一种钢板弹簧的喷丸方法及预压夹具与流程

[0001]
本发明涉及钢板弹簧喷丸技术领域，具体涉及一种钢板弹簧的喷丸方法及预压夹具。


背景技术：

[0002]
目前，钢板弹簧喷丸强化分为一般喷丸和应力喷丸。一般喷丸处理时,钢板在自由状态下,用高速钢丸打击钢板的表面,使其表面产生残余压应力,增加其使用寿命。应力喷丸处理是将钢板在一定的作用力下的预先弯曲变形,然后进行喷丸处理,使其表面产生残余压应力。应力喷丸所产生的残余压应力要远高于一般喷丸。而应力喷丸目前存在两个不足点：1.预加变形量(即预加应力)过小，其表面产生的残余压应力也较小；2.预加变形量(即预加应力)过大，对其钢板表面的脱碳层产生破坏，易造成早期断裂。目前板簧技术上对应力喷丸预加变形量(即预加应力)的研究较为不足。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种钢板弹簧的喷丸方法及预压夹具，解决现有技术中的直接强化应力喷丸易造成钢板弹簧表面脱碳层产生破坏的技术问题。
[0004]
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种钢板弹簧的喷丸方法，包括如下步骤：
[0005]
第一步，对钢板弹簧的凹弧面进行一般喷丸，消除表面微裂纹，提升表面脱碳层屈服强度，为更大强度应力喷丸做准备；
[0006]
第二步，对所述钢板弹簧的凹弧面进行强化应力喷丸；
[0007]
其中，所述应力喷丸包括对所述钢板弹簧的预压步骤及所述预压步骤之后的喷丸步骤，所述预压步骤使所述钢板弹簧在最大作用力下预先弯曲变形即弧高减小f
max
。
[0008]
本发明还提供了一种钢板弹簧喷丸预压夹具，其特征在于，包括：
[0009]
压力机构，所述压力机构包括第一动力源、安装架、第一压紧部、第二压紧部，所述第一压紧部的上端与所述安装架连接，所述第二压紧部为两个，两个所述第二压紧部分别设置于所述第一压紧部的两侧，并且所述第二压紧部的下端高于所述第一压紧部的下端，所述第一动力源与所述安装架驱动连接，并驱动所述安装架沿竖直方向运动；
[0010]
定型小车，所述定型小车包括基座及卡接部，所述卡接部为两个，两个所述卡接部对称设置于所述基座的两侧，所述基座内设置有驱动两个所述卡接部进行伸缩运动的第二动力源，每个所述卡接部均包括伸缩杆、立柱及压块，所述伸缩杆水平布置，所述伸缩杆的一端滑动内置于所述基座，并与所述第二动力源驱动连接，所述立柱的下端与所述伸缩杆远离所述基座一端固定连接，所述压块水平布置，所述压块的一端与所述立柱的上端固定连接、所述压块的另一端朝靠近基座的方向延伸形成；
[0011]
所述的钢板弹簧喷丸预压夹具用于执行所述的钢板弹簧的喷丸方法中的所述预
压步骤。
[0012]
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：先对钢板弹簧进行一般喷丸，随后在对钢板弹簧进行强化应力喷丸，上述步骤将喷丸分成两步，逐渐将钢板弹簧的表面残余内应力提高，避免了直接强化应力喷丸造成的钢板弹簧的表面残余内应力变化较大，造成钢板弹簧表面脱碳层产生破坏。
附图说明
[0013]
图1是本发明提供的钢板弹簧喷丸预压夹具一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
[0014]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0016]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0017]
本实施例提供了一种钢板弹簧的喷丸方法，包括如下步骤：
[0018]
第一步，对钢板弹簧的凹弧面进行一般喷丸，消除表面微裂纹，提升表面脱碳层屈服强度，为更大强度应力喷丸做准备；
[0019]
第二步，对所述钢板弹簧1的凹弧面进行强化应力喷丸；
[0020]
其中，所述应力喷丸包括对所述钢板弹簧1的预压步骤及所述预压步骤之后的喷丸步骤，所述预压步骤使所述钢板弹簧1产生预加变形，具体的，可以理解为应力喷丸是需要先保证所述钢板弹簧1的弧高减小，并且在维持钢板弹簧1的弧高减小的状态下对钢板弹簧1的凹弧面进行喷丸。
[0021]
具体操作时，先对钢板弹簧1进行一般喷丸，随后在对钢板弹簧1进行强化应力喷丸，上述步骤将喷丸分成两步，逐渐将钢板弹簧1的表面残余内应力提高，避免了直接强化应力喷丸造成的钢板弹簧1的表面残余内应力变化较大，不易把控应力喷丸质量的技术问题。
[0022]
进一步的，所述预压步骤使所述钢板弹簧产生预加变形,(需要说明的是：此处的预压变形量即为应力喷丸时钢板弹簧弧高减小量f
max
)
[0023][0024]
其中，qmax：单片板簧所能承受最大载荷,单位n
[0025]
c：单片板簧刚度,单位n/mm
[0026]
l：预压支点长度,单位mm
[0027]
w：单片断面系数,单位mm3[0028]
[σ]：许用工作应力,单位n/mm2[0029]
σs：材料屈服强度,单位mpa
[0030]
n：安全系数。
[0031]
根据式(1)及对应的钢板弹簧的属性参数可以计算出钢板弹簧的弧高减小的具体值，按照公式(1)计算出的值进行钢板弹簧的预压步骤，并按照上述方法喷丸得到的钢板弹簧的残余应力明显提升。以某产品试验为例，实验结果如下：
[0032]
残余应力检测结果(mpa)
[0033][0034]
请参阅图1，本实施例还提供了一种钢板弹簧喷丸预压夹具，包括：压力机构2、定型小车3。
[0035]
所述压力机构2包括第一动力源21、安装架22、第一压紧部23、第二压紧部24，所述第一压紧部23的上端与所述安装架22连接，所述第二压紧部24为两个，两个所述第二压紧部24分别设置于所述第一压紧部23的两侧，并且所述第二压紧部24的下端高于所述第一压紧部23的下端，所述第一动力源21与所述安装架22驱动连接，并驱动所述安装架22沿竖直方向运动。
[0036]
所述定型小车3包括基座31及卡接部32，所述卡接部32为两个，两个所述卡接部32对称设置于所述基座31的两侧，所述基座31内设置有驱动两个所述卡接部32进行伸缩运动的第二动力源33，每个所述卡接部32均包括伸缩杆321、立柱322及压块323，所述伸缩杆321水平布置，所述伸缩杆321的一端滑动内置于所述基座31，并与所述第二动力源33驱动连接，所述立柱322的下端与所述伸缩杆321远离所述基座31一端固定连接，所述压块323水平布置，所述压块323的一端与所述立柱322的上端固定连接、所述压块323的另一端朝靠近基座31的方向延伸形成，并且所述基座31底部设置有滚轮。
[0037]
所述的钢板弹簧喷丸预压夹具用于执行钢板弹簧1的喷丸方法中的预压步骤。
[0038]
具体操作时，可将所述第二动力源33启动，使得两个所述卡接部32均向远离所述基座31的方向伸长，从而方便将需要进行应力喷丸的钢板弹簧1放在基座上，并使所述钢板弹簧1的凸弧面朝下布置并与基座31的上端面接触，随后起到第一动力源21，下压所述安装架22，使得所述第一压紧部23压紧所述钢板弹簧1的凹弧面，即所述基座31与所述第一压紧部23夹紧所述钢板弹簧1，两个所述第二压紧部24用于将钢板弹簧1的两侧进行下压，并使得钢板弹簧1的弧高减小，具体减少值为f
max
，随后第二动力源33驱动两个所述卡接部32向孔靠近所述基座31的方向缩回，并使两个压块323分别压在钢板弹簧1的两端，压块323可避
免安装架22向上提起后，钢板弹簧1回弹，随后将定型小车3整体送入喷丸设备进行应力喷丸。
[0039]
进一步的，所述第一压紧部23包括第三动力源231、第一压头232，所述第三动力源231安装在所述安装架22上，所述第三动力源231的驱动端与所述第一压头232连接，并驱动所述第一压头232相对所述安装架22上下运动，所述第二压紧部24包括压杆241、第二压头242，所述压杆241的上端与所述安装架22固定连接，所述压杆241的下端与所述第二压头242连接，此时第三动力源231先驱动所述第一压头232与钢板弹簧1的凹弧面的中部先接触进行压紧，随后第一动力源21带动第二压头242下压、同时第三动力231源收缩，使得所述第一压头232相对钢板弹簧1保持静止，上述结构将下压的过程分成两级，先压紧后压低弧高，保证了下压过程的稳定性。
[0040]
本实施例中，第一动力源21及第三动力源231均可采用伸缩油缸或者直线电机，所述第二动力源33需要驱动两个卡接部32同步反向运动，故而所述第二动力源33可以是两个伸缩油缸或者直线电机分别驱动两个卡接部运动、或者第二动力源33是一个电机，电机的驱动轴上设置有直齿轮，直齿轮的外缘设置有两个相对布置并均与所述直齿轮相啮合的直齿条，两个直齿条分别与两个所述伸缩杆321固定连接，并且所述直齿条的长度方向与所述伸缩杆321的长度方向一致，从而实现一个电机驱动两个部件同步反向运动。
[0041]
更进一步的，所述第二压头242为水平布置的辊筒，所述第二压头242转动连接与所述压杆241的下端，并且所述第二压头242的轴线方向与所述钢板弹簧1的宽度方向一致，滚筒结构可以避免钢板弹簧1的划伤，每个所述压杆241的下端均设置有多个所述第二压头242，并且多个所述第二压头242沿着同一轴线方向依次同轴布置，从而可以同时对多个钢板弹簧1进行加工，提高工作效率。
[0042]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。