专利名称：腰鼓型弹簧的卷制工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种巻制弹簧的工艺方法，尤其是指一种能提高弹簧质量的腰鼓 型弹簧的巻制工艺。
背景技术：
一般用于汽车后桥中的弹簧都是采用巻制成圓柱型的弹簧，这种圓柱型的弹 簧的产品由于线径一样，本身较重，体积也大，用于汽车后桥中，后座乘客的舒适 感也受到影响。因此，目前业内有采用线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变 的并能减轻弹簧产品本身重量的腰鼓型弹簧。腰鼓型弹簧的巻制成型采用的工艺有热巻工艺及冷巻工艺。一般，热巻工艺分两种， 一种就是一端带有小圈的，直接一次巻制成型成半腰鼓型的弹簧；第二种是两端都有小圏，在一次成型的基础上采用猪尾成型机两次 巻制，但该种巻制方式受猪尾成型机的限制，最多只能旋转2. 5圏，对于两端过渡 圈都大于2. 5圈的弹簧而言是不适用的。对于该种两端过渡圏都大于2.5的腰鼓弹簧，如果不是变截面的话可采用冷 巻工艺，如果是变截面的话，就只能采用热巻的形式。因此，巻制两端过渡圏都大 于2.5，且线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变的腰鼓弹簧的热巻工艺是业 内急需研究的课题。发明内容本发明的目的是为了解决上迷问题，提供一种腰鼓型弹簧的巻制工艺，是一 种巻制工艺简单、巻制质量高、速度快，巻制的腰鼓型弹簧的两端过渡圈都可以大 于2. 5,且线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变的腰鼓弹簧的热巻工艺。本发明的目的是这样实现的， 一种腰鼓型弹簧的巻制工艺，是热巻制成型的 加工工艺，其特征在于包括以下几个流程第一流程棒料车削，将成捆的坯料通过车削的方式剥成多根从两端起变线 径的棒料，即从两端起线径从小逐步变大的棒料；第二流程棒料加热，用加热炉对上述经车削后线径不同的每根棒料进行加 热处理；第三流程热巻成腰鼓型弹簧，对上述经加热后的每根棒料通过下列三个步 骤的热成型工艺进行加工第1步骤，先在第一台巻簧机上将被巻制的棒料从一端开始将整段 棒料的一部分巻制数圏成半腰鼓型的弹簧，利用机械手进行抽芯；第2步骤，再用机械手把上述被巻制的该根棒料的另一端放到第二 台巻簧机上将剩下的尚未巻制的棒料巻制数圈成另 一半腰鼓型的弹簧， 此时，棒料两头已分别形成半腰鼓型弹簧，中间留置一段未巻制的直线 段，该直线段的长度是下步冲压成为弹簧圈的内径的弧长；第3步骤，最后将上述在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段 未巻制的直线段的半成品腰鼓型弹簧进行抽芯，中间剩余的直线段部分 用冲床冲压成直径最大的圈型后成为两端为锥形，中间部分最大，两端 起变线径的腰鼓型弹簧； 第四流程弹簧淬火和回火，对上述热巻制成的腰鼓型弹簧在淬火池中进行 淬火表面处理，然后放入回火炉中进行回火，而成为所需的腰鼓型弹簧成品。所述从两端起变线径的棒料是指从两端起线径从小逐步变大，中间为最大 的棒料。所述的加热炉对棒料加热时对每根棒料的各不同线径段采用不同的加热 温度，对线径小的部分加热温度高，对线径大的部分加热温度低。所述沖床的上冲模的形状采用带有凸弧的冲头，冲头凸弧的弧长与形状与 所述剩余的直线段部分要巻制成的弹簧最大圈的内周完全贴合。所述冲床的下冲模的形状采用带有凹槽的底座，底座凹槽的槽长与形状与 所述剩余的直线段部分要巻制成的弹簧最大圈的外周完全贴合。本发明的效果本发明的腰鼓型弹簧的巻制工艺巻简单、巻制质量高，巻制的腰鼓型弹簧的 两端过渡圏都可以大于2.5，且线径(截面)、外径、刚度、节距都能改变，弹簧产品的节距和形状稳定，提高了产品的质量。另外，使用本发明工艺制作的腰鼓型 弹簧用于汽车后桥中，与以往的圆柱型弹簧相比，既兼顾了车辆的操控性，又可以提高后座乘客的舒适性，其次对减轻整车的重量以及增大汽车后备箱的有效空间也 起到了不可忽略的作用。为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本 发明进行详细的描述。
图1为本发明的腰鼓型弹簧的巻制工艺的流程示意图。图2为采用本发明的工艺制成的腰鼓型弹簧的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例的附图，对本发明的腰鼓型弹簧的巻制工艺的实施方式进行 详细i兌明。图1为本发明的腰鼓型弹簧的巻制工艺的流程示意图。本发明的腰鼓型弹簧的热巻制成型加工工艺分成以下几个流程。第一流程棒料车削将成捆的坯料通过车削的方式剥成多根从两端起变线径的棒料，即从两端起 线径从小逐步变大，中间为最大的棒料，每根棒料是每根腰鼓型弹簧的坯料。 第二流程棒料加热用加热炉对上述经车削后线径不同的每根棒料进行加热处理，由于车削后的 每根棒料本身的线径粗细不一 ，因此对每根棒料的各不同线径段必须采用不同的加 热温度，这由于在后续的巻制过程中，通过一段时间的巻制后，导致料细的部分不 能以足够高的温度进入淬火池淬火(后面将要说明的淬火工艺)，从而产生硬度不 均的情况，为此，本实施例选用热巻中频炉或电阻炉加热，现有的热巻中频炉或电 阻炉可以自动对一根棒料的不同的线径段进行不同温度的加热，对线径小的部分加 热温度高，对线径大的部分加热温度低，以使一根棒料的不同的线径段在后道的巻 制及淬火工序中能均匀巻制以及均匀淬火。第三流程热巻成腰鼓型弹簧对上述经加热后的每根棒料通过三个步骤的热成型工艺进行加工第1步骤，先在第一台巻簧机上将被巻制的棒料从一端开始将整段棒料的一 部分巻制数圏成半腰鼓型的弹簧，利用机械手进行抽芯。第2步骤，用机械手把上述被巻制的该根棒料的另一端放到第二台巻簧机上 将剩下的尚未巻制的棒料也巻制数圈成另一半腰鼓型的弹簧，此时，该根棒料的两 头已分别按设计的巻制圈数形成半腰鼓型弹簧，在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间 留置一段未巻制的直线段，该直线段的长度应该是下步冲压成为弹簧圏的内径的弧 长， 一般是指两头形成的半腰鼓型的弹簧中直径最大一圏弹簧圈的周长，该直线部 分绕成的圏数和两端之前巻制两个半腰鼓型的的圈数之和应为弹簧的总圈数。上述第 一 台巻簧机上巻制的棒料长度以及第二台巻簧机上巻制的棒料长度根 据不同的需要而定，即两头形成的半腰鼓型的弹簧可以是对称的，也可以是不对称 的。上述第一台巻簧机以及第二台巻簧机可以是带有芯棒的数控巻簧机，也可以 是靠模和芯棒相组合的巻簧机。例，上述第一台巻簧机采用的是带有芯棒的数控巻 簧机，而第二台巻簧机采用靠模和芯棒相组合的巻簧机。也可以是第一台巻簧机采 用靠模和芯棒相组合的巻簧机，而第二台巻簧机采用是带有芯棒的数控巻簧机。也 可以两台巻簧机同时使用带有芯棒的数控巻簧机或同时使用靠模和芯棒相组合的 巻簧机。第3步骤，最后将上述在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段未巻制的 直线段的半成品腰鼓型弹簧利用机械手进行抽芯，使半成品腰鼓型弹簧脱离第 一 台 锥形巻簧机及第二台锥形巻簧机，中间剩余的直线段部分用冲床沖压成直径最大的 圈型后成为如图2所示的弹簧圈是两端为锥形，中间部分最大，弹簧线径是两端起 变线径(从小逐步变大)的腰鼓型弹簧。上述三段成型为腰鼓型弹簧容易出现多处拐点，或者形成压痕，因此冲床 的上下冲模的形状及长度很重要，冲床的上沖模采用带有凸弧的沖头，沖床的下冲模采用带有凹槽的底座。冲头凸弧的弧长与形状与剩余的直线段部分应完全贴合，即冲头凸弧的弧 长与形状与剩佘的直线段部分要巻制成的弹簧最大图的内周完全贴合，如果不完全贴合，会使弹簧的节距不均，甚至产生多处拐点，留下较深的压痕。同样， 底座上的凹槽的槽长与形状与剩余的直线段部分应完全贴合，即底座凹槽的槽 长与形状与剩余的直线段部分要巻制成的弹簧最大圈的外周完全贴合，如果不完全贴合，也会使弹簧的节距不均，甚至产生多处拐点，留下较深的压痕。第四流程弹簧淬火和回火最后是根据不同的要求对上述热巻制成的腰鼓型弹簧在淬火池中进行淬火表 面处理，然后放入回火炉中进行回火，而成为所需的腰鼓型弹簧成品。巻制的腰鼓 型弹簧成品两端过渡图都可以大于2. 5 (也可以小于2. 5)，且线径、外径、刚度、 节距都能改变。本发明中为进一步改善弹簧成品硬度不均的问题，取消了巻制设备的延迟时 间，有效提高了巻制速度，全过程从原先的60秒加快到现在的45秒，如果从第一 流程中将成捆的坯料通过车削后的一根根弹簧坯料经过上述第二到第四流程是流 水作业的话，平均每件占时只需30秒。全程的数控加工，使得腰鼓型弹簧成品的节距和形状都趋于稳定。 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发 明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述 实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1. 一种腰鼓型弹簧的卷制工艺，是热卷制成型的加工工艺，其特征在于包括以下几个流程第一流程棒料车削，将成捆的坯料通过车削的方式剥成多根从两端起变线径的棒料，即从两端起线径从小逐步变大的棒料；第二流程棒料加热，用加热炉对上述经车削后线径不同的每根棒料进行加热处理；第三流程热卷成腰鼓型弹簧，对上述经加热后的每根棒料通过下列三个步骤的热成型工艺进行加工第1步骤，先在第一台卷簧机上将被卷制的棒料从一端开始将整段棒料的一部分卷制数圈成半腰鼓型的弹簧，利用机械手进行抽芯；第2步骤，再用机械手把上述被卷制的该根棒料的另一端放到第二台卷簧机上将剩下的尚未卷制的棒料卷制数圈成另一半腰鼓型的弹簧，此时，棒料两头已分别形成半腰鼓型弹簧，中间留置一段未卷制的直线段，该直线段的长度是下步冲压成为弹簧圈的内径的弧长；第3步骤，最后将上述在两头形成的半腰鼓型的弹簧中间留置一段未卷制的直线段的半成品腰鼓型弹簧进行抽芯，中间剩余的直线段部分用冲床冲压成直径最大的圈型后成为两端为锥形，中间部分最大，两端起变线径的腰鼓型弹簧；第四流程弹簧淬火和回火，对上述热卷制成的腰鼓型弹簧在淬火池中进行淬火表面处理，然后放入回火炉中进行回火，而成为所需的腰鼓型弹簧成品。
2、 如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的巻制工艺，其特征在于 所述从两端起变线径的棒料是指从两端起线径从小逐步变大，中间为最大的棒料。
3、 如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的巻制工艺，其特征在于所述的加热炉对棒料加热时对每根棒料的各不同线径段采用不同的加热温度，对线径小的部分加热温度高，对线径大的部分加热温度低。
4、 如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的巻制工艺，其特征在于 所述沖床的上沖模的形状采用带有凸弧的沖头，沖头凸弧的弧长与形状与所述剩余的直线段部分要巻制成的弹簧最大圏的内周完全贴合。
5、 如权利要求1所示的腰鼓型弹簧的巻制工艺，其特征在于 所迷冲床的下沖模的形状采用带有凹槽的底座，底座凹槽的槽长与形状与所述剩余的直线段部分要巻制成的弹簧最大圈的外周完全贴合。
全文摘要
腰鼓型弹簧的卷制工艺，是一种热卷制成型工艺，包括第一流程将坯料车削成多根从两端起变线径的棒料；第二流程将车削后的棒料进行加热；第三流程用三个步骤将加热后的棒料热卷成腰鼓型弹簧在第一台卷簧机上将棒料从端开始的一部分卷制成半腰鼓型弹簧，在第二台卷簧机上将棒料另一端开始卷制与其对称的另一半腰鼓型的弹簧，中间留出一段直线部分，将该直线段部分冲压成预定外径后成为腰鼓型弹簧；第四流程对热卷制成的腰鼓型弹簧在进行淬火和回火处理，成为腰鼓型弹簧成品。本发明卷制工艺简单、卷制质量高、速度快，卷制的腰鼓型弹簧的两端过渡圈都可以大于2.5，且线径、外径、刚度、节距都能改变。
文档编号B21F3/00GK101269396SQ20071003830
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月22日 优先权日2007年3月22日
发明者梁彦敏 申请人:上海汽车股份有限公司中国弹簧厂