汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计.pdf

《汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计.pdf（4页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第1 l 期2 0 0 9 年11 月机械设计与制造M a c h i n e r yD e s i g n M a n u f a c t u r e2 4 3文章编号：1 0 0 1 3 9 9 7(2 0 0 9)1 l 0 2 4 3 0 2汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计陈成英(陕西省机械研究院，咸阳7 1 2 0 0 0)D e s i g no fb o n d i n gf i x t u r eo fa u t o m o b i l eS y n C h r O n i Z e r R i n gc a r b o nf i b e rf r i c t i o n

2、m a t e r i a lC H E NC h e n g-y i n g(M e c h a n i c a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fS h a n a x iP r o v i n c e，X i a n y a n g712 0 0 0，C h i n a)0 0 0，o M m M l M“_ l I m m M m M M，w：，H“口l【摘要】碳纤维复合摩擦材料在高温高压下通过耐高温胶粘剂粘接到汽车同步器齿环摩擦面上。j；针对摩擦材料高温高压粘接固化工艺技术要求，设计了应用于摩擦材料高温高压粘接夹具，指出了夹具；l 中关键零件的结

3、构设计和设计要点，并叙述了粘接夹具的使用方法。实践证明，设计夹具达到了工艺要!l 求，生产的产品质量稳定。li关键词：汽车同步器齿环；碳纤维摩擦材料；粘结夹具；设计；【A b s t r a c t】C a r b o n f i b e rc o m p o s i t ew e r eb o n d e da ta u t o m o b i l es y n c h r o n i z e rr i n gu s i n gh i g ht e m p e r a-lt u r er e s i s t a n ta d h e s i v eu n d e rh i g ht e m

4、p e r a t u r ea n dh i g hp r e s s Ai m i n g 磁t h et e c h n i c a lr e q u i r e m e n to f6 D 蒯一l；i n gc u r e dp r o c e s si nt h e f r i c t i o nm a t e r i a lu n d e rh i g ht e m p e r a t u r ea n dh i g hp r e s s，t eb o n d i n g f i x t u r ew e F e 如一ils i g n e d f o rt h e f r i c

5、 t i o nm a t e r i a l，a n dt h es t n 2 c t a r e 如5 咖o f t h em a i n f i x t u r ec o m p o n e n t sa n dt h ek e y p o i n t si nild e s i g n i n gt h ef i x t u r ew e r ed i s c u s s e d，a n dt h eo p e r a t i o no ft h ef i x t u r ew e r ed e s c r i b e d E x p e r i e n c ei n d i c a

6、 t e dl t h a tt h ed e s i g n e d f i x t u r eC O l tm e e tt h ep r o c e s s i n gr e q u i r e m e n t，a n dm a n u f a c t u r e t h e，s p r o d u c tq u a l i t yi ss t a b l e lK e yw o r d s：A u t o m o b i l es y n c h r o n i z e rr i n g；C a r b o nf i b e r f r i c t i o nm a t e r i a

7、 l；B o n d i n gf i x t u r e；D e s i g nlE。根，H 恻，K，o l 伽州删，H 俐，】K 枞，H _ 嚏，日伽一删】K p 9 9，o，o，中图分类号：T H l 6 文献标识码：A1 引言同步器齿环是汽车变速器换档机构中的个重要零件，利用其锥面产生的摩擦力距，使两个换挡元件之间同步运转，从而实现换挡。目前国内常用的同步器齿环为铜合金或钢环喷钼，实践证明铜合金和钢环喷钼同步器齿环在使用过程中摩擦系数小，易磨损，摩擦性能不稳定，使用寿命短等缺陷。碳纤维复合材料具有较高的摩擦系数，耐磨损，摩擦性能稳定，耐温性能好，使用寿命长等显著优点，而被应用于汽车同步

8、器钢制(锻钢)齿环摩擦面上，并且越来越受到人们的莺视。2 技术要求及粘接工艺分析如图所示是为变速箱厂家生产的同步器齿习。零种，如图1 所示。为内锥面齿环零件，如图2 所示。为外锥面齿环零件。摩擦材料牯接在齿环锥面上，尺寸要求见图中所示。碳纤维复合材料是非金属摩擦材料，通过胶粘剂粘接在钢环上，因此摩擦材料与钢环的粘结强度将是影响成品质量和使用寿命的重要因素。根据同步器齿环使用：况和使用性能，对摩擦材料粘接在齿环锥面上的物理性能要求如下：(1)剪切强度：3 0 M P a，摩擦系数：(0 2-0 2 8)，耐热性：平均工作温度：1 8 a，瞬时工作温度：2 5 0。(2 硅工作工黼复摩擦l O 万

9、次：摩擦材j 净 不且蔸落。摩擦材料的粘接温度和粘接压力决定同步器使用工况温度F 的承载能力，为此配制耐高温胶粘剂，制备碳纤维复合摩擦材料，研制了同步器齿环摩擦材料高温高压粘接固化工艺。在粘接固化工艺过程中，摩擦材料上要有稳定的压力压在齿环粘接面，为了这一工艺的实施，以及保证图示粘接尺寸及精度要求，设计了专用粘接夹具。来稿日期：2 0 0 9 一O l 一1 4摩擦材料羞Q善I l0 0 2l 一严图1 内锥面齿环图2 外锥面齿环3 夹具设计(1)轴向加载粘接力：摩擦面受力分析，如图2 所示。摩擦面总剪切力：P，=t r*S=3 0 S式中：矿一剪切强度；蝴接面积；轴向总推力：终=尸托O 鲫式

10、中：蝴擦角所以轴向要加载的最小粘接力为B(2)夹具加热后膨胀，膨胀量：A L=a A L L万方数据在装卸搬运时有其特点及方法:物流装卸搬运的概念：物流装卸搬运是指在一定的区域内(通常指某一个物流结点，如车站、码头、仓库等，以改变物品的存放状态和位置为主要内容的活动。它是伴随输送和保管而产生的物流活动，是对运输、保管、包装、流通加工、配送等物流活动进行衔接的中间环节。在整个物流活动中，如果强调存放状态的改变时，一般用“装卸”一词表示；如果强调空间位置改变时，常用“搬运”一词表示。物流的各环节和同一环节不同活动之间，都必须进行装卸搬运作业。所以杭杭州州搬家公司搬家公司就是来完成其作业的。正是装卸

11、搬运活动把物流运动的各个阶段联结起来，成为连续的流动过程。http:/ 4 4陈成英：汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计第1 I 期式中：a 夹具材料热膨胀系数；A t 升温温度；受力螺杆长度(根据结构初定)。夹具结构图(3)、图(5)所示(3)取碟簧加载荷1 2 B 承受热膨胀量碟簧刚度：K=(1 2 昝P 2)，加到碟簧上最小载荷P 2 时的压缩量AA=P J K(4)根据所选碟簧材料、碟簧刚度、安装结构，确定碟簧结构参数和对置碟簧数，计算实际螺杆长度以及受热后嘭胀量L 1。若L A L，工作时取碟簧压缩量A b A L。+A A；若厶 A L+A A。3 1 内锥面齿环摩擦材料粘结

12、夹具如图l 所示，要加工的齿环零件。3 1 1 夹具结构如图3 所示，为内锥面齿环摩擦材料粘接夹具。此夹具由夹具主体l，压锥2，蝶簧3，螺母4 组成。夹具主体l 上(见图4)导向轴d 与压锥2 导向孔d。有配合要求，导向轴d 与基座上工件定位孔D 有同轴度要求；与定位面曰、基准面c 有垂直度要求。压锥2 限位面F 与锥面大端相交处直径为t，t 为零件锥面大端直径值；限位面F 与锥面、导向孔d。有跳动度要求。蝶簧3 的作用是保持夹具加热后压锥限位面始终压紧齿环端面，如图4 所示。图3 内锥面齿环摩擦材料粘结夹具1 主体2 压锥3 蝶簧4 螺母图4 夹具主体和压锥3 1 2 夹具使用见图(3)所示

13、。将齿环基体锥面清洁后涂胶粘剂，放置在夹具主体l(见图4)基座工件定位孔D 中，然后将制备好的摩擦材料围在涂胶锥面上，压锥2 通过主体l 上导向轴压入碳布粘接锥面孔中，通过压力设备按图示加压力J P(n，P 2)使压锥2 端面F 与齿环锥大端面压紧，按图示装上蝶簧3、拧紧螺母4 且使碟簧压缩量为A F，卸掉加压设备。然后将夹具整体放人加热器中，按加热固化工艺进行，完成碳布粘接工序。3 2 外锥面摩擦材料粘结夹具如图2 所示，为要加工的齿环零件图。3 2 1 夹具结构如图5 所示，为制造该零件的夹具。此夹具由夹具主体1，压盖2，蝶簧3，螺母4 组成。夹具主体上(见图6)锥面A 大端真径D。设计为

14、零件锥面大端直径口。锥A 与端面B 有跳动度要求，与导向轴如有同轴度要求。导向轴如与端面B、基准面c 有垂直度要求。压盖导向孔如与其端面，有垂直度要求、与导向轴d 2 有配合要求，如图6 所示。图5 外锥面齿环摩擦材料粘结央具1 主体2 压盖3 牒簧4 _ 螺母图6 夹具主体和压盖3 2 2 夹具使用见图(5)所示，首先将制备好的摩擦材料围在夹具主体1 锥面上，然后将涂好胶粘剂的齿环基体放置到围好碳布的锥面中，压盖2 通过主体l 上导向轴压齿环进入粘接锥面，通过压力设备按图示加压力尸(压力J 陟P 2)使压盖端面F 紧贴主体端面日和齿环端面，按图示装上蝶簧3、拧紧螺母4，且使碟簧压缩量为A F

15、，卸掉加压设备，然后将夹具整体放入加热器中，按加热固化工艺进行，完成碳布粘接工序。4 结束语此夹具的特点是，结构紧凑，装卸简单方便，重复使用t i f f。摩擦材料均匀地粘接在钢环七，台架试验3 0 万次摩擦材料不脱落，零件尺寸致陛好，加工质量不受操作者技术水平的影响。经过两年生产使用，加1：产品质量叮靠，效果非常好，为变速箱厂家供应了一定数量的同步器齿环。该夹具制造成本低，但性价比高，对产品质量的保障起r 重要作用。随着汽车工业技术的发展，汽车零部件的性能要求越来越高，尤其随着载重车向大吨位、大扭矩方向发展，铜合金强度无法满足使用要求，同步器齿环逐步向钢环发展，再加上碳纤维摩擦材料同步器齿环

16、具有比铜合金齿环或钢基喷钼齿环更优越的摩擦使用性能，所以它会逐步应用到各种汽车变速箱中。参考文献i 王晓洁T-1 0 0 0 碳纤维骄氧树脂基复合材料性能研究 J l 材料科学与工艺，2 0 0 S(5)：9 4-0 72 陈莉萍提高同步器摩擦系数的材料及其应用技术的研究 J 汽车工艺与材料，2 0 0 7(5)：7 7-7 9万方数据汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计作者：陈成英作者单位：陕西省机械研究院,咸阳,712000刊名：机械设计与制造英文刊名：MACHINERY DESIGN&MANUFACTURE年，卷(期)：2009，(11)被引用次数：0次 参考文献(2条)参考文献(2条)1.王晓洁.T-1000碳纤维/环氧树脂基复合材料性能研究J.材料科学与工艺,2005(5):94972.陈莉萍.提高同步器摩擦系数的材料及其应用技术的研究J.汽车工艺与材料,2007(5):7779 本文链接：http:/