一种刹车盘的生产工艺的制作方法

本发明涉及金属加工技术领域，特别涉及一种刹车盘的生产工艺。

背景技术：

刹车盘是应用于车轮碟刹的零部件，刹车盘的工作原理是与刹车钳配合，利用摩擦将车轮转动时的动能转换成摩擦后的热能，使车轮停止转动，刹车盘须具有良好的耐磨性能和散热能力。

参照图1，为现有的一种刹车盘，包括盘体1，盘体1的材料为ocr13mn-h，盘体1的外缘呈凹凸不平状，盘体1的中心开设有中孔11，盘体1的盘面上还开设有多个形孔12和多个边孔13，形孔12、边孔13均关于盘体1的周向均匀分布，其中形孔12靠近中孔11，边孔13靠近盘体1的外缘，形孔12的尺寸大于边孔13。盘体1上靠近中孔11的位置开设有安装孔14，安装孔14内用于穿设螺栓，通过螺栓将盘体1固定于车轮毂内。

目前的刹车盘一般采用冲压的方式生产，冲压时依次冲出中孔11、形孔12及边孔13；冲压边孔13时采用定位销对中孔11、部分形孔12进行定位。由于边孔13的数量较多，冲压机需要较大的冲压力，在较大的冲压力、冲压力作用于盘面的垂直度不精确等原因下，盘体1容易受到不可预料的周向力，该周向力通过定位销作用于形孔12，导致形孔12容易损坏。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种刹车盘的生产工艺，生产出的刹车盘的形孔不易损坏。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种刹车盘的生产工艺，包括以下步骤：

步骤s1：取金属板原料，在金属板上冲压出盘体凹凸不平的外轮廓，形成盘体的毛坯；

步骤s2：使用若干定位块定位盘体的外缘，在盘体的毛坯上冲压出中孔、二至四个形孔、二至四个定位孔，其中定位孔位于待冲压的形孔位置，定位孔的尺寸小于形孔；

步骤s3：使用定位芯定位中孔，使用定位销定位定位孔，在盘体上冲压出边孔；

步骤s4：使用定位芯定位中孔，使用定位柱定位已成型的形孔，冲压出剩余的形孔；

步骤s5：步骤s51：用淬火的热处理工序处理盘体；步骤s52：整形盘体；

步骤s6：在盘体上车中孔并倒角，在盘体上钻出安装孔。

通过上述技术方案，本刹车盘的生产工艺能可靠地完成刹车盘的生产。定位销与定位孔的配合用于限制盘体转动，并准确定位盘体相对于冲压机的角度。步骤s3时冲压机在成型边孔的过程中，在较大的冲压力、冲压力作用于盘面的垂直度不精确等原因下，盘体容易受到不可预料的周向力，该周向力通过定位销作用于定位孔，即使定位孔的形状产生变形，由于定位孔的位置用于成型形孔，定位孔的形状损坏也不会对后续成型的形孔造成影响，本工艺生产出的刹车盘的形孔不易损坏。

优选的，还包括位于步骤s52和步骤s6间的步骤s53：使用定位芯定位中孔，使用压板和螺丝压紧盘体端面，其中压板未遮挡盘体的外边缘；步骤s54：车盘体的外径并倒角。

通过上述技术方案，将盘体的外径车成预定尺寸，倒角用于使盘体的外边缘平滑，防止盘体的外缘割伤人手。压板将盘体压紧后，压板能限制盘体在打磨时受力弯曲，提高打磨的可靠性。

优选的，所述步骤s53时，压板和盘体间设有挡板，挡板的厚度小于2mm，挡板的尺寸小于盘体，挡板的外缘形状与盘体对应，挡板未遮挡盘体的外边缘，挡板遮盖所有边孔。

通过上述技术方案，挡板用于对所有边孔进行遮挡，防止车外径、倒角产生的灰尘进入边孔内，能减少盘体后续清洗的劳动量。厚度较薄的挡板不易对打磨倒角产生干涉。

优选的，还包括位于步骤s6后的步骤s7：对盘体的两盘面进行喷砂；步骤s8：对盘体进行涂装。

通过上述技术方案，喷砂能够去除盘体表面的氧化层，使盘体的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使盘体表面的机械性能得到改善，并能增加后续和涂层之间的附着力，延长涂层的耐久性。涂装一方面提高了盘体的美观度，另一方面能使盘体保持长时间的防锈性能。

优选的，所述步骤s3时，边孔分三次冲出，每次冲压成型三分之一数量的边孔。

通过上述技术方案，由于边孔分三批进行冲压，则能进一步降低每次冲压所需的冲压力，降低冲压力过大造成盘体损坏的几率。

优选的，所述步骤s3包括前置步骤s30：使用定位芯定位中孔，使用定位销定位定位孔，在盘体两侧预冲压出边孔的部分深度形成预冲槽。

通过上述技术方案，现有的冲压工艺容易在工件反侧产生尖锐的毛刺。本生产工艺通过步骤s30形成预冲槽，当执行边孔的冲压时，边孔冲出的废料在预冲槽的槽底处被切断，盘体的反侧不易产生毛刺，能够减少后续打磨的工作量，且盘体反侧的边孔口部不易产生缺口。另一方面，由于预冲槽已部分成型边孔，步骤s3时冲压机冲压边孔较为省力。

优选的，所述步骤s30时，预冲槽包括位于中心的中槽、沿中槽的环形边缘分布的边槽，所述边槽的深度大于中槽，所述边槽的槽宽沿其深度方向渐缩。

通过上述技术方案，当执行边孔的冲压时，边孔冲出的废料在边槽的槽底处被切断，渐缩状的边槽槽底能更加容易被冲压切断，边孔的冲压成型更为容易。

优选的，所述步骤s4时，剩余的形孔分三次冲出，每次冲压成型三分之一数量的形孔。

通过上述技术方案，由于形孔也分三批进行冲压，则能降低每次冲压所需的冲压力，从而降低冲压过程中产生的不可预料的周向力，进一步防止盘体损坏。

优选的，所述步骤s51包括以下步骤：将盘体加热至850~980℃后保持10~12分钟，然后将盘体放入淬火油冷却。

通过上述技术方案，850~980℃、10~12分钟的保温时间对盘体的材料而言，综合盘体的机械性能和生产效率较为优选。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、本生产工艺生产出的刹车盘形孔不易损坏；

2、通过本刹车盘的生产工艺能可靠地完成刹车盘的生产，具有成品率高、产品机械性能好的优势；

3、形孔、边孔分批次冲出，能降低每次冲压所需的冲压力，防止盘体损坏。

附图说明

图1为现有的一种刹车盘的结构图；

图2为实施例的步骤s1和步骤s2的示意图；

图3为实施例的步骤s30的示意图；

图4为图3中盘体的a-a剖视图，主要突出预冲槽的结构；

图5为实施例的步骤s3的示意图；

图6为实施例的步骤s4的示意图；

图7为实施例的步骤s53和步骤s54的示意图；

图8为实施例的步骤s6的示意图。

图中，1、盘体；11、中孔；12、形孔；13、边孔；14、安装孔；121、定位孔；21、定位块；22、定位芯；23、定位销；3、预冲槽；31、中槽；32、边槽；24、定位柱；4、压板；41、挡板；42、螺丝。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明公开的一种刹车盘的生产工艺，依次包括以下步骤：

步骤s1：参照图2，取材料为ocr13mn-h、厚度为3.3±0.1mm的金属板原料，用冲床结合冲压模具在金属板上冲压出盘体1凹凸不平的外轮廓，形成盘体1的毛坯。

步骤s2：使用三个定位块21定位盘体1的外缘，三个定位块21关于盘体1的中心呈圆周对称分布，定位块21抵于盘体1的外侧壁，定位块21与盘体1接触处的形状与盘体1的外轮廓形状对应。使用冲床结合冲压模具，在盘体1的毛坯上一次性冲压出中孔11、二至四个形孔12（本实施例为三个）、二至四个定位孔121（本实施例为三个），冲压出的形孔12、定位孔121分别关于盘体1的中心呈圆周对称分布。其中定位孔121位于待冲压的形孔12位置，定位孔121为圆形孔12，定位孔121的尺寸小于形孔12，定位孔121的轮廓完全位于待冲压的形孔12范围内。

前置步骤s30：参照图3和图4，使用定位芯22定位中孔11，使用定位销23定位定位孔121，定位芯22和定位销23均固定于冲压机的工作台上。在盘体1上对应于三分之一的圆周角处，在盘体1两侧预冲压出边孔13的部分深度形成预冲槽3，预冲槽3包括位于中心的中槽31、沿中槽31的环形边缘分布的边槽32。边槽32为环形槽，边槽32的外缘与边孔13的孔口形状完全对应，边槽32的深度大于中槽31，边槽32的槽宽沿其深度方向渐缩，使边槽32的截面形状呈v形，边槽32由冲压模具上刀刃状的凸起冲压而成。

步骤s3：参照图5，使用定位芯22定位中孔11，使用定位销23定位定位孔121，在盘体1上已有预冲槽3的位置冲压出边孔13，即每次冲压成型三分之一数量的边孔13。

重复上述步骤s30和步骤s3两次，直至完成所有边孔13的冲压成型。

盘体1的边孔13处盘面用于与制动钳接触配合，该处需要具备较高的平整度，现有的冲压工艺容易在工件反侧产生尖锐的毛刺。本生产工艺通过步骤s30形成预冲槽3，当执行边孔13的冲压时，边孔13冲出的废料在边槽32的槽底处被切断，盘体1的反侧不易产生毛刺，能够减少后续打磨的工作量，且盘体1反侧的边孔13口部不易产生缺口。另一方面，由于预冲槽3已部分成型边孔13，步骤s3时冲压机冲压边孔13较为省力。

定位销23与定位孔121的配合用于限制盘体1转动，并准确定位盘体1相对于冲压机的角度。步骤s3时冲压机在成型边孔13的过程中，在较大的冲压力、冲压力作用于盘面的垂直度不精确等原因下，盘体1容易受到不可预料的周向力，该周向力通过定位销23作用于定位孔121，即使定位孔121的形状产生变形，由于定位孔121的位置用于成型形孔12，则定位孔121的形状损坏可忽略不计。

由于边孔13分三批进行冲压，则能进一步降低每次冲压所需的冲压力，降低冲压力过大造成盘体1损坏的几率。

步骤s4：参照图6，使用定位芯22定位中孔11，使用定位柱24定位已成型的形孔12，冲压出剩余的形孔12；剩余的形孔12分三次冲出，每次冲压成型三分之一数量的形孔12。

定位柱24与形孔12的配合用于限制盘体1转动，并准确定位盘体1相对于冲压机的角度。由于形孔12更靠近盘体1的中心，且形孔12的尺寸较大、数量较少，本步骤采用已有的形孔12作为定位时，冲压出剩余形孔12产生的周向力不足以损伤定位柱24处的形孔12。由于形孔12也分三批进行冲压，则能降低每次冲压所需的冲压力，从而降低冲压过程中产生的不可预料的周向力，进一步防止盘体1损坏。

步骤s5：包括步骤s51~步骤s54：

步骤s51：用淬火的热处理工序处理盘体1。淬火工序为：将盘体1加热至850~980℃后保持10~12分钟，然后将盘体1放入淬火油冷却，冷却时间45秒。淬火用于大幅提高盘体1表面的刚性、硬度及耐磨性，使盘体1满足刹车盘的性能需求。850~980℃、10~12分钟的保温时间对盘体1的材料而言，综合盘体1的机械性能和生产效率较为优选。

步骤s52：整形盘体1，整形采用冲压机结合整形模具进行，整形工序用于纠正淬火工序造成的盘体1变形，使盘体1恢复平整。

步骤s53：参照图7，使用定位芯22定位中孔11（图中未示出），使用挡板41和压板4压紧盘体1的端面，其中挡板41位于压板4和盘体1之间。压板4为圆形的厚金属板，压板4未遮挡盘体1的外边缘；挡板41由厚度小于2mm的薄塑料板制成（本实施例的挡板41厚1mm），挡板41的尺寸小于盘体1，挡板41的外缘形状与盘体1对应，挡板41未遮挡盘体1的外边缘，但挡板41遮盖所有边孔13。同时穿过压板4、挡板41、定位芯22的中心设置有螺丝42，螺丝42将压板4压紧固定于打磨台上，压板4将挡板41、盘体1压紧固定。

步骤s54：用车床或打磨机对盘体1的外径边缘进行车削和倒角，车削使盘体1外径达到预定尺寸，倒角用于使盘体1的外边缘平滑，防止盘体1的外缘割伤人手。压板4将盘体1压紧后，压板4能限制盘体1在车削、打磨时产生弯曲，提高车削、打磨的可靠性；挡板41用于对所有边孔13进行遮挡，防止打磨产生的灰尘进入边孔13内，能减少盘体1后续清洗的劳动量。厚度较薄的挡板41不易对车削、打磨产生干涉，打磨盘体1时可能打磨到挡板41，挡板41过度磨损后换新即可。

步骤s6：参照图8，在盘体1上车中孔11的内孔壁并倒角，在盘体1上钻出安装孔14。

步骤s7：对盘体1的两盘面进行喷砂。喷砂的砂粒采用棕刚玉，砂粒高速喷射到盘体1表面，喷砂能够去除盘体1表面的氧化层，使盘体1的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使盘体1表面的机械性能得到改善，并能增加后续和涂层之间的附着力，延长涂层的耐久性。

步骤s8：对盘体1进行涂装。涂料采用耐热银灰色面漆，涂层一方面提高了盘体1的美观度，另一方面能使盘体1保持长时间的防锈性能。

综上，通过本刹车盘的生产工艺能可靠地完成刹车盘的生产，具有成品率高、产品机械性能好的优势。由于定位孔121的位置用于成型形孔12，步骤s3时即使盘体1受到不可预料的周向力，定位孔121的形状损坏也不会对后续成型的形孔12造成影响。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。