CN204799722U - U形弹簧的成型油压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种U形弹簧的成型油压装置，包括油压主机、控制箱和成型模具，控制箱连接油压主机，成型模具固定于油压主机的底座上，成型模具包括支架、底板、上模、下模、脱料滑块和脱料弹簧，控制箱内设有高压泵和PLC；控制箱的面板上设有电源按钮和控制按钮；PLC连接控制按钮，所述控制按钮包括下降按钮、上升按钮和自动按钮；脱料滑块为圆柱体，所述圆柱体的直径大于所述穿孔的孔径；脱料滑块还可以为长方体，长方体的底面的长和宽分别大于所述穿孔的孔径。本实用新型制造U形弹簧脱料时不易卡在成型模具上，力学特性一致性高，使用寿命长、制造过程节能、环保。

Description

U形弹簧的成型油压装置

技术领域

本实用新型涉及一种弹簧的油压装置，尤其涉一种U形弹簧的成型油压装置。

背景技术

安全钳用U形弹簧简称U形簧，采用弹簧钢条钢加工成形，现有的加工工艺流程为：弹簧钢板料->下料->成型->铣加工->热处理->振动倒圆角->表面处理；传统成型工艺采用传统加热及简易模具成型制作方法，即将一批锯好的坯料(约200件)在箱式炉中加热到750℃左右并保温0.5小时，然后放入成型模具在油压机的压力下进行成型处理。其缺点是加热时间长(约2小时)，容易造成很深的表面氧化层和脱碳层；成型同一批产品的第一片到最后一片时间跨度约1小时，在高温环境下将造成前后产品的氧化层，脱碳层深度严重不一致，这将严重影响最终产品力学特性的一致性与使用寿命；特别是用于电梯安全钳后严重影响电梯的使用安全，成型后产品容易卡在模具中，不易取出，成型效率低；由于人工控制油压机的升降操作，致使成型保压时间不一致，产品的几何尺寸特别是与力值特性关联度很大的厚度尺寸的一致性差；U形簧热处理后硬度为HRC42-48，振动倒圆角工序的处理时间需达24小时左右，处理时间长，能源消耗大，设备利用率低。

由于，传统工艺加工的U形簧，加工效率低，能耗大，力学特性的一致性差；因此需要提高U形弹簧的生产效率和改进U形弹簧的生产方法来提高U形弹簧的使用寿命和降低U形弹簧表面的氧化层和脱碳层来提高电梯使用的安全性，以及提高生产出的U形弹簧厚度尺寸以及力学特性的一致性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型解决上述问题，提供一种易于操作、效率高、脱料方便，U形弹簧不易卡在成型模具上的U形弹簧的成型油压装置。

为了达到本实用新型的上述目的，可以通过下列技术方案来实现：

一种电梯安全钳用U形弹簧的制造方法，弹簧材料为条钢，其特征在于：弹簧钢条加热采用用于感应炉的加热模具加热，U形弹簧成型采用U形弹簧的成型油压装置油压成型，包括以下工艺步骤：

(一)下料

通过下料机将条钢加工成指定长度的弹簧钢条；

(二)弹簧钢条加热

设定好感应炉的加热时间以及温度，将弹簧钢条放入用于感应炉的加热模具上进行加热；

(三)U形弹簧成型

采用U形弹簧的成型油压装置油压成型，将从感应炉加热后的弹簧钢条放入U形弹簧的成型模具，按下U形弹簧的成型油压装置控制箱上的自动按钮，油压成型；

(四)振动倒角

将压制成型的U形弹簧放入研磨振动机中与磨料一起振动，以达到规定的圆角；

(五)铣加工

在U形弹簧口的两端部铣孔并根据U形弹簧的厚度确定加工高度；

(六)U形弹簧热处理

对U形弹簧进行热处理，淬火温度为835-865℃，保温15-18分钟，回火温度为430-470℃，保温2-3小时，热处理后硬度为HRC42-48；

(七)表面处理

对经过热处理后的U形弹簧进行电泳工艺。

作为优选，步骤(二)中感应炉的加热时间为15-20秒，加热温度为700-750℃。

作为优选，步骤(四)中所述磨料为六面体磨料，U形弹簧振动时间5-8小时；所述磨料为刚玉，六面体磨料也可以用石料或鹅卵石等代替。

作为优选，步骤(六)中所述淬火温度为840-860℃，保温16-18分钟，回火温度为440-460℃，保温2.5-3小时。

由于U形弹簧经过热处理后硬度为HRC42-48，故振动倒圆角工序的处理时间可达24小时，处理时间长，能源消耗大，设备利用率低，将U形弹簧的振动倒角工序放在热处理的前面，振动倒角的时间能够缩短75％左右，节能、高效，提高了设备的利用率。

改进铣加工工艺，原材料为热轧条钢，厚度有0.3mm的偏差，对U形弹簧力值特性有较大的影响；本工艺在能满足高度尺寸的前提下，根据厚度尺寸t调节铣加工时的U簧高度H，以对冲厚度对力值特性造成的影响；厚度t越厚，高度H越高。

一种用于感应炉的加热模具，包括固定模架、感应线圈、导轨和隔热底板，所述固定模架设于隔热底板上；所述固定模架为中空的绝缘耐高温水泥，所述感应线圈由中空的铜管绕制而成，所述感应线圈底部埋设于固定模架内，所述感应线圈左右两侧固定在固定模架的侧边上并部分穿出固定模架的侧边，所述导轨轴向贯穿感应线圈，所述导轨固定于固定模架上，导轨的垂直方向部分埋设于固定模架，所述导轨与所述感应线圈不接触。这样设置既能将感应线圈和导轨固定好防止移动，又能确保导轨和感应线圈之间的绝缘性。

作为优选，所述感应线圈的两个端头处分别设有连接外部冷却水的第一入水口和第一出水口；这样处理能够降低感应线圈的温度，防止感应线圈被高温融化，延长感应线圈的使用寿命。

作为优选，所述导轨为奥氏体材料制成的中空导轨，导轨两端为连接外部冷却水的第二入水口和第二出水口；这样设计能够降低导轨的温度，延长导轨的使用寿命。

U形弹簧的成型油压装置，包括油压主机、控制箱和成型模具，所述控制箱连接油压主机，所述成型模具固定于油压主机的底座上，所述成型模具包括支架、底板、上模、下模、脱料滑块和脱料弹簧，所述底板固定于所述油压机的底座上，所述支架垂直固定于所述底座上，所述上模由上平板、凸模和上导向件组成，所述凸模固定于上平板上，所述上导向件垂直向下固定于上平板的四角处，所述下模由成型滚轮、下导向件、中平板、下模本体和限位挡板组成，所述中平板安装于所述支架的顶部，所述下模本体固定于所述中平板上，所述中平板上设有与上导向件配合使用的下导向件，所述下模本体的内部形成一个上部开口的成型空间，所述下模本体靠近顶缘处左右两侧各设有一个成型滚轮，所述下模本体的右侧顶部设有限位挡板，所述中平板中心处设有穿孔，所述脱料弹簧的底部固定于所述底板上，弹簧的顶部穿过中平板中心处的穿孔连接固定于所述脱料滑块的的底面，所述脱料滑块设于下模本体的成型空间内。

U形弹簧成型时成型滚轮将发生转动，基本消除成型时材料下表面与成型滚轮的静摩擦，能够防止静摩擦对U形弹簧的擦伤，同时成型滚轮还能在左右两侧起到U形弹簧成型固定作用，脱料滑块在油压机压力作用下随着上模和成型工件一起向下移动并与中平板接触停留在中平板上，下模本体左右两侧的成型滚轮对U形弹簧成型起着左右两侧的成型定位作用，成型进入保压阶段，U形弹簧成型保压结束后，卸载时，上模随油压机上升，脱料弹簧推动脱料滑块将成型工件(U形弹簧)顶出模具，使得U形弹簧开口处高于下模的顶部，便于取出U形弹簧；上模和下模通过四根上导向件配合四跟下导向件来实现上下移动使得定位，可以防止在成型有错位变动；成型滚轮与成型材料几乎没有静摩擦，保护产品不会产生摩擦痕迹；脱料滑块和脱料弹簧保证成型结束后自动脱料；成型效率高，而且能够防止U形弹簧卡在下模上。

作为优选，所述控制箱内设有高压泵和PLC。

作为优选，所述控制箱的面板上设有电源按钮和控制按钮。

作为优选，所述控制按钮包括下降按钮、上升按钮和自动按钮。

作为优选，所述脱料滑块为圆柱体，所述圆柱体的直径大于所述穿孔的孔径；所述脱料滑块还可以为长方体，所述长方体的底面的长和宽分别大于所述穿孔的孔径。这么设置，成型时，脱料滑块在油压机压力作用下随着上模和成型工件一起向下移动并与中平板接触停留在中平板上，由于圆柱体的直径或长方体的底面的长和宽分别大于穿孔的孔径，能够起到油压成型时向下限位的作用。

油压机既可手动控制，也可自动控制。在自动控制模式下，按下自动按钮给PLC一个开始信号，油压机按设定的时间短路下降开关，油压机下降；接着断开下降开关，油压机停止下降，开始保压；然后短路上升开关，油压机上升；最后断开上升开关，油压机停止上升，一个循环结束，等待下一触发信号以开始下一个循环；自动控制油压机实现U形弹簧的成型和保压，确保了批量U形弹簧成型和保压时间的一致性，提高了弹簧力学特性的一致性和成型效率。

作为优选，上导向件为圆柱筒，下导向件为圆柱体。

作为优选，上导向件为圆柱体，下导向件为圆周筒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在U形弹簧的成型时使用U形弹簧的成型油压装置来实现对U形弹簧的成型和保压的自动控制提高了工作效率同时还提高了同批成型的U形弹簧的的保压时间的一致性，降低人为操作的误差，确保厚度的一致性来降低同批次U形弹簧力学特性的误差；

2、U形弹簧成型时成型滚轮将发生转动，基本消除成型时材料下表面与成型滚轮的静摩擦，能够防止静摩擦对U形弹簧的擦伤，同时成型滚轮还能在左右两侧起到U形弹簧成型固定作用，卸载时，上模随油压机上升，脱料弹簧推动脱料滑块将成型工件(U形弹簧)顶出模具，使得U形弹簧开口处高于下模的顶部，便于取出U形弹簧；上模和下模通过四根上导向件配合四跟下导向件上下移动，可以防止在成型有错位变动；成型滚轮与成型材料几乎没有静摩擦，保护产品不会产生摩擦痕迹；脱料滑块和脱料弹簧保证成型结束后自动脱料；成型效率高，而且能够防止U形弹簧卡在下模上；

附图说明

图1为本实用新型用于感应炉的加热模具的结构示意图；

图2为本实用新型用于感应炉的加热模具的剖视结构示意图；

图3为本实用新型用于感应炉的加热模具的俯视结构示意图；

图4为本实用新型U形弹簧的成型油压装置；

图5为本实用新型U形弹簧的成型油压装置的成型模具结构示意图；

图6为本实用新型成型模具上放入弹簧钢条后的状态示意图；

图7为本实用新型成型模具上U形弹簧成型时的状态示意图；

图8为本实用新型成型模具上U形弹簧脱料时的状态示意图；

图9为本实用新型成型后经过铣加工过的U形弹簧示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。

电梯安全钳用U形弹簧的制造方法，弹簧材料为条钢，弹簧钢条加热采用用于感应炉的加热模具加热，U形弹簧成型采用U形弹簧的成型油压装置油压成型，包括以下工艺步骤：

(一)下料

通过下料机将条钢加工成指定长度的弹簧钢条；

(二)弹簧钢条加热

设定好感应炉的加热时间以及温度，将弹簧钢条放入用于感应炉的加热模具上进行加热；感应炉加热时间设置为15秒，加热温度设置为750度，通过感应炉的加热模具对弹簧钢条加热。

(三)U形弹簧成型

采用U形弹簧的成型油压装置油压成型，将从感应炉加热后的弹簧钢条放入U形弹簧的成型模具，按下U形弹簧的成型油压装置控制箱上的自动按钮，油压成型；通过PLC设置好油压主机的下行成型时间为3-5秒，保压时间为2-3秒，油压主机的上行脱料时间为3-5秒。

(四)振动倒角

将压制成型的U形弹簧放入研磨振动机中与磨料一起振动，以达到规定的圆角；选用磨料为刚玉，振动时间为6小时。

(五)铣加工

在U形弹簧口的两端部铣孔并根据U形弹簧的厚度确定加工高度；

如图9所示，改进铣加工工艺，原材料为热轧条钢，厚度有0.3mm的偏差，对U形弹簧力值特性有较大的影响；本工艺在能满足高度尺寸的前提下，根据厚度尺寸t调节铣加工时的U簧高度H，以对冲厚度对力值特性造成的影响；厚度t越厚，高度H越高。

(六)U形弹簧热处理

对U形弹簧进行热处理，淬火温度为850℃，保温18分钟,回火温度为450℃，保温2.5小时，热处理后硬度为HRC42-48；

(七)表面处理

对经过热处理后的U形弹簧进行电泳工艺。

如图1-3所示，一种用于感应炉的加热模具，包括固定模架1、感应线圈2、导轨3和隔热底板4，所述固定模架1设于隔热底板4上；所述固定模架1为中空的绝缘耐高温水泥，所述感应线圈2由中空的铜管绕制而成，所述感应线圈2底部埋设于固定模架内1，所述感应线圈2左右两侧固定在固定模架1的侧边上并部分穿出固定模架1的侧边，所述导轨3轴向贯穿感应线圈2，所述导轨3固定于固定模架1上，导轨3的垂直方向部分埋设于固定模架1，所述导轨3与所述感应线圈2不接触。这样设置既能将感应线圈2和导轨3固定好防止移动，又能确保导轨3和感应线圈2之间的绝缘性。

如图3所示，感应线圈2的两个端头处的第一入水口5和第一出水口6连接外部冷却水；感应炉加热时，感应线圈2中的冷却水循环流动，给感应线圈2降温，防止高温融化感应线圈2，延长感应线圈2的使用寿命；导轨3为奥氏体材料制成的中空导轨3，导轨3两端为连接外部冷却水的第二入水口7和第二出水口8；这样设计能够降低导轨的温度，延长导轨的使用寿命。

如图4-5所示，U形弹簧的成型油压装置，包括油压主机9、控制箱10和成型模具11，控制箱10连接油压主机9，成型模具11固定于油压主机的9底座12上，成型模具11包括支架13、底板14、上模15、下模16、脱料滑块17和脱料弹簧18，底板14固定于油压机的底座12上，支架13垂直固定于底座12上，上模15由上平板15-1、凸模15-2和上导向件15-3组成，凸模15-2固定于上平板15-1上，上导向件15-3垂直向下固定于上平板15-1的四角处，共有四个，下模16由成型滚轮16-1、下导向件16-2、中平板16-3、下模本体16-4和限位挡板16-5，中平板16-3安装于支架13的顶部，下模本体16-4固定于中平板16-3上，中平板16-3上设有与上导向件15-3配合使用的下导向件16-2，下模本体16-4的内部形成一个上部开口的成型空间，下模本体16-4靠近顶缘处左右两侧各设有一个成型滚轮16-1，下模本体16-4的右侧顶部设有限位挡板16-5，中平板16-3中心处设有穿孔16-3-1，脱料弹簧18的底部固定于底板14上，弹簧的顶部穿过中平板16-3中心处的穿孔16-3-1连接固定于脱料滑块17的的底面，脱料滑块17设于下模本体16-4的成型空间内。

如图4所示，控制箱10内设有高压泵(图中未显示)和PLC(图中未显示)，控制箱10的面板上设有电源按钮10-1和控制按钮10-2，所述PLC连接控制按钮，控制按钮包括下降按钮、上升按钮和自动按钮。

如图6所示，弹簧钢条从感应炉中加热取出后放入成型模具11的成型滚轮16-1上，限位挡板16-5对弹簧钢条19进行限位。

如图5所示，脱料滑块17为直径大于穿孔16-3-1孔径的圆柱体，上导向件15-3为圆柱筒，下导向件16-2为圆柱体。

如图4、6、7、8所示，油压机既可手动控制，也可自动控制，通常情况下采用自动控制模式，按下自动按钮给PLC一个开始信号，油压机按PLC中设定的时间短路下降开关，油压主机9向下移动推动成型模具11的上模15整体向下压，凸模15-2推动弹簧钢条19，成型滚轮16-1发生转动，弹簧钢条19向下移动进入，带动弹簧钢条19向下进入下模本体16-4的成型空间，弹簧钢条19与脱料滑块17接触后在油压机压力作用下，脱料滑块17随着上模15和弹簧钢条19一起向下移动压缩脱料弹簧18当弹簧钢条19与中平板16-3接触后停留在中平板16-3上，此时自动断开下降开关，油压机停止下降，下模本体16-4的左右两侧的成型滚轮16-1对U形弹簧成型起着左右两侧的成型定位作用，的成型进入保压阶段，保压结束后，然后短路上升开关，上模15随油压主机9上升，脱料弹簧18推动脱料滑块17将成型工件(U形弹簧)19-1顶出模具，使得U形弹簧19-1开口处高于下模16的顶部，便于取出U形弹簧19-1一个循环结束，等待下一触发信号以开始下一个循环；自动控制油压机实现了U形弹簧19-1的成型和保压，确保了批量U形弹簧成型和保压时间的一致性，提高了弹簧力学特性的一致性和成型效率。上模15和下模16通过四根上导向件15-3配合四跟下导向件16-2来实现上下移动的定位，可以防止在成型有错位变动；成型滚轮16-1与成型材料(弹簧钢条19)几乎没有静摩擦，保护产品不会产生摩擦痕迹；脱料滑块17和脱料弹簧18保证了成型结束后自动脱料；成型效率高，而且能够防止U形弹簧19-1卡在下模16上。

以上结合附图对本实用新型做了较为详细的说明，但本实用新型不限于上述实施例，在本领域普通技术员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型的宗旨的前提下做出各种变化，均同理包含在本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.U形弹簧的成型油压装置，包括油压主机、控制箱和成型模具，其特征在于：所述控制箱连接油压主机，所述成型模具固定于油压主机的底座上，所述成型模具包括支架、底板、上模、下模、脱料滑块和脱料弹簧，所述底板固定于所述油压机的底座上，所述支架垂直固定于所述底座上，所述上模由上平板、凸模和上导向件组成，所述凸模固定于上平板上，所述上导向件垂直向下固定于上平板的四角处，所述下模由成型滚轮、下导向件、中平板、下模本体和限位挡板组成，所述中平板安装于所述支架的顶部，所述下模本体固定于所述中平板上，所述中平板上设有与上导向件配合使用的下导向件，所述下模本体的内部形成一个上部开口的成型空间，所述下模本体靠近顶缘处左右两侧各设有一个成型滚轮，所述下模本体的右侧顶部设有限位挡板，所述中平板中心处设有穿孔，所述脱料弹簧的底部固定于所述底板上，弹簧的顶部穿过中平板中心处的穿孔连接固定于所述脱料滑块的底面，所述脱料滑块设于下模本体的成型空间内。

2.如权利要求1所述的U形弹簧的成型油压装置，其特征在于：所述控制箱内设有高压泵和PLC。

3.如权利要求1所述的U形弹簧的成型油压装置，其特征在于：所述控制箱的面板上设有电源按钮和控制按钮。

4.如权利要求2所述的U形弹簧的成型油压装置，其特征在于所述PLC连接控制按钮，所述控制按钮包括下降按钮、上升按钮和自动按钮。

5.如权利要求1所述的U形弹簧的成型油压装置，其特征在于：所述脱料滑块为圆柱体，所述圆柱体的直径大于所述穿孔的孔径。

6.如权利要求1所述的U形弹簧的成型油压装置，其特征在于：所述脱料滑块还可以为长方体，所述长方体的底面的长和宽分别大于所述穿孔的孔径。