碟簧疲勞失效。

 

 

 

 

碟簧（DIN 2093）與錐形彈性墊圈（DIN 6796）的硬度要求和回彈試驗要求不同。

簡單說，一個是彈簧一個是墊圈，盡管這個墊圈是有彈性的，但是不能替代彈簧使用。