CN100503078C - 腰鼓型弹簧的卷制工艺 - Google Patents

Abstract

腰鼓型弹簧的卷制工艺，是一种热卷制成型工艺，包括：第一流程：将坯料车削成多根从两端起变线径的棒料；第二流程：将车削后的棒料进行加热；第三流程：用三个步骤将加热后的棒料热卷成腰鼓型弹簧：在第一台卷簧机上将棒料从端开始的一部分卷制成半腰鼓型弹簧，在第二台卷簧机上将棒料另一端开始卷制与其对称的另一半腰鼓型的弹簧，中间留出一段直线部分，将该直线段部分冲压成预定外径后成为腰鼓型弹簧；第四流程：对热卷制成的腰鼓型弹簧在进行淬火和回火处理，成为腰鼓型弹簧成品。本发明卷制工艺简单、卷制质量高、速度快，卷制的腰鼓型弹簧的两端过渡圈都可以大于2.5，且线径、外径、刚度、节距都能改变。

Description

腰鼓型弹簧的卷制工艺

技术领域

本发明属于一种卷制弹簧的工艺方法，尤其是指一种能提高弹簧质量的腰鼓型弹簧的卷制工艺。

背景技术

一般用于汽车后桥中的弹簧都是采用卷制成圆柱型的弹簧，这种圆柱型的弹簧的产品由于线径一样，本身较重，体积也大，用于汽车后桥中，后座乘客的舒适感也受到影响。因此，目前业内有采用线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变的并能减轻弹簧产品本身重量的腰鼓型弹簧。

腰鼓型弹簧的卷制成型采用的工艺有热卷工艺及冷卷工艺。

一般，热卷工艺分两种，一种就是一端带有小圈的，直接一次卷制成型成半腰鼓型的弹簧；第二种是两端都有小圈，在一次成型的基础上采用猪尾成型机两次卷制，但该种卷制方式受猪尾成型机的限制，最多只能旋转2.5圈，对于两端过渡圈都大于2.5圈的弹簧而言是不适用的。

对于该种两端过渡圈都大于2.5的腰鼓弹簧，如果不是变截面的话可采用冷卷工艺，如果是变截面的话，就只能采用热卷的形式。因此，卷制两端过渡圈都大于2.5，且线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变的腰鼓弹簧的热卷工艺是业内急需研究的课题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种腰鼓型弹簧的卷制工艺，是一种卷制工艺简单、卷制质量高、速度快，卷制的腰鼓型弹簧的两端过渡圈都可以大于2.5，且线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变的腰鼓弹簧的热卷工艺。

本发明的目的是这样实现的，一种腰鼓型弹簧的卷制工艺，是热卷制成型的加工工艺，其特征在于包括以下几个流程：

第一流程：棒料车削，将成捆的坯料通过车削的方式剥成多根从两端起变线径的棒料，即从两端起线径从小逐步变大的棒料；

第二流程：棒料加热，用加热炉对上述经车削后线径不同的每根棒料进行加热处理；

第三流程：热卷成腰鼓型弹簧，对上述经加热后的每根棒料通过下列三个步骤的热成型工艺进行加工：

第1步骤，先在第一台卷簧机上将被卷制的棒料从一端开始将整段棒料的一部分卷制数圈成半腰鼓型的弹簧，利用机械手进行抽芯；

第2步骤，再用机械手把上述被卷制的该根棒料的另一端放到第二台卷簧机上将另一端的棒料卷制数圈成另一半腰鼓型的弹簧，此时，棒料两头已分别形成半腰鼓型弹簧，中间留置一段未卷制的直线段，该直线段的长度是下步冲压成为弹簧圈的内径的弧长；

第3步骤，最后将上述在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段未卷制的直线段的半成品腰鼓型弹簧进行抽芯，中间剩余的直线段部分用冲床冲压成直径最大的圈型后成为两端为锥形，中间部分最大，两端起变线径的腰鼓型弹簧；

第四流程：弹簧淬火和回火，对上述热卷制成的腰鼓型弹簧在淬火池中进行淬火表面处理，然后放入回火炉中进行回火，而成为所需的腰鼓型弹簧成品。

所述的加热炉对棒料加热时对每根棒料的各不同线径段采用不同的加热温度，对线径小的部分加热温度高，对线径大的部分加热温度低。

所述冲床的上冲模的形状采用带有凸弧的冲头，冲头凸弧的弧长与形状与所述剩余的直线段部分要卷制成的弹簧最大圈的内周完全贴合。

所述冲床的下冲模的形状采用带有凹槽的底座，底座凹槽的槽长与形状与所述剩余的直线段部分要卷制成的弹簧最大圈的外周完全贴合。

本发明的效果：

本发明的腰鼓型弹簧的卷制工艺卷简单、卷制质量高，卷制的腰鼓型弹簧的两端过渡圈都可以大于2.5，且线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变，弹簧产品的节距和形状稳定，提高了产品的质量。另外，使用本发明工艺制作的腰鼓型弹簧用于汽车后桥中，与以往的圆柱型弹簧相比，既兼顾了车辆的操控性，又可以提高后座乘客的舒适性，其次对减轻整车的重量以及增大汽车后备箱的有效空间也起到了不可忽略的作用。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1为本发明的腰鼓型弹簧的卷制工艺的流程示意图。

图2为采用本发明的工艺制成的腰鼓型弹簧的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图，对本发明的腰鼓型弹簧的卷制工艺的实施方式进行详细说明。

图1为本发明的腰鼓型弹簧的卷制工艺的流程示意图。

本发明的腰鼓型弹簧的热卷制成型加工工艺分成以下几个流程。

第一流程：棒料车削

将成捆的坯料通过车削的方式剥成多根从两端起变线径的棒料，即从两端起线径从小逐步变大，中间为最大的棒料，每根棒料是每根腰鼓型弹簧的坯料。

第二流程：棒料加热

用加热炉对上述经车削后线径不同的每根棒料进行加热处理，由于车削后的每根棒料本身的线径粗细不一，因此对每根棒料的各不同线径段必须采用不同的加热温度，这由于在后续的卷制过程中，通过一段时间的卷制后，导致料细的部分不能以足够高的温度进入淬火池淬火(后面将要说明的淬火工艺)，从而产生硬度不均的情况，为此，本实施例选用热卷中频炉或电阻炉加热，现有的热卷中频炉或电阻炉可以自动对一根棒料的不同的线径段进行不同温度的加热，对线径小的部分加热温度高，对线径大的部分加热温度低，以使一根棒料的不同的线径段在后道的卷制及淬火工序中能均匀卷制以及均匀淬火。

第三流程：热卷成腰鼓型弹簧

对上述经加热后的每根棒料通过三个步骤的热成型工艺进行加工：

第1步骤，先在第一台卷簧机上将被卷制的棒料从一端开始将整段棒料的一部分卷制数圈成半腰鼓型的弹簧，利用机械手进行抽芯。

第2步骤，用机械手把上述被卷制的该根棒料的另一端放到第二台卷簧机上将剩下的尚未卷制的棒料也卷制数圈成另一半腰鼓型的弹簧，此时，该根棒料的两头已分别按设计的卷制圈数形成半腰鼓型弹簧，在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段未卷制的直线段，该直线段的长度应该是下步冲压成为弹簧圈的内径的弧长，一般是指两头形成的半腰鼓型的弹簧中直径最大一圈弹簧圈的周长，该直线部分绕成的圈数和两端之前卷制两个半腰鼓型的的圈数之和应为弹簧的总圈数。

上述第一台卷簧机上卷制的棒料长度以及第二台卷簧机上卷制的棒料长度根据不同的需要而定，即两头形成的半腰鼓型的弹簧可以是对称的，也可以是不对称的。

上述第一台卷簧机以及第二台卷簧机可以是带有芯棒的数控卷簧机，也可以是靠模和芯棒相组合的卷簧机。例，上述第一台卷簧机采用的是带有芯棒的数控卷簧机，而第二台卷簧机采用靠模和芯棒相组合的卷簧机。也可以是第一台卷簧机采用靠模和芯棒相组合的卷簧机，而第二台卷簧机采用是带有芯棒的数控卷簧机。也可以两台卷簧机同时使用带有芯棒的数控卷簧机或同时使用靠模和芯棒相组合的卷簧机。

第3步骤，最后将上述在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段未卷制的直线段的半成品腰鼓型弹簧利用机械手进行抽芯，使半成品腰鼓型弹簧脱离第一台锥形卷簧机及第二台锥形卷簧机，中间剩余的直线段部分用冲床冲压成直径最大的圈型后成为如图2所示的弹簧圈是两端为锥形，中间部分最大，弹簧线径是两端起变线径(从小逐步变大)的腰鼓型弹簧。

上述三段成型为腰鼓型弹簧容易出现多处拐点，或者形成压痕，因此冲床的上下冲模的形状及长度很重要，冲床的上冲模采用带有凸弧的冲头，冲床的下冲模采用带有凹槽的底座。

冲头凸弧的弧长与形状与剩余的直线段部分应完全贴合，即冲头凸弧的弧长与形状与剩余的直线段部分要卷制成的弹簧最大圈的内周完全贴合，如果不完全贴合，会使弹簧的节距不均，甚至产生多处拐点，留下较深的压痕。同样，底座上的凹槽的槽长与形状与剩余的直线段部分应完全贴合，即底座凹槽的槽长与形状与剩余的直线段部分要卷制成的弹簧最大圈的外周完全贴合，如果不完全贴合，也会使弹簧的节距不均，甚至产生多处拐点，留下较深的压痕。

第四流程：弹簧淬火和回火

最后是根据不同的要求对上述热卷制成的腰鼓型弹簧在淬火池中进行淬火表面处理，然后放入回火炉中进行回火，而成为所需的腰鼓型弹簧成品。卷制的腰鼓型弹簧成品两端过渡圈都可以大于2.5(也可以小于2.5)，且线径、外径、刚度、节距都能改变。

本发明中为进一步改善弹簧成品硬度不均的问题，取消了卷制设备的延迟时间，有效提高了卷制速度，全过程从原先的60秒加快到现在的45秒，如果从第一流程中将成捆的坯料通过车削后的一根根弹簧坯料经过上述第二到第四流程是流水作业的话，平均每件占时只需30秒。

全程的数控加工，使得腰鼓型弹簧成品的节距和形状都趋于稳定。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (4)

1、一种腰鼓型弹簧的卷制工艺，是热卷制成型的加工工艺，其特征在于包括以下几个流程：

第一流程：棒料车削，将成捆的坯料通过车削的方式剥成多根从两端起变线径的棒料，即从两端起线径从小逐步变大的棒料；

第二流程：棒料加热，用加热炉对上述经车削后线径不同的每根棒料进行加热处理；

第三流程：热卷成腰鼓型弹簧，对上述经加热后的每根棒料通过下列三个步骤的热成型工艺进行加工：

第1步骤，先在第一台卷簧机上将被卷制的棒料从一端开始将整段

棒料的一部分卷制数圈成半腰鼓型的弹簧，利用机械手进行抽芯；

第2步骤，再用机械手把上述被卷制的该根棒料的另一端放到第二

台卷簧机上将另一端的棒料卷制数圈成另一半腰鼓型的弹簧，此时，棒

料两头已分别形成半腰鼓型弹簧，中间留置一段未卷制的直线段，该直

线段的长度是下步冲压成为弹簧圈的内径的弧长；

第3步骤，最后将上述在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段

未卷制的直线段的半成品腰鼓型弹簧进行抽芯，中间剩余的直线段部分

用冲床冲压成直径最大的圈型后成为两端为锥形，中间部分最大，两端

起变线径的腰鼓型弹簧；

第四流程：弹簧淬火和回火，对上述热卷制成的腰鼓型弹簧在淬火池中进行淬火表面处理，然后放入回火炉中进行回火，而成为所需的腰鼓型弹簧成品。

2、如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的卷制工艺，其特征在于：

所述的加热炉对棒料加热时对每根棒料的各不同线径段采用不同的加热温度，对线径小的部分加热温度高，对线径大的部分加热温度低。

3、如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的卷制工艺，其特征在于：

所述冲床的上冲模的形状采用带有凸弧的冲头，冲头凸弧的弧长与形状与所述剩余的直线段部分要卷制成的弹簧最大圈的内周完全贴合。

4、如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的卷制工艺，其特征在于：

所述冲床的下冲模的形状采用带有凹槽的底座，底座凹槽的槽长与形状与所述剩余的直线段部分要卷制成的弹簧最大圈的外周完全贴合。