CN112439852B - 弹簧热压方法 - Google Patents

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Abstract

一种弹簧热压方法，包括以下步骤：将加热后的弹簧放置在热压机的定位座上；控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至指定高度H0；测力传感器检测弹簧压缩至指定高度H0时的载荷大小，并将检测结果发送给控制器；控制热压机的压头上行，使弹簧恢复至不受压的状态；控制器计算弹簧的实际压并高度H2:H2=H1－(F1－F0)/K，H1为预设的弹簧的理论压并高度，F0为预设的弹簧在指定高度H0时的理论载荷，F1为弹簧压缩至指定高度H0时的实际载荷，K为弹簧的刚度；控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至实际压并高度H2。本发明能够保证同种型号的多个弹簧在热压定形后的弹簧载荷保持一致。

Description

弹簧热压方法
技术领域
本发明涉及弹簧的制造技术，尤其涉及弹簧的热压工艺。
背景技术
汽车悬架弹簧是轿车底盘减震系统中的重要功能性零件，其主要作用是吸收振动保证乘员的舒适性。为了提高悬架弹簧的疲劳寿命，在制造悬架弹簧的过程中通常要对弹簧进行热压。弹簧热压是指将加热后的弹簧压缩至弹簧材料表层产生有益的与工作压力反向的残余应力，能够起到提高弹簧的承载能力和疲劳寿命的作用。
目前针对弹簧的热压处理都是用热压机将加热后的弹簧一次性地压缩到压并高度，然而，对于同种型号的多个弹簧而言，虽然其设计尺寸、所采用的材料和制造工艺都相同，但各个弹簧在热压前的初始高度仍会存在着一定的差异，在热压时将所有的弹簧都压缩到同一压并高度，必然导致热压定形后的各弹簧的载荷有所不同。对于悬架弹簧而言，由于是成对使用的，两侧悬架弹簧的载荷不同容易造成车身的倾斜，进而影响用户的驾乘体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种弹簧热压方法，其能保证同种型号的多个弹簧在热压定形后的弹簧载荷保持一致。
本发明实施例提供了一种弹簧热压方法，包括以下步骤：
将加热后的弹簧放置在热压机的定位座上；
控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至指定高度H0；
测力传感器检测弹簧压缩至指定高度H0时的载荷大小，并将检测结果发送给控制器；
控制热压机的压头上行，使弹簧恢复至不受压的状态；
控制器计算弹簧的实际压并高度H2:H2=H1－(F1－F0)/K，H1为预设的弹簧的理论压并高度，F0为预设的弹簧在指定高度H0时的理论载荷，F1为弹簧压缩至指定高度H0时的实际载荷，K为弹簧的刚度；
控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至实际压并高度H2。
上述的弹簧热压方法，其中，该弹簧热压方法包括在将弹簧放置在热压机的定位座上之前的认向定位步骤和输送步骤，认向定位步骤用于将加热后的弹簧调整至预定姿态，输送步骤用于将调整至预定姿态的弹簧放置在热压机的定位座上。
本发明至少具有以下优点和特点：
1、本实施例在对弹簧压并之前对弹簧的载荷能力进行测试，并根据测试结果计算出弹簧压并高度的补偿量，对弹簧的理论压并高度进行补偿，按照补偿后的实际压并高度对弹簧进行热压定形，从而保证了同种型号的多个弹簧在热压定形后的弹簧载荷的一致性；
2、本实施例在将弹簧放置在热压机的定位座上之前还对弹簧进行了认向定位，使不同的弹簧以相同的姿态被放置在热压机的定位座上，保证了对不同弹簧的载荷测试结果的一致性，进而能进一步提高同种型号的多个弹簧在热压定形后的弹簧载荷的一致性。
附图说明
图1示出了根据本发明一实施例的弹簧热压方法的流程示意图。
图2示出了弹簧放置在热压机定位座上的示意图。
图3示出了根据本发明一实施例的热压机定位座的剖面示意图。
图4示出了根据本发明一实施例的第一认向定位座和第二认向定位座的布置示意图。
图5示出了图4中的第二认向定位座的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
请参阅1至图3。根据本发明一实施例的弹簧热压方法，包括以下步骤：
将加热后的弹簧9放置在热压机的定位座8上；图2中示出了热压机的定位座8和放置在定位座8上的弹簧9，弹簧9未被压缩时的高度为初始高度H9；
控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至指定高度H0，指定高度H0小于初始高度H9，大于压并高度；
测力传感器检测弹簧压缩至指定高度H0时的载荷大小，并将检测结果发送给控制器；在本实施例中，测力传感器（图中未示出）安装在定位座8的背面，控制器为热压机的控制器，该控制器为单片机；
控制热压机的压头上行，使压头离开弹簧9，弹簧9恢复至不受压的状态；
控制器计算弹簧的实际压并高度H2:H2=H1－(F1－F0)/K，H1为预设的弹簧的理论压并高度，F0为预设的弹簧在指定高度H0时的理论载荷，F1为弹簧压缩至指定高度H0时的实际载荷，K为弹簧的刚度；
控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至实际压并高度H2。
需要说明的是，前述的“压头上行”和“压头下行”不限于是指压头向上移动以及压头向下移动，“压头上行”是指压头向远离定位座8的方向移动，“压头下行”是指压头向靠近定位座8的方向移动。图2中的定位座8是竖直放置的，压头与定位座8彼此相对设置，在其它实施例中，热压机的压头和定位座彼此相对地水平设置。
本实施例在对弹簧压并之前对弹簧的载荷能力进行测试，并根据测试结果计算出弹簧压并高度的补偿量，对弹簧的理论压并高度进行补偿，按照补偿后的实际压并高度对弹簧进行热压定形，从而保证了同种型号的多个弹簧在热压定形后的弹簧载荷的一致性。
进一步地，本实施例的弹簧热压方法还包括在将弹簧9放置在热压机的定位座8上之前的认向定位步骤和输送步骤，认向定位步骤用于将加热后的弹簧8调整至预定姿态，输送步骤用于将调整至预定姿态的弹簧9放置在热压机的定位座8上。
请结合图4和图5所示。认向定位的步骤包括：
将加热后的弹簧9的一端套设于第一认向定位座71上；
驱动第二认向定位座72靠近第一认向定位座71，使弹簧9的另一端套入第二认向定位座72；其中，第二认向定位座72与第一认向定位座71彼此相对设置，每一认向定位座包括底板7a、供弹簧套入的定位柱7b以及用于阻止弹簧转动的干涉部7c，定位柱7b的底端和干涉部7c的底端分别与底板7a相连，干涉部7c的一侧与定位柱7b的侧面相连；
驱动第二认向定位座72旋转，直至弹簧9的两个端圈的端部分别抵住第一认向定位座71的干涉部和第二认向定位座72的干涉部，完成认向定位。
输送步骤包括：
通过机械手（图中未示出）夹持住已调整至预定姿态的弹簧9；
驱动第二认向定位座72和第一认向定位座71彼此远离，直至第二认向定位座72和第一认向定位座71脱离弹簧9；
控制机械手运动，将弹簧9放置在热压机的定位座8上。
通过在将弹簧放置在热压机的定位座上之前对弹簧进行认向定位，使不同的弹簧能以相同的姿态被放置在热压机的定位座上，保证了对不同弹簧的载荷测试结果的一致性，进而能进一步提高同种型号的多个弹簧在热压定形后的弹簧载荷的一致性。
在图4的示例中，第二认向定位座72与第一认向定位座71彼此相对地水平设置。第二认向定位座72与第一认向定位座71也可以彼此相对地竖直设置。本实施例的认向定位座能够满足圆柱型、S型、弧线型等各类弹簧的认向定位。
在一个具体的应用实例中，前述的弹簧9为汽车的悬架弹簧，加热后的弹簧的温度为250℃～ 300℃。假定某一根悬架弹簧的初始高度H9为350mm，测力传感器检测弹簧压缩至指定高度200mm时的载荷大小F1为4500N，悬架弹簧在指定高度H0时的理论载荷F0为4400N（悬架弹簧在指定高度H0时的理论载荷F0与悬架弹簧在理论压并高度H1时的理论载荷成线性关系）。由于测试出的实际载荷F1大于理论载荷F0，说明该弹簧的载荷偏大，需要在压并时多压一些，以保证压并定形后的弹簧的载荷接近于理论载荷。假设弹簧的理论压并高度H1为100mm，弹簧的刚度K为25N/mm；那么该弹簧的实际压并高度H2=H1－(F1－F0)/K=96mm，在压并时，控制热压机的压头将悬架弹簧压缩至实际压并高度96mm。
显然，本领域的技术人员可以对本发明 进行各种改动和变型而不脱离本发明 的精神和范围。这样，倘若本发明 的这些修改和变型属于本发明 权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明 也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种弹簧热压方法，其特征在于，包括以下步骤：
将加热后的弹簧放置在热压机的定位座上；
控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至指定高度H0；
测力传感器检测弹簧压缩至指定高度H0时的载荷大小，并将检测结果发送给控制器；
控制热压机的压头上行，使弹簧恢复至不受压的状态；
控制器计算弹簧的实际压并高度H2:H2=H1－(F1－F0)/K，H1为预设的弹簧的理论压并高度，F0为预设的弹簧在指定高度H0时的理论载荷，F1为弹簧压缩至指定高度H0时的实际载荷，K为弹簧的刚度；
控制热压机的压头下行，将弹簧压缩至实际压并高度H2。
2.根据权利要求1所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述的弹簧热压方法包括在将弹簧放置在热压机的定位座上之前的认向定位步骤和输送步骤，所述认向定位步骤用于将加热后的弹簧调整至预定姿态，所述输送步骤用于将调整至预定姿态的弹簧放置在热压机的定位座上。
3.根据权利要求2所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述的认向定位的步骤包括：
将加热后的弹簧的一端套设于第一认向定位座上；
驱动第二认向定位座靠近第一认向定位座，使所述弹簧的另一端套入所述第二认向定位座；其中，所述第二认向定位座与所述第一认向定位座彼此相对设置，每一认向定位座包括底板、供弹簧套入的定位柱以及用于阻止弹簧转动的干涉部，所述定位柱的底端和所述干涉部的底端分别与所述底板相连，所述干涉部的一侧与所述定位柱的侧面相连；
驱动所述第二认向定位座旋转，直至弹簧的两个端圈的端部分别抵住第一认向定位座的干涉部和第二认向定位座的干涉部。
4.根据权利要求3所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述的输送步骤包括：
通过机械手夹持住已调整至预定姿态的弹簧；
驱动第二认向定位座和第一认向定位座彼此远离，直至第二认向定位座和第一认向定位座脱离所述弹簧；
控制机械手运动，将所述弹簧放置在热压机的定位座上。
5.根据权利要求3所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述第二认向定位座与所述第一认向定位座彼此相对地水平设置。
6.根据权利要求1或5所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述热压机的压头和定位座彼此相对地水平设置。
7.根据权利要求1所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述弹簧为悬架弹簧。
8.根据权利要求7所述的弹簧热压方法，其特征在于，所述加热后的弹簧的温度为250℃～ 300℃。
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