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高应力悬架弹簧的制造工艺

阅读：738发布：2021-02-28

IPRDB可以提供高应力悬架弹簧的制造工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高应力悬架弹簧的制造工艺，顺序执行以下步骤：精确卷簧步骤：形成高应力悬架弹簧的初成品；回火去应力步骤：对精确卷簧设备产出的初成品进行回火去应力退火；恒温步骤：对去应力之后的初成品进行恒温处理；热压步骤：在加热条件下对恒温后的初成品带热进行压缩；热抛丸步骤：对热压后的初成品带热进行喷丸；应力抛丸步骤：对热喷丸后的初成品在常温下进行应力喷丸，形成半成品；以及对应力抛丸后的半成品进行表面处理步骤，形成弹簧成品。本发明工艺通过在卷簧时对弹簧整体形状进行控制，保证弹簧应力分布的均匀性，并通过热压、热抛丸及应力抛丸等步骤，极大的提高了弹簧的疲劳强度及高应力下负荷的稳定性，从而达到高应力悬架弹簧批量制造的目的。，下面是高应力悬架弹簧的制造工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高应力悬架弹簧的制造工艺，顺序执行以下步骤：精确卷簧步骤：通过精确卷簧设备将原料按设计的几何尺寸进行卷簧，形成高应力悬架弹簧的初成品；

回火去应力步骤：对精确卷簧设备产出的初成品进行回火去应力退火；

恒温步骤：对去应力之后的初成品进行恒温处理；

热压步骤：在加热条件下对恒温后的初成品带热进行压缩；

热抛丸步骤：对热压后的初成品带热进行喷丸；

应力抛丸步骤：对热喷丸后的初成品在常温下进行应力喷丸，形成半成品；

表面保护步骤：对应力抛丸后的半成品进行表面处理，形成弹簧成品。

2.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的精确卷簧步骤是指采用形状对比技术对卷簧初成品的形状进行控制，保证弹簧形状与设计要求一致。

3.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的形状对比技术包括摄像对比技术。

4.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的回火去应力步骤中，加热温度控制在300～400℃之间，时间为30～90分钟。

5.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的恒温步骤中，所述的恒温处理的温度控制在200～350℃之间。

6.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧制造工艺，其特征在于，所述的热压步骤中，采用压力机对恒温后的初成品进行压缩，压缩时弹簧温度应在170～300℃之间,压缩量为弹簧设计高度的1/4～1/3。

7.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的热抛丸步骤是：弹簧在自然状态下带热在抛丸机中进行表面抛丸处理，抛丸时弹簧温度控制在

150～250℃之间，抛丸强度控制在A型阿尔曼试片弧高0.35～0.60内。

8.根据权利要求1所述的一种高应力悬架弹簧的制造工艺，所述的应力抛丸步骤是：再次对弹簧压缩，压缩长度为自然长度的1/3～2/3，在压缩状态下再在抛丸机中进行表面抛丸处理，抛丸强度控制在A型阿尔曼试片弧高0.35～0.60内。

说明书全文

高应力悬架弹簧的制造工艺

技术领域

[0001] 本发明属于制造领域，尤其涉及一种高应力悬架弹簧的制造工艺。

背景技术

[0002] 随着汽车轻量化的推进，汽车零部件所承受的应力水平越来越高。以悬架弹簧为例，由于轻量化、高应力的设计和应用，近20年来，悬架弹簧质量降低约25％，国内汽车悬架弹簧的应力水平由原来普遍的1000MPa以下，提高到了1100MPa以上，最高的已经接近1200MPa。然而1200MPa并非是弹簧轻量化设计的极限，大众即将推出的汽车平台MQB上，悬架弹簧的最高设计应力值已经超过了1300MPa。目前，国内弹簧企业还主要采用常规抛丸加冷压的工艺为主，可制造的弹簧应力水平在1150MPa以下。如何实现高应力悬架弹簧的制造成为国内乃至国际弹簧行业的头等课题。

发明内容

[0003] 本发明的目的为了解决现有的弹簧生产工艺不能满足弹簧日益增加的应力水平问题，而提供的一种高应力悬架弹簧的制造工艺。本发明通过对弹簧形状进行精确控制，并结合热压、热抛丸及应力抛丸工艺，从而提高弹簧的疲劳强度，解决了以往高应力悬架弹簧生产难的问题。

[0004] 本发明采取的技术方案是：一种高应力悬架弹簧的制造工艺，顺序执行以下步骤：精确卷簧步骤：通过精确卷簧设备将原料按设计的几何尺寸进行卷簧，形成高应力悬架弹簧的初成品；
回火去应力步骤：对精确卷簧设备产出的初成品进行回火去应力退火；
恒温步骤：对去应力之后的初成品进行恒温处理；
热压步骤：在加热条件下对恒温后的初成品带热进行压缩；
热抛丸步骤：对热压后的初成品带热进行喷丸；
应力抛丸步骤：对热喷丸后的初成品在常温下进行应力喷丸，形成半成品；
表面保护步骤：对应力抛丸后的半成品进行表面处理，形成弹簧成品。

[0005] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，所述的精确卷簧步骤是指采用形状对比技术对卷簧初成品的形状进行控制，保证弹簧形状与设计要求一致。

[0006] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，所述的形状对比技术包括摄像对比技术。

[0007] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，所述的回火去应力步骤中，加热温度控制在300～400℃之间，时间为30～90分钟。

[0008] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，，所述的恒温步骤中，所述的恒温处理的温度控制在200～350℃之间。

[0009] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，所述的热压步骤中，采用压力机对恒温后的初成品进行压缩，压缩时弹簧温度应在170～300℃之间,压缩量为弹簧设计高度的1/4～1/3。

[0010] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，所述的热抛丸步骤是：弹簧在自然状态下带热在抛丸机中进行表面抛丸处理，抛丸时弹簧温度控制在150～250℃之间，抛丸强度控制在A型阿尔曼试片弧高0.35～0.60内。

[0011] 上述一种高应力悬架弹簧的制造工艺，其中，所述的应力抛丸步骤是：再次对弹簧压缩，压缩长度为自然长度的1/3～2/3，在压缩状态下再在抛丸机中进行表面抛丸处理，抛丸强度控制在A型阿尔曼试片弧高0.35～0.60内。

[0012] 本发明由于采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：1、通过在卷簧时对产品形状进行精确控制，避免因形状不良而产生的应力集中问题；
2、采用热压技术、热抛丸技术及应力抛丸技术，提高了弹簧在高应力下负荷的稳定性及疲劳寿命，从而达到高应力悬架弹簧的批量生产目的。

附图说明

[0013] 图1是本发明的工艺流程示意图。

[0014] 图2是与卷簧机配套使用的控制精确卷簧的弹簧轮廓检测仪的结构原理示意图。

具体实施方式

[0015] 本发明的具体特征性能由以下的实施例结合附图进一步描述。

[0016] 请参阅图1，图1是本发明的工艺流程示意图。本发明一种高应力悬架弹簧的制造工艺，顺序执行以下步骤：对弹簧形状进行控制的精确卷簧步骤1、消除弹簧变形内应力的去应力回火步骤2、使弹簧保持特定温度的恒温步骤3、提高高应力悬架弹簧负荷稳定性及疲劳性能的热压步骤4、提高高应力悬架弹簧疲劳寿命的热抛丸步骤5及应力抛丸步骤6、表面保护步骤7。其中：为了保证卷簧的精度，在精确卷簧步骤中，采用（如摄像对比技术）对卷簧的形状进行控制，可采用某种形状对比技术例如摄像对比技术对弹簧形状进行监控。其原理是将弹簧定位在设备内，通过设备的内摄像头对弹簧形状进行拍摄，将拍摄的影像与设计的弹簧或好的样品影像通过电脑处理进行对比，以保证弹簧形状与设计的一致，避免因形状上的差异引起应力的集中现象。该设备对超出设定范围的部分会在屏幕上显示红色并报警。本实施例是在卷簧机中使用了一种弹簧轮廓检测仪，其结构如图2所示。
包括：包括壳体80、设置在壳体内的检测部件，检测部件包括工控机81、显示屏82、至少一CCD摄像模块83、承载和固定被测工件的驱动旋转部件84、控制旋转角度和控制CCD摄像模块同步拍摄的同步控制器85、以及一报警装置（未图示）。使用中，同步控制器控制伺服电机转动旋转架的旋转角度，即控制被测工件旋转的角度；当转动到设定角度时，控制器通过伺服电机控制该旋转架停止转动，并同步控制CCD摄像模块对处于该角度的被测工件进行拍摄照片；然后继续转动旋转架到设定的第二角度，再拍摄该角度的照片；直至设定的该被
0
测工件旋转一圈（360）的各个角度的照片全部拍完。拍摄完毕后，CCD摄像模块将所有照片通过视频输出线送到工控机中，由工控机的图像拼接处理模块进行拼接。再将拼接的图片与存储在工控机中的标准弹簧图像信息库中的相关图片进行分析对比，得出误差值；再将该误差值与标准公差或偏差设定表进行比对，如果符合要求，则检测通过；如果不符合要求，则表明被测工件存在问题，将信号输出到卷簧机，调整卷簧机卷簧的参数，同时报警。

[0017] 回火去应力的步骤是将弹簧加热至300～400℃之间，保温30～90分钟。恒温步骤将去应力后的弹簧保持在特定温度200～350℃之间，进行恒温处理。热压步骤是将该恒温处理后待有一定温度的弹簧压缩至设计的自然长度的1/4～1/3，使弹簧负荷符合特定要求。热抛丸步骤是将一定温度的弹簧在自然状态下在抛丸机中做表面强化处理，结合应力抛丸步骤，可以大幅的提高弹簧的疲劳强度。应力抛丸步骤中再次对弹簧压缩，压缩长度为自然长度的1/3～2/3，在压缩状态下再在抛丸机中进行表面抛丸处理，抛丸强度控制在A型阿尔曼试片弧高0.35～0.60内。

[0018] 下面结合更加具体的实施例对本发明的高应力悬架弹簧的制造工艺进行详细的说明：实施例一：
通过形状对比技术，调试卷簧程序，使卷制的弹簧形状与设计的形状一致。程序调试到位后，卷制弹簧，并定时抽查样品是否还符合形状要求。卷制后的初成品弹簧通过传送带送入回火炉中进行去应力退火，本实施例回火炉分六个区，一至四区为回火区，5区为过渡区，
6区为恒温区。其中：一区的温度控制在300～380℃左右，二区至四区的温度控制在380～
395℃，五区温度在200～280℃左右，六区的温度控制在200～285℃左右。回火时间为
60分钟。恒温区出来的弹簧经传送带导出，通过机械手放置在热压设备（例如Morita热压机）上进行热压，热压时的温度控制在180～250℃之间，压缩高度为弹簧原长的1/3左右（精确压缩高度跟据最终负荷要求而定），压缩完成后，弹簧恢复自然状态，再通过机械手放入抛丸机进行带热抛丸，抛丸时的温度在160～230℃之间，抛丸强度为A型阿尔曼试片弧高0.42左右。弹簧热抛后进行水冷，接着通过机械手放入应力抛丸机进行应力抛丸，弹簧抛丸时的压缩量为原长的1/2左右，抛丸强度为A型阿尔曼试片弧高0.4左右。从弹簧卷制到应力抛丸结束均采用全自动化作业。应力抛丸后上涂装线进行表面保护处理。

[0019] 实施例二：通过形状对比技术，调试卷簧程序，使卷制的弹簧形状与设计的形状一致。程序调试到位后，卷制弹簧，并定时抽查样品是否还符合形状要求。卷制后的弹簧通过传送带送入回火炉中进行去应力退火，回火炉分四个区，一区温度控制在300～385℃左右，二区温度控制在385～400℃左右，三区为温度控制在300～350左右，四区为恒温区，温度控制在
300～350℃左右; 回火时间为30分钟。恒温区出来的弹簧经传送带导出，通过机械手放置在Morita热压设备上进行热压，热压时的温度在220～300℃之间，压缩高度为弹簧原长的1/3左右（精确压缩高度跟据最终负荷要求而定），压缩完成后，弹簧恢复自然状态，再通过机械手放入新东抛丸机带热进行抛丸，抛丸时的温度在180～250℃之间，抛丸强度为A型阿尔曼试片弧高0.35左右。弹簧热抛后进行水冷，接着通过机械手放入新东应力抛丸机进行应力抛丸，弹簧抛丸时的压缩量为原长的1/2左右，抛丸强度为A型阿尔曼试片弧高
0.35左右。从弹簧卷制到应力抛丸结束均采用全自动化作业。应力抛丸后上涂装线进行表面保护处理。

[0020] 实施例三：通过形状对比技术，调试卷簧程序，使卷制的弹簧形状与设计的形状一致。程序调试到位后，卷制弹簧，并定时抽查样品是否还符合形状要求。卷制后的弹簧通过传送带送入回火炉中进行去应力退火，回火炉分五个区，一区温度控制在300～370℃左右，二至三区温度控制在370～385℃左右，四区为过度区，温度控制在200～250℃左右，五区为恒温区，温度控制在200～250℃左右; 回火时间为90分钟。恒温区出来的弹簧经传送带导出，通过机械手放置在Morita热压设备上进行热压，热压时的温度在170～230℃之间，压缩高度为弹簧原长的1/4左右（精确压缩高度跟据最终负荷要求而定），压缩完成后，弹簧恢复自然状态，再通过机械手放入新东抛丸机带热进行抛丸，抛丸时的温度在150～210℃之间，抛丸强度为A型阿尔曼试片弧高0.55左右。弹簧热抛后进行水冷，接着通过机械手放入新东应力抛丸机进行应力抛丸，弹簧抛丸时的压缩量为原长的1/2左右，抛丸强度为A型阿尔曼试片弧高0.55左右。从弹簧卷制到应力抛丸结束均采用全自动化作业。应力抛丸后上涂装线进行表面保护处理。

[0021] 本发明高应力悬架弹簧的制造工艺，用于制造生产高应力悬架弹簧。通过该工艺的采用，可以使更高应力的弹簧达到规定的疲劳寿命要求，满足汽车弹簧轻量化高应力发展的要求。

标题	发布/更新时间	阅读量
安装弹簧-专利编号CN104132085A	2020-05-12	867
弹簧机-专利编号CN106493267A	2020-05-13	696
弹簧吊钩-专利编号CN102275814A	2020-05-12	681
液力弹簧-专利编号CN1481482A	2020-05-12	611
压缩弹簧-专利编号CN108679139A	2020-05-11	1075
弹簧轴承-专利编号CN104179806A	2020-05-11	722
弹簧元件-专利编号CN104653690B	2020-05-13	129
空气弹簧-专利编号CN106989132A	2020-05-13	684
螺旋弹簧-专利编号CN108370003A	2020-05-11	634
气弹簧-专利编号CN107314074A	2020-05-11	848

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