CN113385903A - 一种用棒料加工弹簧片的方法及加工装置 - Google Patents

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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/18—Leaf springs

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Abstract

本发明公开了一种用棒料加工弹簧片的方法及加工装置，包括如下依次进行的步骤：胚料外形加工、定位装夹、成型加工、弯曲加工，所述定位装夹步骤为使用加工装置来对胚料进行限制定位装夹，来完成对第一弯曲部沿着平面部的径向两侧进行位置限制；使用加工装置来对胚料进行限制定位装夹，来完成对第一弯曲部沿着平面部的径向两侧进行位置限制，解决加工后发生变形的问题，使得第一处倒角的弯曲度合格。

Description

一种用棒料加工弹簧片的方法及加工装置
技术领域
本发明涉及一种用棒料加工弹簧片的方法及加工装置，属于弹簧片的加工技术领域。
背景技术
本申请的弹簧片是近年新型的一种激光焊接螺栓组件的分件之一，主要是装配在发动机转子上，起连接、紧固作用，弹簧片弯曲部分与壳体沟槽相配合，进一步增强连接强度，提高了连接的可靠性；产品在装备工作中，要承受高温和振动的影响，弹簧片如果发生变形，从壳体沟槽中脱落出来或发生断裂；不仅对装备本身产生巨大的破坏隐患，也会严重威胁人身安全。
常见的弹簧片，为保证能够承受高温作用，通常选用高温合金板材通过冲压、弯曲等成形方式加工而成，弹簧片因具有良好的强度、弹性特点，被越来越广泛的使用，单台发动机装配需求量少则几十件，多则几百件；但是由于高温合金材料密度大，导致重量较重，不满足航空发动机减重的要求，部分高温合金产品逐渐被钛合金TC11产品替代。
由于TC11钛合金原材料形状为非板材，而是棒料，采用原冲压工艺方法不能实现对弹簧片产品的生产，在中国专利公开号为CN109759796B的一种高强度弹簧垫片装配孔的加工方法及其加工装置中，虽然，公开了采用非冲压工艺方法实现弹簧片1的生产，但是在加工弹簧片1的平面部11至第一弯曲部12之间第一处倒角13的外部时，加工装置不能对第一弯曲部12沿着平面部的径向两侧进行位置限制，存在加工后发生变形，导致第一处倒角13的弯曲度不合格。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用棒料加工弹簧片的方法。
本发明还提供了一种用棒料加工弹簧片的方法使用到的加工装置。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用棒料加工弹簧片的方法，包括如下依次进行的步骤：胚料外形加工、定位装夹、成型加工、弯曲加工，所述定位装夹步骤为使用加工装置来对胚料进行限制定位装夹，来完成对第一弯曲部沿着平面部的径向两侧进行位置限制。
所述胚料外形加工步骤为：选取棒料，偏心装夹加工，形成胚料，胚料上成型安装孔和U型槽。
所述安装孔留余量0.15mm-0.3mm。
所述胚料上的成型U型槽宽度比弹簧片的平面部的径向宽度单边宽0.5mm-1mm。
所述定位装夹步骤为：胚料的U型槽配合在加工装置的第一台阶上，导向加工块压在平面部顶部使用螺钉A固定，第一弯曲部一侧紧贴在第一台阶侧面，楔形块一面与第二台阶斜槽以斜面接触，第一弯曲部另一侧紧贴在楔形块另一面，对第一弯曲部沿着平面部的径向两侧进行位置限制，螺钉B贯穿至楔形块上的椭圆通孔与夹持部旋合固定，在加工的过程中，可通过楔形块上的椭圆通孔向第一弯曲部进行位置移动，使用螺钉B进行位置固定，实现位置限制的调整，也可通过旋合螺钉B，在楔形块与第二台阶斜面接触的作用下向第一弯曲部进行位置移动调整。
所述成型加工步骤为：在限制定位装夹完成后，对胚料进行铣削加工，铣刀直径6mm，转数600rpm，进给量500mm/min，加工后获得的弹簧片从加工装置取下。
所述弯曲加工步骤为：采用感应加热方式，加热温度100℃-120℃、加热时间≤3s，使弹簧片的第二弯曲部冲压弯曲，使得弹簧片成型。
上述一种用棒料加工弹簧片的方法使用的加工装置，包括：用于夹持固定的夹持部；一体延伸固定在夹持部上并间隔的第一台阶和第二台阶；第二台阶靠向第一台阶的面上设有斜槽，斜槽内以斜面接触安装有楔形块，楔形块上设有椭圆通孔，螺钉B贯穿至楔形块上的椭圆通孔与夹持部旋合固定，导向加工块通过螺钉A固定在第一台阶上。
本发明的有益效果在于：使用加工装置来对胚料进行限制定位装夹，来完成对第一弯曲部沿着平面部的径向两侧进行位置限制，解决加工后发生变形的问题，使得第一处倒角的弯曲度合格。
附图说明
图1是弹簧片的主视剖面示意图；
图2是弹簧片的俯视示意图；
图3是胚料的结构示意图；
图4是胚料和加工装置装配的结构示意图；
图5是弹簧片和加工装置拆卸的结构示意图；
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图5所示。
本发明的一种用棒料加工弹簧片的方法，包括如下依次进行的步骤：
胚料外形加工：为了便于采购和包容弹簧片的产品结构，选取直径为Φ24mm的棒料，偏心装夹在加工中心上加工，形成类似弹簧片形状的胚料2，胚料2形状如图3所示，安装孔14留余量0.15mm-0.3mm，用于后续铰孔加工，以消除弯曲加工引起的孔变形；胚料2上的成型U型槽21宽度比弹簧片1的平面部11的径向宽度单边宽0.5mm-1mm，避免后续铣削加工产生接刀痕，影响产品外观质量，棒料至胚料的铣削参数如下表：
铣削位置 铣刀直径mm 转数rpm 进给量mm/min
圆孔 6 400-500 300
平面、外圆 8 600 500
下沉台阶面 4 450-550 300
定位装夹：使用加工装置3来对胚料2进行限制定位装夹，来完成对第一弯曲部12沿着平面部11的径向两侧进行位置限制，解决加工后发生变形的问题，使得第一处倒角13的弯曲度合格，具体为：胚料2的U型槽21配合在加工装置3的第一台阶31上，导向加工块32压在平面部11顶部使用螺钉A33固定，第一弯曲部12一侧紧贴在第一台阶31侧面，楔形块34一面与第二台阶35斜槽以斜面接触，第一弯曲部12另一侧紧贴在楔形块34另一面，对第一弯曲部12沿着平面部11的径向两侧进行位置限制，螺钉B36贯穿至楔形块34上的椭圆通孔与夹持部37旋合固定，在加工的过程中，可通过楔形块34上的椭圆通孔向第一弯曲部12进行位置移动，使用螺钉B36进行位置固定，实现位置限制的调整，也可通过旋合螺钉B36，在楔形块34与第二台阶35斜面接触的作用下向第一弯曲部12进行位置移动调整。
成型加工：在限制定位装夹完成后，对胚料2进行铣削加工，铣刀直径6mm，转数600rpm，进给量500mm/min，加工后获得的弹簧片1从加工装置3取下，弹簧片1的外形如图5中标识的弹簧片1形状。
弯曲加工：为了避免弹簧片1的材料开裂采用加热弯曲的方式进行，采用感应加热方式，加热温度100℃-120℃、加热时间≤3s，使弹簧片1的第二弯曲部15冲压弯曲成型，使得弹簧片1呈现图1所示形状，弹簧片1首件、末件加工完成后进行冶金特性、氧污染、氢含量检测。
通过上述加工实现用棒料加工弹簧片，且弹簧片产品金属流线与原材料保持一致、产品表面无接刀痕的目的。
上述一种用棒料加工弹簧片的方法使用的加工装置，包括：用于夹持固定的夹持部37；一体延伸固定在夹持部37上并间隔的第一台阶31和第二台阶35；第二台阶35靠向第一台阶31的面上设有斜槽，斜槽内以斜面接触安装有楔形块34，楔形块34上设有椭圆通孔，螺钉B36贯穿至楔形块34上的椭圆通孔与夹持部37旋合固定，导向加工块32通过螺钉A33固定在第一台阶31上。

Claims (10)

1.一种用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于，包括如下依次进行的步骤：胚料外形加工、定位装夹、成型加工、弯曲加工，所述定位装夹步骤为使用加工装置(3)来对胚料(2)进行限制定位装夹，来完成对第一弯曲部(12)沿着平面部(11)的径向两侧进行位置限制。
2.如权利要求1所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述胚料外形加工步骤为：选取棒料，偏心装夹加工，形成胚料(2)，胚料(2)上成型安装孔(14)和U型槽(21)。
3.如权利要求2所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述安装孔(14)留余量0.15mm-0.3mm。
4.如权利要求2所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述胚料(2)上的成型U型槽(21)宽度比弹簧片(1)的平面部(11)的径向宽度单边宽0.5mm-1mm。
5.如权利要求1或4所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述定位装夹步骤为：胚料(2)的U型槽(21)配合在加工装置(3)的第一台阶(31)上，导向加工块(32)压在平面部(11)顶部使用螺钉A(33)固定，第一弯曲部(12)一侧紧贴在第一台阶(31)侧面，楔形块(34)一面与第二台阶(35)斜槽以斜面接触，第一弯曲部(12)另一侧紧贴在楔形块(34)另一面，对第一弯曲部(12)沿着平面部(11)的径向两侧进行位置限制，螺钉B(36)贯穿至楔形块(34)上的椭圆通孔与夹持部(37)旋合固定。
6.如权利要求5所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：在加工的过程中，可通过楔形块(34)上的椭圆通孔向第一弯曲部(12)进行位置移动，使用螺钉B(36)进行位置固定，实现位置限制的调整，也可通过旋合螺钉B(36)，在楔形块(34)与第二台阶(35)斜面接触的作用下向第一弯曲部(12)进行位置移动调整。
7.如权利要求6所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述成型加工步骤为：在限制定位装夹完成后，对胚料(2)进行铣削加工。
8.如权利要求7所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述铣削时铣刀的直径6mm，转数600rpm，进给量500mm/min，加工后获得的弹簧片(1)从加工装置(3)取下。
9.如权利要求8所述的用棒料加工弹簧片的方法，其特征在于：所述弯曲加工步骤为：采用感应加热方式，加热温度100℃-120℃、加热时间≤3s，使弹簧片(1)的第二弯曲部(15)冲压弯曲，使得弹簧片(1)成型。
10.一种在权利要求1至9中任一项所述的用棒料加工弹簧片的方法使用的加工装置，其特征在于：包括：夹持部(37)；一体延伸固定在夹持部(37)上并间隔的第一台阶(31)和第二台阶(35)；第二台阶(35)靠向第一台阶(31)的面上设有斜槽，斜槽内以斜面接触安装有楔形块(34)，楔形块(34)上设有椭圆通孔，螺钉B(36)贯穿至楔形块(34)上的椭圆通孔与夹持部(37)旋合固定，导向加工块(32)通过螺钉A(33)固定在第一台阶(31)上。
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