CN110328252A - 高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺及弹簧的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺，包括如下工艺步骤：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过理线器拉直；拉直后的不锈钢丝由前道矫直轮牵引完成预减径的工序，然后经后道矫直轮矫直；对矫直后的不锈钢丝依次进行淬火、冷却及回火。本发明能够形成一种具有高强度、高弹力、耐高低温、使用寿命长、品质好的弹簧线；制成的弹簧线其弹力衰减周期长、抗腐蚀等特点，使用寿命可达三年以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺。
背景技术
压缩弹簧(压簧)是承受轴向压力的螺旋弹簧，弹簧一般分为等节距弹簧和变节距弹簧，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能。变节距的弹簧越来越普遍，不在是只是等节距弹簧，变节距弹簧能够在不同的环境下发挥出不同的作用。
压缩弹簧线属于非标产品，因此产品质量与生产企业息息相关，目前国内多数生产弹簧线的企业是根据客户要求来生产弹簧线，企业生产质量水平层次参差不齐，由生产材料提供货源的限制、企业成本控制、品控的不同，产品质量也会有所差异。
目前国内弹簧线生产的发展趋势是采用绿色环保化的涂装、降低生产成本、研究开发易成型的弹簧线，并提升弹簧的使用寿命是当前弹簧线开发的主要趋势。
公开号为CN106166570B的专利：亮面不锈钢弹簧线加工方法，包括以下步骤：涂层并烘干、冷抽工艺、退火工艺、拉丝工艺、细抽、水洗工艺、收线包装，其中涂层并烘干具体为，酸洗后的原料经过途层处理，控制温度为90℃,溶液浓度1.04g/ml，涂层成分为磷酸盐表面处理剂，经过涂层处理后的原料进行烘干，烘干温度控制为150℃，烘干时间为30分钟；细抽具体为将退火后的半成品直接进行七道次拉拔处理，前两道采用钙系润滑粉，第三道到第六道采用钙钠混合系润滑粉，末道进行水性润滑油，保证了线材的光洁，改善了线性与收线。其仍为先对丝线处理，最后再通过弹簧机制备成弹簧，将本处于放线机上的具备一定弯曲程度的丝线先矫直后再表面处理、热处理后再通过弹簧机弯曲制备而成；如果能够利用放线机其放线轮上本身丝线的弯曲，这样能够节省不少工序及加工制备的时间。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺，能够形成一种具有高强度、高弹力、耐高低温、使用寿命长、品质好的弹簧线；制成的弹簧线其弹力衰减周期长、抗腐蚀等特点，使用寿命可达三年以上。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过理线器拉直；
S2：拉直后的不锈钢丝由前道矫直轮牵引完成预减径的工序，然后经后道矫直轮矫直；
S3：对矫直后的不锈钢丝依次进行淬火、冷却及回火。冷却喷射机构为现有技术，可参照公开号为CN101260457B的专利：多功能钢丝感应加热热处理设备及方法中的喷射机构，不赘述；所述原材料还可以是碳素钢丝、锰钢钢丝、不锈钢线、琴钢线、磷铜线、镀镍线、镀锌线、碳钢线；本产品属于喷头弹簧，该弹簧线主要应用于化妆品、日用品的喷头中，设计使用寿命较长、抗腐蚀能力高，应用广泛。能够代替市场上使用寿命1-2年，容易出现弹簧弹力衰减的产品，增加商品弹簧部分的使用寿命，提升产品硬件质量。矫直工序主要由前道牵引，主要对钢材预减径以提高表面质量，通过甩丝筒的高速旋转以达到钢丝矫直的目的，钢丝出来后再通过后道矫直轮变形,稳定钢丝的直线度。淬火时加热到临界点温度，保温一段时间，用大于临界速度进行冷却，获得马氏体组织增加钢的强度、硬度和耐磨性。回火减少淬火的内应力，提高弹簧线的塑性和韧性。增加了冷却的性能，夏天45℃高温时冷却至25℃左右，提升弹簧线的机械性能。通过采用冷却塔、风冷、自动控温的冷却池改进弹簧线冷却性能。通过改进机台、增加回流系统模具冷却，加粗管子1-2分，以此增加弹簧线冷却能力。并且改变冷却水压：通过改造设备，增加水压水泵，压力由1KG增加至3KG，提升弹簧线的机械性能。通过设备改造，增加一种喷射机构，向弹簧线喷射冷却介质来达到快速冷却的效果，设置浸渍槽，使弹簧线料快速均匀冷却，达到从里到外淬透的目的。制成的弹簧线其主要技术指标如下：
抗拉强度σb(MPa)：淬火回火,≥590
条件屈服强度σ0.2(MPa)：淬火回火,≥390
伸长率δ5(％)：淬火回火,≥18
硬度：退火,≤200HB
热处理规范及金相组织：
热处理规范：1)淬火,900～950℃油冷；2)回火,600～700℃空冷。
金相组织：组织特征为马氏体型。
材质有：SUS201、202、301、303、321、304、304L、310、310S、316、316L、410、420、430、630等等
表面:亮面、雾面
规格：Ф0.18mm～Ф2mm
硬度：全软、1/4硬、半硬、3/4硬、全硬、特硬。
包装：纤维包装，轴包装，拔直包装。
进一步的技术方案是，在S3步骤中，所述冷却工序采用冷却塔或风冷或冷却喷射机构的方式。
本发明还提供的技术方案是，采用所述工艺制成的弹簧线加工弹簧的加工工艺，在S3步骤后，对回火后的不锈钢丝进行表面处理后送入弹簧机制成弹簧。
进一步的技术方案为，表面处理工序为热镀锌处理或电镀镍处理或电镀铬处理。
本发明还提供的技术方案是，采用高强度、高弹力喷头弹簧线加工弹簧的加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过U形承线台上的凹陷部分；
S2：伸出U形承线台上的凹陷部分的线头进入到弹簧机的弹簧成型机构，经弹簧机加工制成弹簧半成品；
S3：对S2步骤制成的弹簧半成品依次进行淬火、冷却及回火；
S4：对回火后的弹簧半成品进行表面处理。
采用本弹簧的加工工艺，可以利用放线机其放线轮处丝线本身的弯曲，考虑到以往都是先从放线机上放线矫直后、热处理、表面处理后才通过弹簧机卷绕成弹簧，其实如果可以利用放线轮处丝线本身的弯曲，既提高了弹簧机卷绕的速度，减少弹簧机的能耗，还利用了放线轮处的弯曲，使得进入弹簧机前的丝线具备一定的弯曲程度，而卷绕时又顺着这样的弯曲程度，提高了卷绕制成弹簧的速度，并且省去了矫直的工序，提高了生产效率，减少了设备数量，简化了工艺。工艺设计思路改变巧妙，起到的效果却意想不到。
本发明还提供的技术方案是，采用高强度、高弹力喷头弹簧线加工弹簧的加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过U形承线台上的凹陷部分；
S2：伸出U形承线台上的凹陷部分的线头进入到一对初成形轮其轮面的螺旋槽中随着初成形轮的转动形成弹簧半成品；
S3：对S2步骤制成的弹簧半成品进行转动收紧线径的再加工；
S4：对经S3步骤处理后的弹簧半成品依次进行淬火、冷却及回火；
S5：对回火后的弹簧半成品进行表面处理。
进一步的技术方案为，在S3步骤中，将弹簧半成品套设在限径棒外，并将弹簧半成品的端部线头接入驱动杆上，驱动杆垂直于弹簧旋转轴线设置，减速机其输出轴固定连接驱动杆且减速机其输出轴与弹簧旋转轴线同轴设置，减速机与驱动电机相连。还可以将电机、减速机固定设置在滑板上，滑板的滑动方向与弹簧的弹簧其导程方向一致，滑板由驱动机构驱动，驱动机构可以是齿轮齿条机构，由另一组电机、减速机驱动即可。这种方案也利用了放线轮处丝线本身的弯曲，不过此种方案还可以针对没有弹簧机的小型企业，通过简单的工装设置(电机、减速机及初成形轮等)就能实现弹簧的生产，并且由于利用了丝线本身的弯曲，再配合限径棒的设置能够制成符合要求的弹簧，还可以在S3步骤与S4步骤之间增加一道工序，具体为将弹簧半成品穿入限径管中，在穿入的过程中将弹簧半成品的端部线头固定连接在转动杆上，转动杆由电机驱动，这样避免在S3步骤后弹簧半成品由于弹性而线径扩大。
本发明的优点和有益效果在于：能够形成一种具有高强度、高弹力、耐高低温、使用寿命长、品质好的弹簧线；制成的弹簧线其弹力衰减周期长、抗腐蚀等特点，使用寿命可达三年以上。本产品属于喷头弹簧，该弹簧线主要应用于化妆品、日用品的喷头中，设计使用寿命较长、抗腐蚀能力高，应用广泛。能够代替市场上使用寿命1-2年，容易出现弹簧弹力衰减的产品，增加商品弹簧部分的使用寿命，提升产品硬件质量。通过设备改造，增加一种喷射机构，向弹簧线喷射冷却介质来达到快速冷却的效果，设置浸渍槽，使弹簧线料快速均匀冷却，达到从里到外淬透的目的。采用本弹簧的加工工艺，可以利用放线机其放线轮处丝线本身的弯曲，考虑到以往都是先从放线机上放线矫直后、热处理、表面处理后才通过弹簧机卷绕成弹簧，其实如果可以利用放线轮处丝线本身的弯曲，既提高了弹簧机卷绕的速度，减少弹簧机的能耗，还利用了放线轮处的弯曲，使得进入弹簧机前的丝线具备一定的弯曲程度，而卷绕时又顺着这样的弯曲程度，提高了卷绕制成弹簧的速度，并且省去了矫直的工序，提高了生产效率，减少了设备数量，简化了工艺。工艺设计思路改变巧妙，起到的效果却意想不到。
附图说明
图1是本发明涉及的弹簧机的工作原理图；
图2本发明一种高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺实施例一的示意图；
图3是本发明实施例二的示意图；
图4是图2中承线台部分的立体示意图；
图5是本发明实施例三的示意图；
图6是图5中初成形轮的俯视图；
图7是图5中限径棒部分的俯视图。
图中：1、放线机；2、不锈钢丝；3、前道矫直轮；4、后道矫直轮；5、弹簧机；6、承线台；7、初成形轮；8、限径棒；9、驱动杆；10、减速机；11、驱动电机；12、滚轮；13、上圈径杆；14、下圈径杆；15、节距杆；16、节距杆；17、芯轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图2所示，本发明是一种高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝2通过放线机1放线，放出的线通过理线器拉直；
S2：拉直后的不锈钢丝2由前道矫直轮3牵引完成预减径的工序，然后经后道矫直轮4矫直；
S3：对矫直后的不锈钢丝2依次进行淬火、冷却及回火。在S3步骤中，所述冷却工序采用冷却塔或风冷或冷却喷射机构的方式。
采用所述工艺制成的弹簧线加工弹簧的加工工艺，在S3步骤后，对回火后的不锈钢丝2进行表面处理后送入弹簧机5制成弹簧。所述表面处理工序为热镀锌处理或电镀镍处理或电镀铬处理。
实施例二：
与实施例一的不同在于，如图3、图4所示，采用高强度、高弹力喷头弹簧线加工弹簧的加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝2通过放线机1放线，放出的线通过U形承线台6上的凹陷部分；
S2：伸出U形承线台6上的凹陷部分的线头进入到弹簧机5的弹簧成型机构，经弹簧机5加工制成弹簧半成品；
S3：对S2步骤制成的弹簧半成品依次进行淬火、冷却及回火；
S4：对回火后的弹簧半成品进行表面处理。(在本方案中，由于利用放线轮处丝线本身的弯曲，所以在弹簧机其压轮处可以减少压轮的压力，并可以仅设置一对压轮以保持放线轮处放出的丝线的弯曲程度，还可以对压轮进行改进，在压轮其侧面也即曲面上设置线槽，使得压轮不是压住丝线，仅为使得丝线通过并防止其脱离一对压轮之间的线槽)；在S1步骤中，通过人工将放线机其放线轮上卷绕线的线头拉至承线台上的凹陷后，可以通过驱动电机及减速机驱动放线轮转动，完成放线轮的放线，位置上承线台可以比放线轮低一些，便于放出的丝线正好搭在承线台上的凹陷，然后再将线头直接接入弹簧机内完成弹簧的加工。
实施例三：
与实施例一的不同在于，如图5至图7所示，采用高强度、高弹力喷头弹簧线加工弹簧的加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝2通过放线机1放线，放出的线通过U形承线台6上的凹陷部分；
S2：伸出U形承线台6上的凹陷部分的线头进入到一对初成形轮7其轮面的螺旋槽中随着初成形轮7的转动形成弹簧半成品；
S3：对S2步骤制成的弹簧半成品进行转动收紧线径的再加工；
S4：对经S3步骤处理后的弹簧半成品依次进行淬火、冷却及回火；
S5：对回火后的弹簧半成品进行表面处理。在S3步骤中，将弹簧半成品套设在限径棒8外，并将弹簧半成品的端部线头接入驱动杆9上，驱动杆9垂直于弹簧旋转轴线设置，减速机10其输出轴固定连接驱动杆9且减速机10其输出轴与弹簧旋转轴线同轴设置，减速机10与驱动电机11相连。(在本方案中，由于利用放线轮处丝线本身的弯曲，所以在弹簧机其压轮处可以减少压轮的压力，并可以仅设置一对压轮以保持放线轮处放出的丝线的弯曲程度，还可以对压轮进行改进，在压轮其侧面也即曲面上设置线槽，使得压轮不是压住丝线，仅为使得丝线通过并防止其脱离一对压轮之间的线槽)。
本发明中所涉及的弹簧机的工作原理如图1所示，利用一对或几对滚轮12压住不锈钢丝2并进行旋转，推动钢丝向前运动，并依靠上圈径杆13、下圈径杆14(上圈径杆、下圈径杆即曲线规)的限位及导向作用使钢丝成形。钢丝在上、下圈径杆的各自滑槽中不断向前移动，通过控制上、下圈径杆的位置，就可控制弹簧圈径的大小。节距杆15为垂直纸面的运动，其作用是使卷绕的钢丝形成螺纹升角；通过控制和调整节距杆15的位置，就可控制弹簧节距的大小。当卷绕完毕后，利用切刀16将钢丝切断；其中芯轴17则作为切刀切钢丝时的一个支承。弹簧机通过送线滚轮，上、下圈径杆，节距杆和切刀等组合运动，可卷绕可变圈径、变节距等各种形状的圆柱形压簧。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过理线器拉直；
S2：拉直后的不锈钢丝由前道矫直轮牵引完成预减径的工序，然后经后道矫直轮矫直；
S3：对矫直后的不锈钢丝依次进行淬火、冷却及回火。
2.根据权利要求1所述的高强度、高弹力喷头弹簧线的加工工艺，其特征在于，在所述S3步骤中，所述冷却工序采用冷却塔或风冷或冷却喷射机构的方式。
3.采用如权利要求1所述工艺制成的弹簧线加工弹簧的加工工艺，其特征在于，在所述S3步骤后，对回火后的不锈钢丝进行表面处理后送入弹簧机制成弹簧。
4.根据权利要求3所述的弹簧加工工艺，其特征在于，所述表面处理工序为热镀锌处理或电镀镍处理或电镀铬处理。
5.采用高强度、高弹力喷头弹簧线加工弹簧的加工工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过U形承线台上的凹陷部分；
S2：伸出U形承线台上的凹陷部分的线头进入到弹簧机的弹簧成型机构，经弹簧机加工制成弹簧半成品；
S3：对S2步骤制成的弹簧半成品依次进行淬火、冷却及回火；
S4：对回火后的弹簧半成品进行表面处理。
6.采用高强度、高弹力喷头弹簧线加工弹簧的加工工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
S1：将原材料不锈钢丝通过放线机放线，放出的线通过U形承线台上的凹陷部分；
S2：伸出U形承线台上的凹陷部分的线头进入到一对初成形轮其轮面的螺旋槽中随着初成形轮的转动形成弹簧半成品；
S3：对S2步骤制成的弹簧半成品进行转动收紧线径的再加工；
S4：对经S3步骤处理后的弹簧半成品依次进行淬火、冷却及回火；
S5：对回火后的弹簧半成品进行表面处理。
7.根据权利要求6所述的弹簧加工工艺，其特征在于，在所述S3步骤中，将弹簧半成品套设在限径棒外，并将弹簧半成品的端部线头接入驱动杆上，驱动杆垂直于弹簧旋转轴线设置，减速机其输出轴固定连接驱动杆且减速机其输出轴与弹簧旋转轴线同轴设置，减速机与驱动电机相连。
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