一種扭桿彈簧的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種扭桿彈簧的加工方法，包括以下步驟：在坯料兩端的工藝尾處加工工藝孔，熱處理坯料；工藝孔位于坯料的長度面上；以一端工藝尾處的工藝孔為起點(diǎn)、切割坯料至另一端工藝尾的工藝孔，使坯料的中間區(qū)域分切為子坯料；切除坯料兩端的工藝尾、形成獨(dú)立的子坯料；加工子坯料形成扭桿彈簧。由于在坯料分切形成子坯料的過程中，各個子坯料的兩端仍與工藝尾連接，可借助工藝尾和子坯料的連接力大幅度減少子坯料的變形度，為后續(xù)加工子坯料提供方便；同時，采用這樣的加工方法直接采用較大的坯料分切得到較多的子坯料，可顯著提高扭桿彈簧的加工效率。
【專利說明】
_種扭桿彈黃的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及彈性零件加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種扭桿彈簧的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]扭桿彈簧是采用彈簧鋼材制成的桿狀彈性零件，因具有良好的彈性形變能力而廣泛應(yīng)用于汽車的懸架等需要提供較大彈性力的場合。
[0003]根據(jù)截面形狀的不同，扭桿彈簧分為圓柱形扭桿彈簧和矩形扭桿彈簧。目前矩形扭桿彈簧采用的彈簧鋼一般為60Si2MnA，這種鋼材經(jīng)過熱處理淬火處理后硬度值一般為45-50HRC。
[0004]為減少單個長徑比較大的矩形扭桿彈簧在淬火處理后發(fā)生嚴(yán)重彎曲變形而難于加工的問題，當(dāng)前的扭桿彈簧加工方法多先采用長徑比較小的圓柱形坯料進(jìn)行粗加工形成矩形坯料，隨后對矩形坯料進(jìn)行淬火處理和線切加工形成子坯料，最后對子坯料采用半精磨、時效、精磨等加工方法形成扭桿彈簧。因線切加工過程中，分切坯料會發(fā)生嚴(yán)重彎曲變形(以采用長徑比為15:1的矩形坯料切割為長徑比為75:1的分切坯料為例，橫切加工變形量在5?6mm、豎切加工變形量在7?13mm)，使得后續(xù)加工合格率較低，加工效率也較低；因此，如何提供一種新的扭桿彈簧的加工方法，提高加工合格率和加工效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有的扭桿彈簧加工方法效率低、成本合格率較低的問題，本發(fā)明提供一種新的扭桿彈簧加工方法。
[0006]本發(fā)明提供一種扭桿彈簧的加工方法，包括以下步驟:
[0007]在坯料兩端的工藝尾處加工工藝孔，熱處理所述坯料;所述工藝孔位于所述坯料的長度面上；
[0008]以一端所述工藝尾的所述工藝孔為起點(diǎn)、切割所述坯料至另一端所述工藝尾的所述工藝孔，使所述坯料的中間區(qū)域分切為子坯料；
[0009]切除所述坯料兩端的所述工藝尾、形成獨(dú)立的所述子坯料；
[0010]加工所述子坯料形成所述扭桿彈簧。
[0011 ]可選的，熱處理前銑削所述坯料的外表面，使垂直于長度方向的截面為矩形。
[0012]可選的，銑削所述坯料的外表面后再加工所述工藝尾處的所述工藝孔。
[0013]可選的，熱處理后先半精磨加工所述坯料的外表面，再切割形成所述子坯料。
[0014]可選的，所述熱處理方法為淬火回火處理。
[0015]可選的，采用電火花線切割方法切割所述坯料形成所述子坯料。
[0016]可選的，切割所述坯料形成所述子坯料時，為所述子坯料的每個長度面均預(yù)留
0.40?0.50mm的精加工余量。
[0017]可選的，加工所述子坯料前測量所述子坯料的彎曲變形度、并根據(jù)所述子坯料的彎曲變形度確定加工方法:
[0018]若所述子坯料的彎曲變形度小于或等于0.10mm，依次采用粗磨、時效、校直、半精磨、時效和精磨加工形成所述扭桿彈簧；
[0019]若所述子坯料的彎曲變形度大于0.10mm，依次采用校直、粗磨、時效、校直、半精磨、時效和精磨加工形成所述扭桿彈簧。
[0020]可選的，所述坯料的工藝尾長度為20.0?30.0mm。
[0021 ] 可選的，所述坯料為60Si2MnA型鋼材，熱處理后硬度值為45?50HRC。
[0022]本發(fā)明提供的扭桿彈簧加工方法，采用長徑比較小的坯料進(jìn)行熱處理，并在坯料兩端的工藝尾處加工工藝孔，通過兩端工藝尾上的工藝孔進(jìn)行坯料中間區(qū)域的分切，再切除工藝尾形成子坯料并對子坯料進(jìn)行后續(xù)加工形成扭桿彈簧。由于在坯料分切形成子坯料的過程中，各個子坯料的兩端仍與工藝尾連接，可借助工藝尾和子坯料的連接力大幅度減少子坯料的變形度，為后續(xù)加工子坯料提供方便;同時，采用這樣的加工方法直接采用較大的坯料分切得到較多的子坯料，可顯著提高扭桿彈簧的加工效率。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖；
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中扭桿彈簧加工方法示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例加工的坯料示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]如圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例中扭桿彈簧加工方法示意圖，其包括以下步驟:
[0028]SlOl:在坯料兩端的工藝尾處加工工藝孔；
[0029]S102:對坯料進(jìn)行熱處理；
[0030]S103:以坯料一端的工藝尾上的工藝孔為起點(diǎn)、切割坯料至另一端工藝尾的工藝孔，使坯料的中間區(qū)域分切為子坯料；
[0031 ] S104:切割坯料兩端的工藝尾，形成獨(dú)立的子坯料；
[0032]S105:加工子坯料形成扭桿彈簧。
[0033]為便于理解，首先對坯料的工藝尾做一個定義性解釋。工藝尾是為形成最終的扭桿彈簧而留出的、并不形成最終扭桿彈簧的坯料的端部區(qū)域。結(jié)合工藝尾的定義，可想到，坯料的長度大體應(yīng)等于兩個工藝尾長度和最終形成的扭桿彈簧長度之和。
[0034]在步驟SlOl中，在坯料的兩端的工藝尾處加工工藝孔是在坯料的長度面上進(jìn)行鉆孔，即工藝孔并不設(shè)置在坯料兩端端面上、而是設(shè)置在靠近端面的長度面上。加工工藝孔可直接采用麻花鉆鉆孔，表面精度并沒有特殊要求。
[0035]為保證后續(xù)形成的扭桿彈簧具有較好的剛性、疲勞強(qiáng)度和韌性，需對坯料進(jìn)行熱處理，本發(fā)明具體實(shí)施例中熱處理采用淬火回火處理，實(shí)際加工過程中的具體淬火材料、淬火溫度和回火溫度等工藝參數(shù)可根據(jù)材料類型、本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識進(jìn)行相應(yīng)的選擇，在此不再逐一敘述。
[0036]當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可將坯料的熱處理工序和工藝孔的加工工序調(diào)換，即先進(jìn)行熱處理后再加工工藝孔。可想到，因熱處理后坯料的硬度值有很大提高，使得后續(xù)的鉆孔加工較為困難，從工藝成本角度考慮不如先鉆孔后熱處理合理。
[0037]在本實(shí)施例中，坯料采用的為60Si2MnA型鋼材，熱處理后硬度值可達(dá)到45-50HRC，滿足最終加工形成扭桿彈簧的強(qiáng)度要求。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的65Mn號鋼等材料、按照前述方法步驟、選擇合適的熱處理工藝進(jìn)行加工。
[0038]如步驟S103和步驟S104，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明實(shí)施例中并不是直接從坯料的端部分切形成獨(dú)立的子坯料，而是從坯料一端的工藝尾處的工藝孔開始、切割至另一端的工藝尾處的工藝孔，使坯料中間區(qū)域形成和兩端工藝尾連接的子坯料，再將兩端的工藝尾切除形成獨(dú)立的子坯料。因在分切形成坯料中間區(qū)域形成子坯料的過程中，子坯料始終與工藝尾連接，保證分切過程中子坯料不會發(fā)生嚴(yán)重形變，便于后加工處理。圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例加工的坯料示意圖，可看出坯料兩端均具有工藝尾，兩個工藝尾上分別具有標(biāo)號為a、b的工藝孔，在對應(yīng)的工藝孔a和對應(yīng)工藝孔b之間還具有切割形成的縫隙。
[0039]當(dāng)然，如現(xiàn)有技術(shù)一樣，因?yàn)椴捎瞄L徑比較小的坯料進(jìn)行熱處理，并在熱處理后再進(jìn)行分切加工形成子坯料，可利用長徑比較小的坯料在熱處理時變形較小的特性，減小扭桿彈簧的加工難度。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例中，在進(jìn)行熱處理前，還對坯料外表面進(jìn)行銑削加工，使得坯料在垂直于長度方向的截面為矩形、形成長方體外形。在熱處理前進(jìn)行銑削加工一方面考慮后續(xù)形成矩形扭桿彈簧，另一方面是考慮進(jìn)行熱處理后整個坯料的硬度值很大，不便于銑削加工。為便于鉆鉸加工工藝孔，銑削加工最好在鉆鉸工藝孔前進(jìn)行。可想到，由于后續(xù)還需要進(jìn)行熱處理，銑削加工精度沒有較高的精度要求，采用粗銑即可。
[0041]應(yīng)當(dāng)注意，為提高材料的利用效率，在兩端工藝尾處加工的工藝孔位置應(yīng)當(dāng)對應(yīng)，兩點(diǎn)連線形成的切割縫平行于坯料的長度延伸方向。
[0042]另外，在熱處理加工后，坯料會發(fā)生一定的形變；同時由于在熱處理前只是進(jìn)行粗銑，坯料表面較為粗糙，無法形成良好的加工基準(zhǔn)面。為此，本發(fā)明實(shí)施例中在熱處理后、分切形成子坯料前還具有半精磨加工坯料的步驟，使得坯料各個長度面平面度較高、保證坯料長度面在分切加工時的全跳動在0.02mm范圍內(nèi)。當(dāng)然，如采用真空淬火處理等使表面變形度較小的熱處理方法也可不進(jìn)行半精磨加工。
[0043]本發(fā)明具體實(shí)施中，在分切坯料形成子坯料時采用了電火花線切割的方法。電火花線切割方法利用電極絲放電產(chǎn)生電火花的高溫特性使金屬局部熔化、氧化腐蝕而實(shí)現(xiàn)金屬材料被切割。具體應(yīng)用時，將坯料放置在電火花加工機(jī)床上，并按照坯料的長度方向找正、使還料全跳動控制在0.02mm以內(nèi)；將電極絲穿過工藝孔并連接到電火花加工機(jī)床上，就可進(jìn)行線切割加工?？上氲?，在其他實(shí)施方式中，也可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)廣泛采用的激光切割方法等替代電火花線切割方法。
[0044]因?qū)Ψ智泻蟮淖优髁线M(jìn)行表面加工才能形成扭桿彈簧，因此在切割坯料時，還應(yīng)為后續(xù)精加工留出一定的余量。本發(fā)明實(shí)施例中，為子坯料每個長度面均留出0.40-0.50mm的精加工余量。
[0045]在沿坯料的長度方向完成坯料的分切，獲得各個子坯料后就可切除坯料兩端的工藝尾，獲得獨(dú)立的子坯料。這一切割過程可直接采用前述的電火花線切割方法，也可采用其他分切方法。
[0046]在獲得獨(dú)立的子坯料后，就可對各子坯料進(jìn)行分別處理，獲得符合要求的扭桿彈簧。本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)分切得到的子坯料的彎曲變形度的不同，對子坯料的加工方法有不同，其中:若子坯料的彎曲變形度小于或等于
[0047]0.10mm,可依次采用粗磨、時效、校直、半精磨、時效和精磨加工，使得到的扭桿彈簧彎曲變形量控制在0.02?0.05mm之間；若子坯料的彎曲變形度大于0.10mm，則依次采用校直、粗磨、時效、校直、半精磨、時效和精磨加工形成扭桿彈簧，也使得扭桿彈簧的彎曲變形量控制在前述的0.02?0.05mm之間。
[0048]另外，從提高材料利用率、保證分切形成子坯料時子坯料不會發(fā)生嚴(yán)重變形，本發(fā)明實(shí)施例中將兩端的工藝尾長度設(shè)置為20.0?30.0mm之間；在其他實(shí)施例中，根據(jù)加工扭桿彈簧的長度、材料特性不同，也可適應(yīng)性的修改工藝尾的長度。
[0049]在一具體應(yīng)用中，按照以上方法加工長徑比大致為15:1的矩形坯料(不包括工藝尾)就可獲得長徑比為75:1的矩形扭桿彈簧25根，大幅度提高了加工效率、形成最終扭桿彈簧的合格率幾乎達(dá)到100 %。
[0050]以上對本發(fā)明具體實(shí)施例中的扭桿彈簧加工方法做說明，可使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說，對這些實(shí)施例的多種修改將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種扭桿彈簧的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 在坯料兩端的工藝尾處加工工藝孔，熱處理所述坯料;所述工藝孔位于所述坯料的長度面上； 以一端所述工藝尾的所述工藝孔為起點(diǎn)、切割所述坯料至另一端所述工藝尾的所述工藝孔，使所述坯料的中間區(qū)域分切為子坯料； 切除所述坯料兩端的所述工藝尾、形成獨(dú)立的所述子坯料； 加工所述子坯料形成所述扭桿彈簧。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:熱處理前銑削所述坯料的外表面，使所述坯料垂直于長度方向的截面為矩形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:銑削所述坯料的外表面后再加工所述工藝尾處的所述工藝孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于，熱處理后先半精磨加工所述坯料的外表面，再切割形成所述子坯料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:所述熱處理方法為淬火回火處理。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:采用電火花線切割方法切割所述坯料形成所述子坯料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:切割所述坯料形成所述子坯料時，為所述子坯料的每個長度面均預(yù)留0.40?0.50mm的精加工余量。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于，加工所述子坯料前測量所述子坯料的彎曲變形度、并根據(jù)所述子坯料的彎曲變形度確定加工方法: 若所述子坯料的彎曲變形度小于或等于0.10mm，依次采用粗磨、時效、校直、半精磨、時效和精磨加工形成所述扭桿彈簧； 若所述子坯料的彎曲變形度大于0.10mm，依次采用校直、粗磨、時效、校直、半精磨、時效和精磨加工形成所述扭桿彈簧。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:所述坯料的工藝尾長度為20.0?30.0mm010.根據(jù)權(quán)利要求9所述的扭桿彈簧加工方法，其特征在于:所述坯料采用60Si2MnA型鋼材，熱處理后硬度值為45?50HRC。
【文檔編號】B23P15/00GK105855802SQ201610291932
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】顏?zhàn)榆? 何洪云, 杜天旭
【申請人】中國航天科技集團(tuán)公司烽火機(jī)械廠