CN111974878B - 一种导向臂侧弯成型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导向臂侧弯成型的方法，涉及空气悬架导向臂制造领域，包括步进式加热炉、定位装置、侧弯曲机、液压成型机和淬火油槽，可实现批量的生产；并且本发明利用淬火加热一次完成多向成型，减少加热脱碳，质量稳定，加工效率高，降低能耗，生产成本低，自动化程度高，具有良好的综合经济效益，便于推广。

Description

一种导向臂侧弯成型的方法

技术领域

本发明涉及空气悬架导向臂制造领域，具体为一种导向臂侧弯成型的方法。

背景技术

空气悬架是商用车的一个重要部件，空气悬架以空气弹簧为弹性元件，具有负载能力可调、刚度随负载变化、固有频率较低等优点；导向臂在空气悬架中起承载和导向作用，导向臂按结构形式可分为“L、Z、S”三类，一般采用51CrMoV4等高强度弹簧钢，经过下料、加热、轧制、端部成型、钻孔、淬回火、喷丸、单片电泳、压套、装配、包装等工艺加工完成。

由于导向臂的结构复杂，重量大且工序多，传统的钢板弹簧的生产方式和设备，在导向臂生产时因轧制和成型要经过多次加热、分段热压成型，表面脱碳严重，尺寸波动大、合格率低，动能消耗大，另外由于多为单机作业，手工上下料，劳动强度大，人工成本高，现有生产工艺和设备不能满足导向臂的大批量、专业化、高质高效的需求，降低了企业的经济效益。

发明内容

本发明提供了对导向臂进行加工的新方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明提出的技术方案如下：

一种导向臂侧弯成型的方法，包括以下步骤：

(1)将导向臂放入步进式淬火加热炉中，升温至920℃～950℃后，导向臂自动出料；

(2)第一机械手抓取出料后的导向臂放置于定位装置上，定位装置对导向臂进行中心孔定位；

(3)第一机械手抓取在定位装置上完成定位后的导向臂水平放置于侧弯曲机上，保证导向臂上的中部被设在侧弯曲机上的夹紧装置夹紧且导向臂中心孔满足工艺要求；

(4)侧弯曲机上设置有旋转工作台，旋转工作台上设置有折弯装置，折弯装置伸出与导向臂上需要被弯曲的部分接触；旋转工作台以3.5°/s的速度转动，带动折弯装置使导向臂弯曲，导向臂弯曲到预设角度后旋转工作台停止转动并保持3s,然后折弯装置缩回，夹紧装置(31)松开，导向臂弯曲成型；

(5)第二机械手搬运弯曲成型后的导向臂至液压成型机上完成压弧，并保持压弧时间5s，导向臂压弧成型。

(6)第二机械手将压弧成型后的导向臂抓取至淬火油槽中的升降机构上；升降机构下降带着导向臂沉入到淬火油槽中冷却，完成淬火后导向臂出淬火油槽；导向臂入淬火油槽温度为800℃～820℃，淬火油温度控制在40℃～60℃。

采用本方案所达到的有益效果为：

1.利用导向臂在淬火加热后的余热，实现连续成型加工，减少了导向臂在加工过程中的脱碳和动能消耗。

2.在加工前利用定位装置实现一次定位，与设计精准重合，提高了后续加工尺寸精度，相比于传统的重复定位，减少了工序辅助时间。

3.通过自动化连线，提高了生产效率，降低了劳动强度，具有良好的综合经济效益，便于推广。

进一步的，所述定位装置包括伺服定位机构、气动定位机构和导槽，第一机械手将导向臂放置于导槽内，气动定位机构伸出将导向臂在导槽上初定位；伺服定位机构中的伺服推杆伸出推动导向臂，第一机械手的抓手上设置有定位锥销，伺服推杆推动导向臂使导向臂在导槽内滑动时，定位锥销紧靠在导向臂的上表面；伺服推杆推动导向臂至定位锥销进入到导向臂的中心孔后，伺服推杆回缩，中心孔定位完成。

通过利用定位锥销与导向臂中心孔配合进行精准定位，保证了定位装置对导向臂的定位精度，并且在这一次定位后，在导向臂的后续成型过程中无需再次定位，减少辅助时间。

进一步的，所述夹紧装置包括固定的夹紧块和可伸缩的夹紧头，所述夹紧头伸出实现对导向臂中部的夹紧。

进一步的，所述侧弯曲机上固定设有仿形模；折弯装置包括折弯轮和折弯油缸；所述折弯油缸驱动所述折弯轮伸出与导向臂需要弯曲的部位接触，所述旋转工作台转动时折弯轮作用在导向臂上，使所述导向臂沿着仿形模的结构弯曲。

利用仿形模对导向臂的弯曲进行引导，促使导向臂一次成型和导向臂弯曲面的平整性。

进一步的，所述折弯轮的上平面设有限位块；折弯轮成型导向臂时，所述限位块限定导向臂的上平面。

利用限位块对导向臂的上平面进行限定，达到提高弯曲精度的目的，同时促使导向臂弯曲部分上平面的平面度处于±0.5mm之间，取消了传统的在弯曲后需要对上平面进行校正拍平，才能使上平面的平面度达到规定范围的操作。

附图说明

图1为本发明中采用的各个装置布置图。

图2为导向臂放置在侧弯曲机上的示意图。

图3为导向臂上料状态示意图。

图4为导向臂被夹紧的状态示意图。

图5为折弯轮侧弯曲导向臂的结构示意图。

图6为夹紧装置与折弯装置对导向臂的松夹结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本实施例提供了对于导向臂侧弯加工成型的方法，参见图1-图2，其中运用到的加工设备包括步进式淬火加热炉10、定位装置20、侧弯曲机30、液压成型机40和淬火油槽50，而将导向臂分别放置在各个加工设备上是通过机械手完成的，具体的加工包括以下步骤：

第一步：在步进式淬火加热炉10中放入导向臂，导向臂处于步进式淬火加热炉10中后将会逐渐升温，当导向臂的的温度升温至920℃～950℃后，导向臂自动出料。

需要说明的是，现有常规的导向臂的出料温度为900℃左右，而在本实施例中，导向臂的出料温度设定在920℃～950℃之间，其主要目的在于避免导向臂在加工过程中降温过快，来保证导向臂入淬火油槽50时温度的稳定性。

第二步：第一机械手100抓取出料后的导向臂放置于定位装置20上，定位装置20对导向臂进行中心孔定位和宽度定位。

因为导向臂在经过步进式淬火加热炉10的升温出料后，第一机械手100无法准确的抓取到导向臂的固定位置，即无法实现每次抓取的位置都是在导向臂的同一位置；因此，在本发明的具体实施例中，在步进式淬火加热炉10后设置定位装置20，第一机械手100抓取导向臂到定位装置20上进行精确定位，以便于后续工位的加工。

在本实施例中，定位装置20包括伺服定位机构，利用伺服定位机构对导向臂进行移动控制，促使定位装置20对导向臂的精准定位。

具体的，所述定位装置20包括伺服定位机构、气动定位机构和导槽，第一机械手100将导向臂放置于导槽内，气动定位机构伸出将导向臂在导槽上初定位；伺服定位机构中的伺服推杆伸出推动导向臂，第一机械手的抓手上设置有定位锥销，伺服推杆推动导向臂使导向臂在导槽内滑动时，定位锥销紧靠在导向臂的上表面；伺服推杆推动导向臂至定位锥销进入到导向臂的中心孔后，伺服推杆回缩，中心孔定位完成。

在加工前利用第一机械手100的抓手和定位装置20配合实现对导向臂的一次性定位，使得中心孔的定位精度达到±0.3mm，对宽度的定位精度达到±0.5mm，与设计精准重合，提高了后续加工尺寸精度；并且在此处定位也就实现了全部定位，即后续的加工中都不再需要做相关的精度定位，相比于传统的重复定位，减少了工序辅助时间。

第三步：第一机械手100抓取在定位装置20上完成定位后的导向臂水平放置于侧弯曲机30上，保证导向臂上的中部被设在侧弯曲机30上的夹紧装置31夹紧。

其中，夹紧装置31包括固定的夹紧块311和可伸缩的夹紧头312，所述夹紧头312伸出实现对导向臂中部的夹紧。

这里的对导向臂的中部进行夹紧，是指导向臂中心孔的位置处进行夹紧，这是因为导向臂中心孔处位置的尺寸精度较高；夹紧装置31夹紧此处位置，可以保证夹紧的稳定性。

优选的，导向臂上用来安装空气弹簧的安装孔也在热处理前加工，这样在热处理前对安装孔进行加工处理，相比于在热处理后再进行加工，能够有效的降低加工难度和避免刀具的过度消耗。

第四步：导向臂需要在侧弯曲机30上进行折弯成型，参见图3-图6，具体的，侧弯曲机30上设置有旋转工作台，旋转工作台上设置有折弯装置，折弯装置伸出与导向臂上需要被弯曲的部分接触；旋转工作台以3.5°/s的速度转动，带动折弯装置使导向臂弯曲，导向臂弯曲到预设角度后旋转工作台停止转动并保持3s,然后折弯装置缩回，夹紧装置31上的夹紧头312松开，导向臂弯曲成型。

在本实施例中，在侧弯曲机30上固定设有仿形模32；折弯装置包括折弯轮33和折弯油缸；折弯装置成型导向臂实质上是折弯装置上的折弯轮33对导向臂进行折弯使其弯曲；具体的，在夹紧装置31的夹紧头312对导向臂进行夹紧后，所述折弯油缸驱动所述折弯轮33伸出与导向臂需要弯曲的部位接触，所述旋转工作台转动时折弯轮33作用在导向臂上，使所述导向臂沿着仿形模32的结构弯曲，弯曲成型后保压3s，折弯轮收回，夹紧头312回退。

优选的，所述折弯轮33的上平面设有限位块；折弯轮33折弯导向臂时，所述限位块限定导向臂的上平面，通过设置限位块的方式既提高了弯曲尺寸精度，也保证成型部分的平面度不大于±0.5mm，取消了传统的在自由弯曲后的需要再次进行校正平面度的工序。

第五步：在导向臂弯曲成后，由第二机械手200将导向臂搬运放置到液压成型机40上进行压弧操作；具体的第二机械手200抓取导向臂将其放置在液压成型机40内的固定夹上，该固定夹夹紧紧导向臂的中部位置后，液压成型机40上的左成型缸与右成型缸下行，带动与左右成型缸固定连接的上夹头压紧导向臂，保压5s后，固定夹和左右成型缸上行，导向臂压弧成型。

第六步：第二机械手200将压弧成型后的导向臂抓取至淬火油槽50中的升降机构上，升降机构下降带着导向臂沉入到淬火油槽50中，冷却完成淬火，导向臂成型出料，导向臂入淬火油槽温度为800℃～820℃，淬火油温度控制在40℃～60℃。

需要注意的是，这里所述的800℃～820℃的导向臂的温度是指：导向臂从920℃～950℃降温到800℃～820℃，导向臂在经过步进式淬火加热炉10的加热后，出料进行加工，在加工过程中温度逐渐的下降，在导向臂的温度处于800℃～820℃范围时，必须将其加工完成并投入到淬火油槽50中，以保证淬火工序的正常进行；所以，在本实施例中，因为采用本方案加工的导向臂的截面厚度处于35mm左右，从步进式淬火加热炉10出炉至淬火油槽入油，导向臂在空气中暴露时间不超过50s。

本发明利用导向臂在淬火加热后的余热，实现连续成型加工，减少了导向臂在加工过程中的脱碳和动能消耗，并且通过自动化连线，提高了生产效率，降低了劳动强度，具有良好的综合经济效益，便于推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种导向臂侧弯成型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将导向臂放入步进式淬火加热炉（10）中，升温至920℃～950℃后，导向臂自动出料；

（b）第一机械手（100）抓取出料后的导向臂放置于定位装置（20）上，所述定位装置（20）包括伺服定位机构、气动定位机构和导槽，第一机械手（100）将导向臂放置于导槽内，气动定位机构伸出将导向臂在导槽上初定位；伺服定位机构中的伺服推杆伸出推动导向臂，第一机械手（100）的抓手上设置有定位锥销，伺服推杆推动导向臂使导向臂在导槽内滑动时，定位锥销紧靠在导向臂的上表面；伺服推杆推动导向臂至定位锥销进入到导向臂的中心孔后，伺服推杆回缩，中心孔定位和宽度定位完成；

（c）第一机械手（100）抓取在定位装置（20）上完成定位后的导向臂水平放置于侧弯曲机（30）上，保证导向臂上的中部被设在侧弯曲机（30）上的夹紧装置（31）夹紧且导向臂中心孔满足工艺要求；

（d）侧弯曲机（30）上设置有旋转工作台，旋转工作台上设置有折弯装置，折弯装置伸出与导向臂上需要被弯曲的部分接触；旋转工作台以3.5°/s的速度转动，带动折弯装置使导向臂弯曲，导向臂弯曲到预设角度后旋转工作台停止转动并保持3s,然后折弯装置缩回，夹紧装置（31）松开，导向臂弯曲成型；

（e）第二机械手（200）搬运弯曲成型后的导向臂至液压成型机（40）上完成压弧，并保持压弧时间5s，导向臂压弧成型；

第二机械手（200）将压弧成型后的导向臂抓取至淬火油槽（50）中的升降机构上；升降机构下降带着导向臂沉入到淬火油槽（50）中冷却，完成淬火后导向臂出淬火油槽（50）；导向臂入淬火油槽（50）温度为800℃～820℃，淬火油温度控制在40℃～60℃。

2.根据权利要求1所述的一种导向臂侧弯成型的方法，其特征在于，所述夹紧装置（31）包括固定的夹紧块（311）和可伸缩的夹紧头（312），所述夹紧头（312）伸出实现对导向臂中部的夹紧。

3.根据权利要求1所述的一种导向臂侧弯成型的方法，其特征在于，所述侧弯曲机（30）上固定设有仿形模（32）；折弯装置包括折弯轮（33）和折弯油缸；所述折弯油缸驱动所述折弯轮（33）伸出与导向臂需要弯曲的部位接触，所述旋转工作台转动时折弯轮（33）作用在导向臂上，使所述导向臂沿着仿形模（32）的结构弯曲。

4.根据权利要求3所述的一种导向臂侧弯成型的方法，其特征在于，所述折弯轮（33）的上平面设有限位块；折弯轮（33）折弯导向臂时，所述限位块限定导向臂的上平面。

5.根据权利要求1所述的一种导向臂侧弯成型的方法，其特征在于，所述导向臂的中心孔和安装孔在导向臂进入步进式淬火加热炉（10）之前已加工完成。

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