汽车钢板弹簧多段回火工艺的制作方法

本发明属于钢板弹簧的热处理回火工艺技术领域，具体涉及一种汽车钢板弹簧多段回火工艺。

背景技术：

目前，在实际生产过程中，钢板弹簧的回火工艺一般为单次回火，但是这类钢的回火不能用一次较长时间的回火代替多次短时间的回火。这是因为残余奥氏体转变为马氏体是在回火冷却过程中进行的。因此，在每次回火后，都要保温一段时间后空冷至室温，再进行下一次回火。否则，容易产生回火不足的现象（回火不足是指钢中残余奥氏体未完全消除）。

此外，现在的钢板弹簧的回火工艺无法做到数字化监控，并且在回火之后的温度曲线也无法实现精确控制，令其与预期的设计工艺温度曲线相符合，最终无法得到期望的材料组织及性能，令实际得到的钢板弹簧的各项性能与设计预期有一定的落差。

鉴于此，申请人设计了一整套多段回火的工艺，配合专用设备，回火冷却温度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的温度曲线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升钢板弹簧的成品质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车钢板弹簧多段回火工艺，配合专用设备，回火冷却温度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的温度曲线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升钢板弹簧的成品质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种汽车钢板弹簧多段回火工艺，其特征在于包括如下步骤

（1）将钢板弹簧放置到进料输送带上，输送至回火箱内；

（2）机械手夹持钢板弹簧并将其放置到相应的回火炉中，进行加热，加热到临界温度以下，进行保温；

（3）机械手将完成回火的钢板弹簧夹持提出回火炉；

（4）通过机械手上的红外线测温仪检测钢板弹簧的表面温度，达到预设的加热温度后，机械手将钢板弹簧放置到出料输送带上，并通过出料输送带将钢板弹簧输送到冷却仓中，调整冷却仓内的空气温度和流速，令钢板弹簧根据冷却温度的工艺设计，按照不同的速度曲线冷却；通过冷却仓中的红外线测温仪，实时检测钢板弹簧的实时温度和冷却速度，并通过数字化终端控制器及时调整冷却仓的空气温度，配合钢板弹簧的冷却要求；

（5）当钢板弹簧达到预设的冷却温度后，由出料输送带重新运回到回火箱内，通过机械手夹持钢板弹簧，将其放置到相应的回火炉中，进行再次回火作业；

（6）重复上述步骤（2）至（5）两到三遍，完成对钢板弹簧的多段回火。

优选的，在回火箱中设置三个以上的回火炉，每个回火炉的加热温度区间设置不同。

优选的，所述回火炉包括炉体，在炉体内设置金属加热保温板，在炉体底部安装感应加热线圈，所述感应加热线圈连接高频电源。

优选的，还包括回火设备，所述回火设备包括回火箱、回火炉、电动转轮、吊装设备和机械手；所述回火炉设置在回火箱的下部；所述电动转轮安装在回火箱的顶壁上，在电动转轮上通过吊装设备安装三个以上的机械手，所述电动转轮能够带动吊装设备和机械手在回火炉上方转动，吊装设备能够带动机械手做上下运动，机械手能够自动松开或夹紧钢板弹簧，并在吊装设备的带动下将钢板弹簧放入和提出回火炉；所述回火箱上开设进料口和出料口，所述进料口通过进料输送带衔接料仓，所述出料口连接冷却仓；在进料口上安装进料输送带，所述进料输送带能够将钢板弹簧输送到回火炉旁；在出料口上安装出料输送带，所述出料输送带能够将钢板弹簧从回火炉旁输送到冷却仓中。

优选的，所述机械手上设置红外线测温仪；在冷却仓中设置红外线测温仪。

优选的，还包括数字化终端控制器，机械手和冷却仓上的红外线测温仪连接数字化终端控制器，数字化终端控制器连接并控制回火炉的加热温度，冷却仓中空气的温度和风速，以及冷却油的温度和流速。

优选的，所述进料输送带通过进料支撑架安装在进料旋转动力装置上，所述进料旋转动力装置能够带动进料输送带做旋转运动，令其与不同的料仓相衔接；所述旋转动力装置安装在进料装置移动滑轨上，并能沿滑轨移动；在所述的进料口上安装电动门；

还包括风冷装置，在冷却仓上开设风孔，所述风冷装置通过风管连接风孔；所述出料输送带通过出料支撑架安装在出料旋转动力装置上，所述出料旋转动力装置能够带动出料输送带做旋转运动，令出料旋转动力装置带动钢板弹簧靠近或者远离风孔，从而调节钢板弹簧周围的空气温度和流速，控制钢板弹簧的冷却速度。

优选的，所述机械手包括固定架，在固定架的两侧通过铰接轴铰接卡钳，所述卡钳上开设弧形槽；在弧形槽内设置滑块，所述滑块能够沿弧形槽往复移动；在固定架上安装滑轨，在滑轨内设置电动滚轮；还包括拉条，拉条的一端连接滑块，拉条的另一端连接电动滚轮；所述电动滚轮能够沿滑轨往复运动，同时通过拉条带动两侧的卡钳对钢板弹簧的收放运动。

优选的，所述机械手还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一和第二拉紧条、第一和第二拉紧轮、第一和第二拉紧电机；两个拉紧轮同轴安装在中轴上，所述中轴吊装在固定架上；第一和第二拉紧轮分别连接第一和第二拉紧电机；第一拉紧条的一端铰接在一侧卡钳上，第一拉紧条的另一端铰接在第一拉紧轮上；第二拉紧条的一端铰接在另一侧的卡钳上，第二拉紧条的另一端铰接在第二拉紧轮上；第一和第二拉紧电机的旋转方向相反；当第一拉紧电机正向旋转，第二拉紧电机反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡钳进一步收紧，能够将钢板弹簧夹持牢固；当需要松开钢板弹簧时，第一拉紧电机反向旋转，第二拉紧电机正向旋转，第一和第二拉紧条与两侧卡钳同时向两侧移动。

优选的，所述机械手还包括滑移稳定装置；所述滑移稳定装置包括滑移架，在滑移架上开设滑移孔；在固定架上开设吊装孔，所述中轴穿过吊装孔连接栓头，在吊装孔和栓头之间的中轴上串装上弹簧、滑移架和下弹簧；在滑移架两侧的固定架上分别设置钢丝轮，所述钢丝轮上盘绕钢丝，两侧钢丝通过涨紧装置连接滑移架的两侧；

所述涨紧装置包括穿线孔，所述穿线孔的上下两端通过悬吊弹簧安装在固定架上，钢丝穿过穿线孔；

涨紧装置还包括穿线器、立杆、横杆和平衡复位弹簧，所述立杆的上端固定在固定架上，立杆的下端铰接横杆的中部，横杆的一端通过平衡复位弹簧连接固定架，穿线器安装在横杆的另一端；所述穿线器内设置钢丝滑轮，钢丝滑轮滑动承托钢丝。

本发明的有益效果是：

1、申请人设计的整套多段回火工艺，配合专用设备，在每次回火后，都要进行合理的保温和冷却，再进行下一次回火，避免产生回火不足的现象。回火工艺温度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的温度曲线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升钢板弹簧的成品质量。

2、本发明所述的回火设备在操作实施中实现全程自动化，减少人工消耗，工人无需近距离接触回火环境，只需远程操作即可，安全和健康系数高。此外，全自动设备降低了生产成本，适合小样试件也可大规模量产。

3、本发明经过小试，中试、批量试制和生产，取得商业化成功，实施投产成本低，实用性能良好，适宜在业界推广普及。

附图说明

图1是回火设备的结构示意图；

图2是机械手的结构示意图；

图3是机械手的涨紧装置的结构示意图；

图4是第一和第二拉紧轮以及第一和第二拉紧电机的安装结构示意图；

图中：1、机械手；1.1、固定架；1.2、铰接轴；1.3、弧形槽；1.4、第一拉紧条；1.5、卡钳；1.6、第二拉紧条；1.7、中轴；1.8、第一拉紧轮；1.9、第二拉紧轮；1.10、滑块；1.11、拉条；1.12、电动滚轮；1.13、横杆；1.14、立杆；1.15、吊装孔；1.16、下弹簧；1.17、滑移架；1.18、上弹簧；1.19、栓头；1.20、穿线器；1.21、平衡复位弹簧；1.22、吊装弹簧；1.23、穿线孔；1.24、钢丝轮；1.25、第一拉紧电机；1.26、第二拉紧电机；

2、风孔；3、出料输送带；4、出料旋转动力装置；5、金属加热保温板；6、回火炉；7、进料装置移动滑轨；8、进料旋转动力装置；9、进料支撑架；10、进料输送带；11、吊装设备；12、电动转轮；13、回火箱。

具体实施方式

本发明所述一种汽车钢板弹簧多段回火工艺，包括如下步骤：

（1）将钢板弹簧放置到进料输送带上，输送至回火箱内；

（2）机械手夹持钢板弹簧并将其放置到相应的回火炉中，进行加热，加热到临界温度以下，进行保温；

（3）机械手将完成回火的钢板弹簧夹持提出回火炉；

（4）通过机械手上的红外线测温仪检测钢板弹簧的表面温度，达到预设的加热温度后，机械手将钢板弹簧放置到出料输送带上，并通过出料输送带将钢板弹簧输送到冷却仓中，调整冷却仓内的空气温度和流速，令钢板弹簧根据冷却温度的工艺设计，按照不同的速度曲线冷却；通过冷却仓中的红外线测温仪，实时检测钢板弹簧的实时温度和冷却速度，并通过数字化终端控制器及时调整冷却仓的空气温度，配合钢板弹簧的冷却要求；

（5）当钢板弹簧达到预设的冷却温度后，由出料输送带重新运回到回火箱内，通过机械手夹持钢板弹簧，将其放置到相应的回火炉中，进行再次回火作业；

（6）重复上述步骤（2）至（5）两到三遍，完成对钢板弹簧的多段回火。

在回火箱中设置三个以上的回火炉，每个回火炉的加热温度区间设置不同。根据多段回火工艺要求，每次回火步骤可以将其放置到不同的回火炉中。

所述回火炉包括炉体，在炉体内设置金属加热保温板，在炉体底部安装感应加热线圈，所述感应加热线圈连接高频电源。通过感应加热的方式，精确控制钢板弹簧的加热温度。升温结束后，即便关闭高频电源，炉体内的金属加热保温板能够起到保温的作用，令钢板弹簧升温后保持一段时间，有助于更加有效的消除金属的内部应力，优化钢板弹簧的组织和性能。

还包括回火设备，所述回火设备包括回火箱、回火炉、电动转轮、吊装设备和机械手；所述回火炉设置在回火箱的下部；所述电动转轮安装在回火箱的顶壁上，在电动转轮上通过吊装设备安装三个以上的机械手，所述电动转轮能够带动吊装设备和机械手在回火炉上方转动，吊装设备能够带动机械手做上下运动，机械手能够自动松开或夹紧钢板弹簧，并在吊装设备的带动下将钢板弹簧放入和提出回火炉；所述回火箱上开设进料口和出料口，所述进料口通过进料输送带衔接料仓，所述出料口连接冷却仓；在进料口上安装进料输送带，所述进料输送带能够将钢板弹簧输送到回火炉旁；在出料口上安装出料输送带，所述出料输送带能够将钢板弹簧从回火炉旁输送到冷却仓中。

所述机械手上设置红外线测温仪；在冷却仓中设置红外线测温仪。

还包括数字化终端控制器，机械手和冷却仓上的红外线测温仪连接数字化终端控制器，数字化终端控制器连接并控制回火炉中回火液的温度，冷却仓中空气的温度和风速。

所述进料输送带通过进料支撑架安装在进料旋转动力装置上，所述进料旋转动力装置能够带动进料输送带做旋转运动，令其与不同的料仓相衔接；所述旋转动力装置安装在进料装置移动滑轨上，并能沿滑轨移动；在所述的进料口上安装电动门；

还包括风冷装置，在冷却仓上开设风孔，所述风冷装置通过风管连接风孔；所述出料输送带通过出料支撑架安装在出料旋转动力装置上，所述出料旋转动力装置能够带动出料输送带做旋转运动，令出料旋转动力装置带动钢板弹簧靠近或者远离风孔，从而调节钢板弹簧周围的空气温度和流速，控制钢板弹簧的冷却速度。

如图2所示，所述机械手包括固定架，在固定架的两侧通过铰接轴铰接卡钳，所述卡钳上开设弧形槽；在弧形槽内设置滑块，所述滑块能够沿弧形槽往复移动；在固定架上安装滑轨，在滑轨内设置电动滚轮；还包括拉条，拉条的一端连接滑块，拉条的另一端连接电动滚轮；所述电动滚轮能够沿滑轨往复运动，同时通过拉条带动两侧的卡钳对钢板弹簧的收放运动。

所述机械手还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一和第二拉紧条、第一和第二拉紧轮、第一和第二拉紧电机；两个拉紧轮同轴安装在中轴上，所述中轴吊装在固定架上；第一和第二拉紧轮分别连接第一和第二拉紧电机；第一拉紧条的一端铰接在一侧卡钳上，第一拉紧条的另一端铰接在第一拉紧轮上；第二拉紧条的一端铰接在另一侧的卡钳上，第二拉紧条的另一端铰接在第二拉紧轮上；第一和第二拉紧电机的旋转方向相反；当第一拉紧电机正向旋转，第二拉紧电机反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡钳进一步收紧，能够将钢板弹簧夹持牢固；当需要松开钢板弹簧时，第一拉紧电机反向旋转，第二拉紧电机正向旋转，第一和第二拉紧条与两侧卡钳同时向两侧移动。

所述机械手还包括滑移稳定装置；所述滑移稳定装置包括滑移架，在滑移架上开设滑移孔；在固定架上开设吊装孔，所述中轴穿过吊装孔连接栓头，在吊装孔和栓头之间的中轴上串装上弹簧、滑移架和下弹簧；在滑移架两侧的固定架上分别设置钢丝轮，所述钢丝轮上盘绕钢丝，两侧钢丝通过涨紧装置连接滑移架的两侧。

如图3所示，所述涨紧装置包括穿线孔，所述穿线孔的上下两端通过悬吊弹簧安装在固定架上，钢丝穿过穿线孔。

涨紧装置还包括穿线器、立杆、横杆和平衡复位弹簧，所述立杆的上端固定在固定架上，立杆的下端铰接横杆的中部，横杆的一端通过平衡复位弹簧连接固定架，穿线器安装在横杆的另一端；所述穿线器内设置钢丝滑轮，钢丝滑轮滑动承托钢丝。

所述回火设备在使用时，待处理的不同型号的钢板弹簧，分别放置在不同的料仓中，需要处理哪种型号的钢板弹簧，只需通过旋转动力装置带动支撑架和进料输送带旋转对接相对应的料仓。进料输送带将钢板弹簧从料仓取出，并输送到回火箱中。

电动转轮带动吊装设备和机械手旋转对准待处理的钢板弹簧，吊装设备带动机械手下移。机械手上的两个电动滚轮向外侧移动，同时通过拉杆带动滑块沿弧形槽移动，令两侧的卡钳张开，机械手的两侧卡钳位于钢板弹簧两侧时，电动滚轮向内侧滚动，同时带动拉杆和滑块回收，机械手的两侧卡钳夹持住钢板弹簧。第一拉紧电机正向旋转，第二拉紧电机反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡钳进一步收紧，能够将钢板弹簧夹持牢固。滑移稳定装置能够令夹紧装置收紧时，提供上下移动的收缩弹性，而涨紧装置能够提拉收紧装置，增加收紧装置的运动稳定性。

申请人设计的整套多段回火工艺，配合专用设备，在每次回火后，都要进行合理的保温和冷却，再进行下一次回火，避免产生回火不足的现象。回火工艺温度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的温度曲线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升钢板弹簧的成品质量。

需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。