CN115707551A - 一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：包括下述步骤，1，按设计要求计算材料用量；2，对零件原材料进行真空退火处理，退火后的零件硬度≤25HRC；3，零件以板料状态进行冷冲压成型；4，对成型后的零件进行真空淬火，对其进行定型处理；5，将淬火定型后的零件切割到目标尺寸，去除前期支撑材料；6，补充回火，去除应力。本发明能提高单层封闭波形弹簧弹力稳定性，解决其工业量产过程中回弹问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工中内螺纹牙型毛刺去除技术，特别是一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺。
背景技术
单层封闭波形弹簧在航空机械密封等精密且紧凑的结构中发挥着重要作用。主要依靠波形弹簧在压缩过程中产生的弹力及其切口尖角嵌入被联接件及禁固件支承面起防止松动、减小振动作用。由波形弹簧的工作状态可知，波形弹簧既受弯应力有受扭应力，且载荷为循环冲击载荷及振动，要求波形弹簧有良好的稳定的弹力变化范围。单层封闭波簧无互相支撑作用，在加工过程中高度不稳定，难以达到想要的弹力值要求。现有的单层波形弹簧加工过程中，采用环带冷压塑型后热处理淬火定型的方式，波簧周转过程中回弹量大，淬火后校正难度高，合格率低。采用冷压和淬火定型同时进行的加工方式，存在不易工业化、模具需求大、易变形、不经济等问题。
中国专利CN114346130A公开了单层闭合波形弹簧精密加工控制方法及其加工模具，包括以下步骤：1)按待加工零件设计要求，利用冲模将原料制成环状毛坯；2)将步骤1)的环状毛坯经过冷冲压成形，得到粗加工件；3)步骤2)得到的粗加工件进行校正，粗加工件的尺寸与待加工零件的预制高度尺寸一致，直至粗加工件的波峰间平行度保持在0 .1mm之内；4)经校正后的粗加工件经热处理，得到半成品加工件；5)半成品加工件经强压处理，完成加工。首先，该方法采用的是先形成环状毛坯后强压成型的方法进行制造，存在成型前后内外径缩小的情况，与要求的成品尺寸间存在差异，且自由高度越高，成型前后尺寸差异越大；第二，该方法进行冷冲压成形前，未进行退火处理，原材料的差异没有得到消除和统一，且存在加工自由高度受限的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺。得到的弹簧弹力值维持稳定、提高生产合格率。
本发明的技术方案：一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，包括下述步骤，1，按设计要求计算材料用量；
2，对零件原材料进行真空退火处理，退火后的零件硬度≤25HRC；
3，零件以板料状态进行冷冲压成型；
4，对成型后的零件进行真空淬火，对其进行定型处理；
5，将淬火定型后的零件切割到目标尺寸，去除前期支撑材料；
6，补充回火，去除应力。
上述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，所述步骤1中计算材料用量为：长/宽：L=D2+b+2×H+4×r+2×l；
其中，D2：波簧外径，b：外径到压边内径距离，取3~5，H：自由高度，r:倒圆角半径，l：压边宽度。
上述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，所述真空退火的温度为690-710℃，保温时间为30-50分钟，保温结束后随炉冷却至550°C以下,再在工作腔内自然冷却或气冷。
上述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，所述冷冲压成型是将零件形状、内外径拉深倒角、外径压边宽度和内径废料一次成型，从一次成型的材料中将目标尺寸的波簧分割出来，如此得到的波簧规格即为成形后尺寸。
上述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，所述真空淬火的温度为850-870℃，保温时间为40-60分钟,保温过程中采用氩气分压，油冷。
上述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，所述真空淬火后的零件硬度要求：45~51HRC。
上述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，所述补充回火温度为340-360℃，保温时间为50-80分钟,保温过程中真空度为0.0133Pa-13.3Pa，保温结束后氮气气冷,气冷压力1bar-2bar。
本发明的有益效果：本发明能提高单层封闭波形弹簧弹力稳定性，解决其工业量产过程中回弹问题。通过成型前真空退火降低材料硬度，提高塑性，让材料更便于成型。真空淬火定型时，由于零件不是目标形状，内外径拉深倒角、外径压边宽度、内径废料都对零件有支撑作用，产生的回弹量被成型物理结构抵消，故切割后零件高度无回落回弹，内外径和图样要求一致。切割后补充回火去应力，可将单层封闭波形弹簧弹力变化在满足工作要求的情况下，稳定在一定范围内。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例1：一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，包括下述步骤，1，按设计要求计算材料用量；
2，对零件原材料进行真空退火处理，退火后的零件硬度≤25HRC；
3，零件以板料状态进行冷冲压成型；
4，对成型后的零件进行真空淬火，对其进行定型处理；
5，将淬火定型后的零件切割到目标尺寸，去除前期支撑材料；
6，补充回火，去除应力。
进一步，所述步骤1中计算材料用量为：长/宽：L=D2+b+2×H+4×r+2×l；
其中，D2：波簧外径，b：外径到压边内径距离，取3~5，H：自由高度，r:倒圆角半径，l：压边宽度。
进一步，所述真空退火的温度为690-710℃，保温时间为30-50分钟，保温结束后随炉冷却至550°C以下,再在工作腔内自然冷却或气冷。
进一步，所述冷冲压成型是将零件形状、内外径拉深倒角、外径压边宽度和内径废料一次成型。
进一步，所述真空淬火的温度为850-870℃，保温时间为40-60分钟,保温过程中采用氩气分压，油冷。
进一步，所述真空淬火后的零件硬度要求：45~51HRC。
进一步，所述补充回火温度为340-360℃，保温时间为50-80分钟,保温过程中真空度为0.0133Pa-13.3Pa，保温结束后氮气气冷,气冷压力1bar-2bar。
本发明的实施例2：一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，制作某型号的单层封闭波形弹簧材料为60Si2MnA，厚度为0.3，具体要求是3波均匀分布，硬度要求45~51HRC，自由高度为6，内径为32，外径为39.2，要求压缩尺寸h到2.2，弹力值为44N～64N。步骤如下，
1， 单件材料用量计算
长/宽：L=D2+b+2×H+4×r+2×l。
L=39.2+4+2×6+4×2+2×8=79.2（单位mm）
单件用量为80×80
2，成形前退火处理
a、用清洗剂将零件清洗干净。
b、将清洗好的零件用平板装夹后放入真空炉中，进行真空退火处理，工艺参数如下：
真空退火温度：700±10℃，保温时间: 30~50分钟, 保温结束后随炉冷却至550°C以下,再在工作腔内自然冷却或气冷 。
c、将退火后的零件进行硬度测试，其硬度要求： ≤25HRC
3，冷冲压成形
零件以板料状态进行冷冲压成形。模具为拉深模，模具将目标形状（单层封闭波形弹簧），内外径拉深倒角、外径压边宽度、内径废料一次成型。
4，成型后淬火
a、用清洗剂将零件清洗干净。
b、将清洗好的零件放入真空油淬炉中，进行真空淬火处理，工艺参数如下：
真空淬火温度： 860±10℃，保温时间: 40~60分钟,保温过程中采用氩气分压 ，油冷
c、将淬火后的零件进行硬度测试，其硬度要求：45~51HRC
5，切割成形
将淬火定型后的零件切割到内径32，外径39.2，公差可按HB5800-1999执行。
6，成形后补充回火
a、用清洗剂将零件清洗干净。
b、将清洗好的零件放入真空炉中，进行补充回火处理，工艺参数如下：
补充回火温度： 350±10℃，保温时间: 50~80分钟,保温过程中真空度为0.0133Pa-13.3Pa ，保温结束后氮气气冷,气冷压力1bar-2bar 。
Claims (7)
1.一种单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：包括下述步骤，1，按设计要求计算材料用量；
2，对零件原材料进行真空退火处理，退火后的零件硬度≤25HRC；
3，零件以板料状态进行冷冲压成型；
4，对成型后的零件进行真空淬火，对其进行定型处理；
5，将淬火定型后的零件切割到目标尺寸，去除前期支撑材料；
6，补充回火，去除应力。
2.根据权利要求1所述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：所述步骤1中计算材料用量为：长/宽：L=D2+b+2×H+4×r+2×l；
其中，D2：波簧外径，b：外径到压边内径距离，取3~5，H：自由高度，r:倒圆角半径，l：压边宽度。
3.根据权利要求1所述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：所述真空退火的温度为690-710℃，保温时间为30-50分钟，保温结束后随炉冷却至550°C以下,再在工作腔内自然冷却或气冷。
4.根据权利要求1所述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：所述冷冲压成型是将零件形状、内外径拉深倒角、外径压边宽度和内径废料一次成型，从一次成型的材料中将目标尺寸的波簧分割出来，如此得到的波簧规格即为成形后尺寸。
5.根据权利要求1所述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：所述真空淬火的温度为850-870℃，保温时间为40-60分钟,保温过程中采用氩气分压，油冷。
6.根据权利要求5所述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：所述真空淬火后的零件硬度要求：45~51HRC。
7.根据权利要求1所述的单层封闭波形弹簧拉伸成形工艺，其特征在于：所述补充回火温度为340-360℃，保温时间为50-80分钟,保温过程中真空度为0.0133Pa-13.3Pa，保温结束后氮气气冷,气冷压力1bar-2bar。
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