本發(fā)明涉及一種彈簧的制作工藝,尤其涉及一種要求彈簧的熱衰減率小的制作工藝。
背景技術(shù):
彈簧在現(xiàn)在的應(yīng)用中非常的普遍,各行各業(yè)根據(jù)不同的用途采用不同強度剛度和使用壽命的彈簧。因此彈簧的制造工藝也不盡相同。現(xiàn)在的公開文件中有:“高應(yīng)力氣門彈簧的制造工藝(CN101439458A)”包括以下工序:卷簧,將鋼絲坯料卷制成型為半成品彈簧;第一次回火,將彈簧進(jìn)行低溫回火去應(yīng)力;磨簧,對彈簧的兩個端面進(jìn)行磨削,以達(dá)到所需的長度;倒角,去除彈簧磨削后的毛刺;應(yīng)力優(yōu)化;第二次回火,對彈簧進(jìn)行再次低溫回火去應(yīng)力;噴丸,提高彈簧的疲勞壽命;熱壓;負(fù)荷分類,對負(fù)荷超差的彈簧進(jìn)行剔除,負(fù)荷合格產(chǎn)品就成為高應(yīng)力氣門彈簧產(chǎn)品;上油,對高應(yīng)力氣門彈簧產(chǎn)品進(jìn)行上油,準(zhǔn)備包裝。上述文件中揭示的彈簧的工藝針對高應(yīng)力氣門的一種彈簧的工藝,其對于成品彈簧的在高壓下的使用壽命和熱衰減量沒有要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種在高應(yīng)力下使用壽命長,彈簧的熱衰減率低的彈簧制造工藝;解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的彈簧在高應(yīng)力下使用壽命短,彈簧的熱衰減率高的技術(shù)問題。
本發(fā)明同時提供了一種產(chǎn)品合格率高,減少彈簧的熱松弛的彈簧制造工藝;解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的產(chǎn)品合格率不夠高,彈簧的熱松弛大的技術(shù)問題。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的:一種彈簧的制作工藝,其特征在于:包括以下工序:第一步,卷簧,將鋼絲按照旋向、預(yù)制高度、外徑和圈數(shù)卷好,彈簧的兩端并緊;
第二步,回火,將彈簧放入回火爐進(jìn)行去應(yīng)力回火;
第三步,端面磨削,將彈簧的兩端面磨平,磨面角度大于300度;
第四步,拋丸,進(jìn)行三次拋丸,第一次拋丸的直徑大于第二次拋丸的直徑,第二次拋丸的直徑大于第三次拋丸的直徑;
第五步,蠕變回火,將彈簧壓縮至定位長度固定在夾具上,將帶有彈簧的夾具放入回火爐中保溫,出爐即水冷至室溫;
第六步,清洗,用超聲波清洗機對彈簧進(jìn)行清洗;
第七步,退磁;
第八步,防銹處理。
在制作工藝中,采用三次拋丸,彈簧內(nèi)側(cè)表面壓應(yīng)力達(dá)到-976MPa,應(yīng)力峰值達(dá)到-1246MPa,距表面0.04mm深度處應(yīng)力達(dá)到-1163MPa,將彈簧的疲勞壽命在工作壓力為1100MPa,行程為30mm時從80萬次提高到200萬次,而且每次拋丸的直徑遞減,提高了淺表層的殘余應(yīng)力,而且提高了表面的光潔度。為了減少彈簧的熱衰減量,采用蠕變回火工藝,先將經(jīng)過拋丸的彈簧壓縮到定位長度后再連同壓縮固定的夾具一起放入連續(xù)式網(wǎng)帶回火爐中,保溫后出爐即水冷至室溫,經(jīng)過蠕變回火處理的彈簧,熱衰減率從正常熱強壓處理的3.62~4.21%降低到了1.44~1.64%,滿足了一些使用彈簧的設(shè)備要求彈簧熱衰減率的小于3%的要求。清洗后的污染物<8mg/m2,經(jīng)過退磁后的剩磁<5高斯。經(jīng)過處理后的彈簧尤其適用于汽車液力變矩器內(nèi)使用,要求彈簧在熱環(huán)境高應(yīng)力下的疲勞壽命,并且需要較低的熱衰減率。
作為優(yōu)選,所述的第一次拋丸的直徑為0.6~0.8mm,拋丸頻率為60HZ,第二次拋丸的直徑為0.4~0.6mm,拋丸頻率為50HZ,第三次拋丸的直徑為0.2~0.3mm,拋丸頻率為50HZ,每次拋丸的時間為20~40分鐘。三次拋丸分別選擇不同的參數(shù)值,根據(jù)彈簧所要的機械性能進(jìn)行設(shè)定,選擇合適的鋼丸直徑和拋丸頻率才能達(dá)到彈簧要求的機械性能,第一次拋丸的頻率和后面兩次拋丸的頻率不同,在后兩次進(jìn)行進(jìn)一步處理時,不同直徑的鋼丸采用不同的頻率進(jìn)行。三次拋丸相對于二次拋丸疲勞壽命提高了1.5倍。
作為更優(yōu)選,所述的蠕變回火的溫度為200℃~300℃,保溫20~40分鐘后。在上述范圍內(nèi)的溫度和時間內(nèi)進(jìn)行回火和保溫,減少熱松弛變形量,提高了彈簧的機械性能。
作為優(yōu)選,所述的預(yù)制高度=成品長度+蠕變衰減長度,所述的定位長度為彈簧的最低工作長度,蠕變衰減量是根據(jù)彈簧在定位長度時的蠕變回火實驗得出的。蠕變衰減量的蠕變回火實驗的回火溫度為200℃~300℃,保溫20~40分鐘,通過上述實驗得出蠕變衰減量。根據(jù)需要加工的彈簧的長度不同,來確定不同的卷簧的預(yù)制長度和蠕變回火的定位長度,提高產(chǎn)品的合格率。
作為優(yōu)選,在卷簧之前,進(jìn)行首件試樣,完成所有生產(chǎn)工序加工,確定最終成品是否符合圖紙要求,并對生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行微調(diào)。先在流水線上試運行一遍,從而可以更好的調(diào)整相應(yīng)的工藝參數(shù),使得批量生產(chǎn)時合格率高,降低運營成本提高成品率。
作為更優(yōu)選,在首件試樣前對原材料進(jìn)行檢查,檢查鋼絲直徑、材料抗拉強度、表面質(zhì)量。對材料的檢查,確保了彈簧在熱油環(huán)境中的正常工作。
作為優(yōu)選,在第五步蠕變回火與第六步清洗之間插入尺寸分選步驟。經(jīng)過分選工序?qū)崿F(xiàn)了對彈簧的第一道產(chǎn)檢,提高成品率。
作為優(yōu)選,第二步的去應(yīng)力回火的溫度為400℃~420℃,保溫時間為55~65分鐘。
因此,本發(fā)明的彈簧的制作工藝具備下述優(yōu)點:采用三級拋丸提高彈簧在高應(yīng)力、長的試驗行程下的疲勞壽命,使得將彈簧應(yīng)用在比較高要求的環(huán)境中;同時,采用蠕變回火工藝,相比原來的熱壓工藝,能減少熱松弛變形量,降低熱衰減量,可以滿足液力變矩器總成的要求。
具體實施方式
下面通過實施例,對發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實施例1:
彈簧的制作工藝,包括以下工序:
第一步,卷簧,將鋼絲按照旋向、預(yù)制高度、外徑和圈數(shù)卷好,彈簧的兩端并緊,完成初步的彈簧形狀;
第二步,回火,將彈簧放入回火爐進(jìn)行去應(yīng)力回火;
第三步,端面磨削,將彈簧的兩端面磨平,磨面角度大于300度;
第四步,拋丸,進(jìn)行三次拋丸,第一次拋丸的直徑大于第二次拋丸的直徑,第二次拋丸的直徑大于第三次拋丸的直徑,第一次的拋丸頻率大于第二次和第三次的拋丸頻率,三次的拋丸時間相同,經(jīng)過拋丸后提高殘余應(yīng)力與疲勞壽命;
第五步,蠕變回火,將彈簧壓縮至定位長度固定在夾具上,將帶有彈簧的夾具放入回火爐中保溫,出爐即水冷至室溫,減少熱松弛和變形量,提高熱衰減率;
第六步,清洗,用超聲波對彈簧進(jìn)行清洗;
第七步,退磁;
第八步,防銹處理,浸入防銹油內(nèi)。
其中預(yù)制高度=成品長度+蠕變衰減長度,定位長度為彈簧的最低工作長度,蠕變衰減量是根據(jù)彈簧在定位長度時的蠕變試驗得出的。即先拿到目標(biāo)要求加工的彈簧,其定位長度是已知的,將彈簧壓縮至定位長度后,在回火溫度為240℃的回火爐內(nèi),保溫35分鐘,通過上述實驗得出蠕變衰減量。進(jìn)行試驗計算蠕變衰減長度,從而得到預(yù)制高度,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)按照上述工藝進(jìn)行加工。