一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法

摘要

本发明公开了一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，在弹簧坯料上加工与异形弹簧的螺旋线同轨迹的螺旋角槽，所述螺旋角槽包含异形弹簧螺旋槽内、外倒角斜面，然后沿异形弹簧的螺旋线加工螺旋槽形成弹簧半成品，最后对弹簧半成品进行定型和表面磨削形成弹簧成品。本发明在异形弹簧铣削、热处理定型的基础上改进了整个异形弹簧制造工艺，通过数控技术在对弹簧螺旋槽铣削工序之前进行包含倒角的螺旋角槽的预加工处理，克服了以往在弹簧槽铣削加工后倒角的困难，尤其是内螺旋槽的倒角，加工更方便，效率更高，刀具磨损小，降低了生产成本，可以获得更好的加工精度，保证了产品的质量和一致性。

权利要求

1.一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，其特征在于：在弹簧坯料上加工与异形弹簧的螺旋线同轨迹的螺旋角槽，所述螺旋角槽包含异形弹簧螺旋槽内、外倒角斜面，然后沿异形弹簧的螺旋线加工螺旋槽形成弹簧半成品，最后对弹簧半成品进行定型和表面磨削形成弹簧成品，具体包括如下步骤：

步骤S1、根据内、外倒角参数、后续磨削余量z和螺旋槽宽度d计算螺旋角槽的深度h；

步骤S2、结合螺旋角槽深度h和异形弹簧的螺旋线加工弹簧坯料外表面螺旋角槽；

步骤S3、结合螺旋角槽深度h和异形弹簧的螺旋线加工弹簧坯料内表面螺旋角槽；

步骤S4、去除加工螺旋角槽步骤中用于夹持弹簧坯料端部的夹持部分；

步骤S5、沿异形弹簧的螺旋线加工贯穿弹簧坯料外表面和内表面的螺旋槽，得到弹簧半成品；

步骤S6、对弹簧半成品进行压缩定型和内、外表面磨削加工，得到具有内外倒角的弹簧成品。

2.根据权利要求1所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S1中的倒角参数包括倒角角度θ和倒角距离J。

3.根据权利要求2所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述倒角角度θ＝

45°，所述螺旋角槽深度h＝J+z+d/2。

4.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S2中，采用车削加工弹簧坯料外表面螺旋角槽，具体过程如下：首先，根据异形弹簧螺旋线方程和螺旋角槽深度h，编制外表面螺旋角槽车削加工程序；

其次，将所述弹簧坯料通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上；

然后，刀具移动到待加工螺旋角槽起点；

最后，应用数控加工中心水平轴X轴和转台水平方向旋转轴A轴联动，将刀具按照设定的进给速度在弹簧坯料外表面沿弹簧螺旋线轨迹进行螺旋角槽车削加工。

5.根据权利要求4所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S3中，采用镗削加工弹簧坯料内表面螺旋角槽，具体过程如下：首先，根据异形弹簧螺旋线方程和螺旋角槽深度，编制内表面螺旋角槽镗削加工程序；

其次，将步骤S2加工后的弹簧坯料通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上；

然后，刀具移动到待加工螺旋角槽起点；

最后，应用数控加工中心水平轴X轴和转台水平方向旋转轴A轴联动，将刀具按照设定的进给速度在弹簧坯料内表面沿弹簧螺旋线轨迹进行螺旋角槽镗削加工。

6.根据权利要求5所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S2和步骤S3中的刀具分别采用刀头为直角的车刀和镗刀，所述刀具的刀头在弹簧坯料上的走刀轨迹与异形弹簧的螺旋线重合，并且与弹簧坯料加工表面保持垂直。

7.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S4中，采用线切割切断步骤S3加工后的弹簧坯料端部的夹持部分。

8.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S5中，采用铣削加工螺旋槽，具体过程如下：首先，生成模拟刀头沿异形弹簧螺旋线运动的螺旋展开线，编制数控铣削的加工程序；

然后，将步骤S5加工后的弹簧坯料通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上，应用转台水平方向旋转轴A轴、数控加工中心水平轴X轴和刀具转轴联动，使刀具沿着异形弹簧的螺旋线进行分层铣削，达到贯穿弹簧坯料外表面和内表面的铣削厚度。

9.根据权利要求8所述的一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，所述步骤S5采用直径大于弹簧成品螺旋间隙的旋转铣刀。

说明书

一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法

技术领域

[0001] 本发明属于异形弹簧机加工方法，具体涉及一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法。

背景技术

[0002] 目前，对于具有变截面弹簧丝、不等径弹簧圈特点的异形弹簧无法采用传统的卷制成型法加工，需要通过铣削成型、热处理定型的方法加工得到，其具体的加工方法如申请
号为CN201510054873.5公开的一种异形弹簧的制造方法。异形弹簧的螺旋槽通过机加工后
内外侧为直角边，为了避免螺旋槽的侧边应力集中而产生裂纹，进而导致弹簧发生断裂影
响弹簧的使用寿命，需要对螺旋槽的侧边进行倒角加工。

[0003] 对异形弹簧螺旋槽的内外倒角的加工工序通常安排在热处理定型工序之后进行，常用的处理方法是采用研磨或人工磨削的方法对异形弹簧内外螺旋槽的侧边进行倒角。但
是，在使用该研磨或磨削加工的方法时，由于工序在弹簧工件经过热处理强化后，研磨或磨
削加工的效果差，无法保证倒角尺寸大小及质量，倒角加工时间较长，生产效率低下，同时
由于研磨和磨削加工过程中的离心作用，可能会导致定型后的异形弹簧尺寸发生改变，影
响产品质量。采用人工磨削的方法时，需要手持磨削设备进行倒角处理，需要保证受力均
匀，操作难度大，受人为因素影响大，无法保证产品质量的一致性，整体的生产效率低，无法
应用于大批量生产。

发明内容

[0004] 本发明解决的技术问题是：针对异形弹簧内外侧螺旋槽的倒角加工存在的成本高、效率低、倒角质量难以保证的问题，提供一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法。

[0005] 本发明采用如下技术方案实现：

[0006] 一种具有内外倒角的异形弹簧加工方法，在弹簧坯料上加工与异形弹簧的螺旋线同轨迹的螺旋角槽，所述螺旋角槽包含异形弹簧螺旋槽内、外倒角斜面，然后沿异形弹簧的
螺旋线加工螺旋槽形成弹簧半成品，最后对弹簧半成品进行定型和表面磨削形成弹簧成
品。

[0007] 上述方案的异形弹簧加工方法中，具体包括如下步骤：

[0008] 步骤S1、根据内、外倒角参数、后续磨削余量z和螺旋槽宽度d计算螺旋角槽的深度h；

[0009] 步骤S2、结合螺旋角槽深度h和异形弹簧的螺旋线加工弹簧坯料外表面螺旋角槽；

[0010] 步骤S3、结合螺旋角槽深度h和异形弹簧的螺旋线加工弹簧坯料内表面螺旋角槽；

[0011] 步骤S4、去除加工螺旋角槽步骤中用于夹持弹簧坯料端部的夹持部分；

[0012] 步骤S5、沿异形弹簧的螺旋线加工贯穿弹簧坯料外表面和内表面的螺旋槽，得到弹簧半成品；

[0013] 步骤S6、对弹簧半成品进行压缩定型和内、外表面磨削加工，得到具有内外倒角的弹簧成品。

[0014] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S1中的倒角参数包括倒角角度θ和倒角距离J。

[0015] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述倒角角度θ＝45°，所述螺旋角槽的深度h＝J+z+d/2。

[0016] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S2中，采用车削加工弹簧坯料外表面螺旋角槽，具体过程如下：

[0017] 首先，根据异形弹簧螺旋线方程和螺旋角槽深度h，编制外表面螺旋角槽车削加工程序；

[0018] 其次，将所述弹簧坯料通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上；

[0019] 然后，刀具移动到待加工螺旋角槽起点；

[0020] 最后，应用数控加工中心水平轴X轴和转台水平方向旋转轴A轴联动，将刀具按照设定的进给速度在弹簧坯料外表面沿弹簧螺旋线轨迹进行螺旋角槽车削加工。

[0021] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S3中，采用镗削加工弹簧坯料内表面螺旋角槽，具体过程如下：

[0022] 首先，根据异形弹簧螺旋线方程和螺旋角槽深度，编制内表面螺旋角槽镗削加工程序；

[0023] 其次，将步骤S2加工后的弹簧坯料通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上；

[0024] 然后，刀具移动到待加工螺旋角槽起点；

[0025] 最后，应用数控加工中心水平轴X轴和转台水平方向旋转轴A轴联动，将刀具按照设定的进给速度在弹簧坯料内表面沿弹簧螺旋线轨迹进行螺旋角槽镗削加工。

[0026] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S2和步骤S3中的刀具分别采用刀头为直角的车刀和镗刀，所述刀具的刀头在弹簧坯料上的走刀轨迹与异形弹簧的螺旋
线重合，并且与弹簧坯料加工表面保持垂直。

[0027] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S4中，采用线切割切断步骤S3加工后的弹簧坯料端部的夹持部分。

[0028] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S5中，采用铣削加工螺旋槽，具体过程如下：

[0029] 首先，生成模拟刀头沿异形弹簧螺旋线运动的螺旋展开线，编制数控铣削的加工程序；

[0030] 然后，将步骤S5加工后的弹簧坯料通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上，应用转台水平方向旋转轴A轴、数控加工中心水平轴X轴和刀具转轴联动，使刀具沿着异形
弹簧的螺旋线进行分层铣削，达到贯穿弹簧坯料外表面和内表面的铣削厚度。

[0031] 上述方案的异形弹簧加工方法中，进一步，所述步骤S5采用直径大于弹簧成品螺旋间隙的旋转铣刀。

[0032] 本发明采用新的技术思路进行异形弹簧的倒角加工，在异形弹簧铣削、热处理定型的基础上改进了整个异形弹簧制造工艺，通过数控技术在对弹簧螺旋槽铣削工序之前进
行包含倒角的螺旋角槽的预加工处理，满足异形弹簧产品设计要求，螺旋角槽在加工时弹
簧坯料处于未热处理强化的“软状态”，加工更方便，效率更高，刀具磨损小，降低了生产成
本，可以获得更好的加工精度，保证了产品的质量和一致性。

[0033] 综上所述，本发明提出的一种异形弹簧加工方法解决了变截面异形弹簧螺旋槽的倒角难加工、尺寸精度难保证的问题，不仅能够满足异形弹簧产品设计要求，而且能够简化
异形弹簧制造工艺，提高生产效率。

[0034] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

[0035] 图1为实施例中的异形弹簧成品结构示意图。

[0036] 图2为实施例中的异形弹簧加工方法流程示意图。

[0037] 图3为实施例中的螺旋角槽示意图。

[0038] 图4为实施例中的弹簧坯料外表面螺旋角槽加工示意图。

[0039] 图5为实施例中的弹簧坯料内表面螺旋角槽加工示意图。

[0040] 图6为实施例中的弹簧坯料螺旋槽加工示意图。

[0041] 图中标号：1、左芯轴，2、外表面螺旋角槽，2’、内表面螺旋角槽，2‑1、倒角，2”、螺旋槽，3、刀具(对应加工外表面螺旋角槽的车刀)，4、4’、4”、弹簧坯料(分别对应毛坯坯料、加
工外表面螺旋角槽后的坯料和加工内表面螺旋角槽后的坯料)，4”’、弹簧成品，5、右芯轴，
6、刀具(对应加工内表面螺旋角槽的镗刀)，7、转台卡盘，8、机床工作台，9、刀具(对应加工
螺旋槽的铣刀)，10、卡盘，11、辅助夹具。

具体实施方式

[0042] 实施例

[0043] 对实施例中出现的技术名词进行解释。

[0044] 外表面螺旋角槽、内表面螺旋角槽：在弹簧坯料表面加工的包含弹簧螺距间隙两侧倒角斜面的螺旋状角槽；

[0045] 螺旋槽：在弹簧坯料上加工贯穿外表面和内表面以形成弹簧螺距间隙的螺旋状切槽；

[0046] 螺旋线：异形弹簧上螺旋间隙的中线轨迹；

[0047] 弹簧坯料：加工螺旋槽之前的坯料工件；

[0048] 弹簧半成品：加工螺旋槽之后的坯料工件，加工形成的螺旋间隙大于弹簧成品标准螺旋间隙。

[0049] 参见图1，图示中的变截面异形弹簧为应用于离合器的异形弹簧产品，其两端部分为等螺距，且两端等螺距的螺旋圈数相等，弹簧中间部分为变螺距的变截面异形弹簧。弹簧
成品4”’的两端部分的内、外径相等且略大于中间部分的内外径，其内、外径变化量不相等
不同步，通过在弹簧坯料上加工螺旋槽2”形成不等径弹簧圈。螺旋槽2”的内外侧边上分别
加工倒角避免造成弹簧的应力集中，该异形弹簧对倒角的要求较高。

[0050] 常规的倒角机加工工序都是在槽、孔等结构加工完成后，最后进行倒角加工，由于本实施例中的异形弹簧在螺旋槽加工完成后，需要对异形弹簧进行压缩定型并热处理强
化，为了避免普通倒角加工工艺对热处理强化后的异形弹簧进行加工存在的磨损大、效率
低、精度差的问题，本实施例将倒角的成型加工设置在螺旋槽的加工之前，首先在弹簧坯料
的外表面和内表面分别加工与异形弹簧的螺旋线同轨迹的螺旋角槽，所述螺旋角槽包含异
形弹簧螺旋槽内、外倒角斜面，然后将加工螺旋角槽之后的弹簧坯料作为异形弹簧加工螺
旋槽的坯料，沿异形弹簧的螺旋线加工螺旋槽形成弹簧半成品，最后对弹簧半成品进行了
热处理定型和表面磨削形成弹簧成品。

[0051] 具体的加工工艺步骤如图2中所示，

[0052] 步骤S1、根据内、外倒角参数、后续磨削余量z和螺旋槽2”的宽度d计算螺旋角槽的深度h，螺旋角槽的深度h限定刀具在弹簧坯料表面的进刀深度。

[0053] 结合参见图3所示，以异形弹簧的外表面螺旋角槽2为例对螺旋角槽的几何计算过程进行解释说明。步骤S1中倒角2‑1的参数包括倒角角度θ和倒角距离J。本实施例中的倒角
角度θ＝45°按照图3中的几何关系，外表面螺旋角槽2的深度h＝J+z+d/2。

[0054] 异形弹簧的内表面螺旋角槽2’的计算同上，本实施例在此不做赘述。

[0055] 步骤S2、结合外表面螺旋角槽2的深度h和异形弹簧的螺旋线加工弹簧坯料外表面螺旋角槽。

[0056] 所述步骤S2中，采用车削加工弹簧坯料4的外表面螺旋角槽2，具体过程如下：

[0057] 首先，根据异形弹簧螺旋线方程和螺旋角槽深度h，编制外表面螺旋角槽2的车削加工程序，异形弹簧螺旋线为已知曲线，在得到刀具进刀深度后，通过数控机床编程技术得
到连续车削外表面螺旋角槽的加工程序。

[0058] 其次，将所述弹簧坯料4通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上，如图4中所示，弹簧坯料4为按照弹簧成品截面匹配的圆筒工件，装夹弹簧坯料4采用左芯轴1和右芯轴
5进行辅助装夹，左芯轴1和右芯轴5的截面对应弹簧坯料4的内孔截面，分别通过过盈配合
从弹簧坯料4的两端插装到弹簧坯料4内部，然后在左芯轴1和右芯轴5相对的端部加工相互
螺接的螺纹柱和螺纹孔，将左芯轴1、右芯轴5以及弹簧坯料4装配成一个工件组件，然后通
过机床上的转台卡盘固定装夹弹簧坯料4一端的左芯轴1或右芯轴5，另一端通过顶尖进行
支撑，转台能够驱动装夹的工件旋转和定位。

[0059] 然后，移动刀具3移动到待加工的外表面螺旋角槽起点，本步骤中的刀具3采用刀头为直角的车刀，刀具3的车刀刀头在弹簧坯料外表面上的走刀轨迹与异形弹簧的螺旋线
重合；

[0060] 最后，应用数控加工中心水平轴X轴和转台水平方向旋转轴A轴联动，将刀具3按照设定的进给速度在弹簧坯料4外表面沿弹簧螺旋线轨迹进行外表面螺旋角槽2的车削加工，
形成步骤S3中的弹簧坯料4’。

[0061] 步骤S3、结合内表面螺旋角槽2’的深度h和异形弹簧的螺旋线加工弹簧坯料4’的内表面螺旋角槽2’。

[0062] 步骤S3中，采用镗削加工弹簧坯料4’内表面螺旋角槽2’，具体过程如下：

[0063] 首先，根据异形弹簧螺旋线方程和螺旋角槽深度h，编制内表面螺旋角槽2’的镗削加工程序，异形弹簧螺旋线为已知曲线，在得到刀具进刀深度后，通过数控机床编程技术得
到连续镗削内表面螺旋角槽2’的加工程序；

[0064] 其次，将步骤S2加工后的弹簧坯料4’通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上，如图5中所示，可以采用将弹簧坯料4’一端直接装夹固定在工作台8的转台卡盘7上，另
一端便于镗刀伸入。步骤S2中加工外表面螺旋角槽2也可以采用该种固定装夹方式。

[0065] 然后，刀具6移动到待加工的内表面螺旋角槽起点，本步骤中的刀具6采用刀头为直角的镗刀，刀具6的刀头在弹簧坯料内表面上的走刀轨迹与异形弹簧的螺旋线重合。

[0066] 最后，应用数控加工中心水平轴X轴和转台水平方向旋转轴A轴联动，将刀具6按照设定的进给速度在弹簧坯料4’内表面沿弹簧螺旋线轨迹进行内表面螺旋角槽2’的镗削加
工。经过步骤S2和步骤S3加工出来的外表面螺旋角槽2和内表面螺旋角槽2’分别沿异形弹
簧螺旋线位于异形弹簧的外表面和内表面，并且内、外角槽的截面相互对称。

[0067] 步骤S2和步骤S3中的刀具在弹簧坯料表面走刀加工时，需要实时保持刀头与弹簧坯料加工表面为垂直状态，若加工表面因异形弹簧变截面而发生斜面坡度的变化使刀头与
加工表面之间的夹角发生变化，可在编制加工程序过程中根据弹簧坯料加工表面的坡度变
化调整刀具整体进刀尺寸的同时，调整刀具的摆动角度，使刀头始终垂直弹簧坯料的加工
表面。

[0068] 步骤S4、去除加工螺旋角槽步骤中用于夹持弹簧坯料端部的夹持部分，具体采用线切割切断步骤S3加工后的弹簧坯料端部的夹持部分，形成步骤S5中的弹簧坯料4”。

[0069] 步骤S5、沿异形弹簧的螺旋线加工贯穿弹簧坯料4”外表面和内表面的螺旋槽2”，得到弹簧半成品，螺旋槽2”分别与外表面螺旋角槽2和内表面螺旋角槽2’相贯，外表面螺旋
角槽2和内表面螺旋角槽2’经过螺旋槽2”加工去除的部分后，保留下来的就是螺旋槽2”两
侧对称的倒角斜面。

[0070] 所述步骤S5中，采用铣削加工螺旋槽2”，可参考申请号为CN201510054873.5公开的一种异形弹簧的制造方法，过程如下：

[0071] 首先，生成模拟刀头沿异形弹簧螺旋线运动的螺旋展开线，编制数控铣削的加工程序；

[0072] 然后，将步骤S5加工后的弹簧坯料4”通过夹具水平装夹于数控加工中心的转台上，刀具9采用直径大于弹簧成品螺旋间隙的旋转铣刀，如图6中所示，弹簧坯料4”采用图3
中的辅助芯轴进行装夹，一端芯轴固定装夹在转台的卡盘10上，另一端芯轴采用顶尖作为
辅助夹具11，将弹簧坯料4”水平装夹在数控加工中心的机床工作台8上，应用转台水平方向
旋转轴A轴、数控加工中心的水平轴X轴和刀具转轴联动，使刀具9沿着异形弹簧的螺旋线进
行分层铣削，达到贯穿弹簧坯料外表面和内表面的铣削厚度，形成弹簧半成品。

[0073] 步骤S6、经过步骤S5加工后的弹簧半成品为螺旋槽间隙大于标准弹簧成品的螺旋槽间隙的工件。对弹簧半成品进行压缩定型热处理和内、外表面磨削加工，得到具有内外倒
角的弹簧成品4”’。步骤S6的具体方法可参考申请号为CN201510054873.5公开的一种异形
弹簧的制造方法。

[0074] 以下通过一个具体的加工实例对本实施例的实施过程进行说明。

[0075] 选用多轴高速数控加工中心进行本例的异形弹簧机械加工，至少包括X、Y、Z、A轴，其中X、Y轴为数控机床工作台在水平面上的运动，Z轴为数控刀具的垂直方向的运动，A轴为
工件轴的旋转运动，还包括刀具旋转和摆动角度的转轴。

[0076] 步骤S1：角槽深度计算。

[0077] 根据倒角参数、后续磨削余量z和铣削加工的螺旋槽宽度d，确定外表面螺旋角槽的深度h；本实施例中，变截面异形弹簧的螺旋槽设计加工45°倒角，倒角距离为0.5mm，铣削
加工的螺旋槽宽度(即铣刀直径)为1.5mm，预防变形情况，后续磨削余量为1mm。

[0078] 通过图3计算确定坯料外表面螺旋角槽的角槽深度h＝J+z+d/2＝2.25mm，内表面螺旋角槽的角槽深度计算同上。

[0079] 步骤S2：弹簧坯料外表面螺旋角槽加工。

[0080] 将刀具安装在数控加工中心的刀架上固定，利用数控加工中心和刀具对弹簧坯料外表面进行数控车削加工，得到弹簧坯料外表面螺旋角槽；选用H11钢棒料为变截面异形弹
簧的毛坯，根据变截面异形弹簧外形特点，粗车右端面，车外圆直径至尺寸，调头安装，车左
端面保证长度尺寸，车内孔内径至尺寸，加工成弹簧坯料4。

[0081] 首先根据异形弹簧螺旋线方程和外表面螺旋角槽深度，编制外表面螺旋角槽车削加工程序；本例中，生成模拟刀头沿异形弹簧螺旋线运动的螺旋展开线，结合所述角槽深度
设定加工参数，利用CAM软件得到刀具加工轨迹，选择加工刀具，对刀具轨迹进行后置处理，
利用插补法编写加工程序指令，机床的A轴的旋转运动即为弹簧绕中心X轴的旋转运动，机
床X轴的运动即为铣刀相对于弹簧沿水平X轴的运动，即可得到适用于数控加工中心的外表
面螺旋角槽车削加工程序。

[0082] 其次将所述弹簧坯料通过夹具水平安装于数控加工中心工作台；

[0083] 本实施例中，夹具加工成左芯轴1及右芯轴5，端面钻中心孔，左芯轴1，右芯轴5分别从两侧过盈装配于弹簧坯料4的内孔中并相互通过螺纹连接固定，采用三爪卡盘和中心
顶尖方式安装于工作台。根据异形弹簧的装夹方式，弹簧坯料的X轴与机床的X轴重合，弹簧
的Z轴与机床的Z轴重合，需要调节机床的Y轴，使得刀具3的中心与弹簧的中心线重合，以保
证加工精度。

[0084] 然后，刀具3移动到待加工的外表面螺旋角槽2起点。

[0085] 最后，应用机床旋转轴A轴和水平轴X轴联动，刀具3按照设定的进给速度在弹簧坯料外表面沿弹簧螺旋线的轨迹进行外表面螺旋角槽2加工。

[0086] 其中，刀具3为整体合金正方形刀片车刀，车刀的刀头在走刀加工过程中保持固定的车削进刀深度以及与加工表面保持垂直。

[0087] 步骤S3：弹簧坯料内表面螺旋角槽加工。

[0088] 更换刀具6安装在刀架上固定，利用数控加工中心和刀具6对弹簧坯料4’内表面进行数控镗加工，得到弹簧坯料内表面螺旋角槽；刀具6为合金镗刀φ5H7，全长240mm，悬长
150mm。

[0089] 首先，根据异形弹簧螺旋线方程和内表面螺旋角槽深度，编制内孔螺旋槽镗加工程序。

[0090] 其次，将弹簧坯料4’夹紧固定在能驱动坯料旋转和定位的转台7上；

[0091] 然后，刀具6移动到待加工螺旋槽起点；

[0092] 最后，应用机床旋转轴A轴和水平轴X轴联动，刀具6按照设定的进给速度在弹簧坯料4’内表面沿弹簧螺旋线轨迹进行内表面螺旋角槽加工。

[0093] 步骤四：坯料夹持部分去除加工

[0094] 采用线切割切断去除加工有内外螺旋角槽的弹簧坯料两端用于夹持的部分，使弹簧坯料的长度达到设计要求。

[0095] 步骤五：高速铣削加工螺旋槽。

[0096] 将刀具9安装在数控加工中心刀架上固定，利用数控加工中心和铣刀对弹簧坯料沿螺旋线进行数控高速铣削加工螺旋槽，螺旋槽贯穿弹簧坯料的外表面和内表面，作为弹
簧螺距间隙，得到弹簧半成品。具体的加工过程参考申请号为CN201510054873.5公开的一
种异形弹簧的制造方法。

[0097] 首先，生成模拟刀头沿弹簧螺旋线运动的螺旋展开线，选取直径大于异形弹簧产品标准螺距间隙的旋转铣刀作为刀具9，编制数控铣削的加工程序。本例采用直径1.5mm的
直合金铣刀。

[0098] 其次，采用卡盘10和顶尖的方式通过数控车削加工时的辅助夹具11(步骤S2中的芯轴装夹方式)装夹弹簧坯料4”于数控加工中心的工作台8’上；

[0099] 然后，使刀具9沿着螺旋线进行分层铣削。

[0100] 最后，达到铣削的厚度，保证将弹簧坯料从外表面到内表面贯穿切断。

[0101] 本实施例中，数控高速铣削的加工参数是转轴转速12000r/min，进给量2000mm/min，切削深度0.03mm。

[0102] 步骤六：压缩定型热处理和内外表面磨削。

[0103] 对所述弹簧半成品进行压缩定型热处理和内外表面磨削，得到含倒角的异形截面弹簧。

[0104] 具体的加工过程参考申请号为CN201510054873.5公开的一种异形弹簧的制造方法。通过压缩定型夹具压缩所述弹簧半成品螺旋间隙及固定，进行热处理；热处理为在1030
℃真空淬火和两次回火处理，每次回火温度分别为580℃和560℃，保温时间均为45分钟。内
外表面磨削通过机床去除1mm磨削余量，即可得到符合要求的含倒角的变截面异形截面弹
簧。

[0105] 以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的具体工作原理。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更，均
仍属于本发明技术方案的保护范围内。