專利名稱：車制緩沖簧短壓強(qiáng)化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于彈簧制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種彈簧機(jī)械強(qiáng)化處理工藝，用于對承受大載荷、螺旋升角大的車制圓柱螺旋彈簧進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)化處理。
背景技術(shù)：
從彈簧設(shè)計理論及制造經(jīng)驗上來看，彈簧材料中的剩余應(yīng)力如果與工作應(yīng)力相反，則可提高彈簧的承載能力，在彈簧的制造過程中要采用機(jī)械強(qiáng)化工藝，使彈簧材料表面內(nèi)產(chǎn)生有利的剩余應(yīng)力，立定處理或強(qiáng)壓處理就是目前彈簧制造使用的強(qiáng)化工藝。立定處理就是把彈簧壓縮到工作極限高度或并緊高度數(shù)次，一般是3～5次；強(qiáng)壓處理是指將彈簧壓至各圈接觸，使材料層的應(yīng)力超過屈服點，材料表面產(chǎn)生負(fù)剩余應(yīng)力，心部產(chǎn)生正剩余應(yīng)力，以達(dá)到提高彈簧承載能力和穩(wěn)定幾何尺寸的目的。強(qiáng)壓處理的工藝方法有兩種，一種是靜強(qiáng)壓，把彈簧壓縮至壓并高度，保持6～48h，然后放開，這種方法占用工藝裝置及設(shè)備較多，生產(chǎn)周期也長，適用于一些小彈簧；另一種方法是用較慢的速度把彈簧壓縮至壓并高度，然后緩慢放開，使彈簧發(fā)生塑性變形，隨后再進(jìn)行立定處理，這種方法與靜強(qiáng)壓有同樣效果，適用于各類大彈簧。
根據(jù)調(diào)研獲知，對于一般的車制緩沖彈簧，目前都是采用傳統(tǒng)強(qiáng)化處理工藝，既強(qiáng)壓處理或立定處理。但是對一些螺旋升角大、結(jié)構(gòu)特殊、承受的載荷大緩沖彈簧，在采用傳統(tǒng)方法強(qiáng)化處理時，彈簧已經(jīng)發(fā)生了永久變形，簧身彎曲，自由長度不能回復(fù)，無法達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計要求。因此采用何種工藝對這類彈簧進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)化處理，同時又能保證幾何尺寸及輸出特性，生產(chǎn)出合格的零件，如何使彈簧的疲勞壽命得以提高，這些都是需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有彈簧制造工藝的不足，提出一種車制緩沖簧短壓強(qiáng)化處理方法，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的強(qiáng)壓、立定處理工藝，對大載荷、大螺旋升角的車制緩沖彈簧進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)化處理，解決彈簧制造傳統(tǒng)加工方法無法加工、無法生產(chǎn)出合格零件的難題，能使彈簧發(fā)生充分的塑性變形保證其幾何尺寸及輸出特性，提高該類彈簧的承載能力和疲勞壽命。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下首先，將彈簧壓縮到特定高度，第一次壓縮量是預(yù)制高度H0′的10％～20％，并保持一定時間即5～10min，然后緩慢卸載；經(jīng)過一次壓縮后彈簧發(fā)生了一定的塑性變形，自由高度會下降至H1′；然后，改變彈簧受力方向，第二次緩慢加載彈簧至第二個特定高度，壓縮量在H1′的15％～25％之間，并保持同樣時間，通過第二次加載后彈簧自由高度會下降至H2′；以此類推，反復(fù)多次壓縮彈簧，每次壓縮，彈簧都會發(fā)生相應(yīng)的塑性變形，其變形程度不斷的減少，最后一次壓縮彈簧并超過其工作結(jié)束位置H2，超過范圍按彈簧工作行程的15％～25％計算，即可讓彈簧發(fā)生充分的塑性變形，穩(wěn)定其幾何尺寸及簧力，達(dá)到提高彈簧的承載能力和疲勞壽命的目的。
本方法需要根據(jù)各類彈簧參數(shù)的不同，確定每次的壓縮量及最終壓縮高度。
本方法特別適用螺旋升角在12°～25°，承受載荷在P2值大于2000N，尤其是大于4000N的車制圓柱螺旋彈簧。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下1、工藝方法解決大螺旋升角、大載荷車制緩沖簧不能進(jìn)行傳統(tǒng)強(qiáng)化處理的關(guān)鍵問題，能避免彈簧發(fā)生永久變形，而使彈簧發(fā)生充分的塑性變形，保證彈簧的自由高度能穩(wěn)定在一個較小的范圍內(nèi)，從而保證彈簧的輸出特性。
2、工藝方法解決該類型車制緩沖簧簧力衰減嚴(yán)重的問題，提高彈簧承載能力；3、通過采用短壓強(qiáng)化對彈簧進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)化處理，提高了彈簧的疲勞壽命，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
4、該工藝的提出打破了彈簧制造的傳統(tǒng)加工方法，尤其適用于對大載荷的減震器簧、緩沖彈簧、復(fù)進(jìn)簧的制造，工藝操作簡單，生產(chǎn)周期短且強(qiáng)化效果好，性能穩(wěn)定。


圖1是某產(chǎn)品緩沖彈簧的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖；圖2是專用短壓強(qiáng)化處理夾具的結(jié)構(gòu)圖；圖3A是彈簧從A端的受力示意圖；圖3B是彈簧從B端的受力示意圖。
具體實施例方式以下以生產(chǎn)一種緩沖簧為例詳細(xì)說明本方法該彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)見圖1，彈簧的節(jié)距29mm，截面厚度23.80+1.5mm，外徑47-0.25+0.2mm，內(nèi)徑18-0.2+0.6mm，的成品長高度H0為276-2+1.5mm，工作啟始狀態(tài)高度H1為262mm，壓力P1為26KN，工作結(jié)束狀態(tài)高度H2為238.5mm，壓力P2為73±2KN，彈簧壓并高度Hj217mm；相應(yīng)的壓力Pj156KN先要根據(jù)彈簧的預(yù)制高度HI計算彈簧第一次壓縮高度，并根據(jù)每次壓縮情況確定彈簧下次壓縮量，將各次壓縮量及對應(yīng)的壓力P′和高度H′計算出來，見表1表1緩沖簧短壓試驗一覽表表1緩沖簧短壓試驗一覽表

然后，將彈簧放入專用短壓強(qiáng)化夾具(見圖2)中，并放置在彈簧試驗機(jī)上，開始實施本工藝方法第1次緩慢加載將彈簧壓縮至預(yù)制高度H0′298.7mm的10％～20％，壓縮量48.7mm，加載壓力P′85KN，保持5～10分鐘，讓彈簧發(fā)生塑性變形，然后卸載，這時彈簧高度為H′293.1mm；第2次改變彈簧受力方向，如圖3A和圖3B所示，由A端換到B端，第2次壓縮彈簧至H′293.1mm的10％～20％，壓縮量53.7mm，加載壓力P′94KN，，保持5～10分鐘，讓彈簧發(fā)生塑性變形，然后卸載，壓縮到高度H′為290.1mm；第3、4、5、6次以次類推，按表1中所列參數(shù)進(jìn)行，最后一次的壓縮量須超過彈簧工作位置H2，讓彈簧發(fā)生充分的塑性變形，穩(wěn)定其幾何尺及簧力，最后獲得成品，成品參數(shù)見表1。
注意每次壓縮量的增加，不能使彈簧簧身發(fā)生彎曲上述只用了表中的1#零件的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行該工藝方法的說明，2#、3#零件也可用同樣的方法實施工藝。
在本方法中使用的短壓強(qiáng)化專用夾具結(jié)構(gòu)見圖2，它由芯軸1、夾具底座2、調(diào)節(jié)墊片3、外保護(hù)筒4、鎖緊插銷5、加載壓塊6和定位銷7組成，其工作方式是首先用芯軸1將彈簧穿好(根據(jù)彈簧的預(yù)制高度，加入適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)墊片3)裝入外保護(hù)筒4中，在加載壓塊6的作用下進(jìn)行加載，到特定位置后用鎖緊插銷5將彈簧鎖緊并保持5～10分鐘后卸載；然后將彈簧取出后調(diào)轉(zhuǎn)方向(增加適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)墊片)進(jìn)行第二次加載，以次反復(fù)，直至彈簧獲得所需要的幾何尺及簧力。
權(quán)利要求
1.車制緩沖簧短壓強(qiáng)化處理方法，其特征在于所述方法按以下步驟進(jìn)行(1)將彈簧壓縮到特定高度，壓縮量為預(yù)制高度H0′的10％.～20％，并保持5～10min，然后緩慢卸載，壓縮后彈簧發(fā)生塑性變形，自由高度下降至H1′；(2)改變彈簧的受力方向，然后第二次緩慢加載彈簧至第二個特定高度，壓縮量是H1′的15％～25％，并保持5～10min，再緩慢卸載至特定高度H2′；(3)按上述加載、卸載方法反復(fù)多次壓縮彈簧，并使其加載的特定高度超過彈簧的工作結(jié)束位置高度H2，超過的范圍按彈簧工作行程的15％～25％計算，使彈簧發(fā)生充分的塑性變形，直至其自由長度及幾何尺寸穩(wěn)定并滿足產(chǎn)品要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車制緩沖簧短壓強(qiáng)化處理方法，其特征在于所述的彈簧是螺旋升角在12°～25°，承受載荷在P2值大于2000N的車制圓柱螺旋彈簧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車制緩沖簧短壓強(qiáng)化處理方法，它針對現(xiàn)有傳統(tǒng)加工方法的不足，在對承受大載荷、結(jié)構(gòu)特殊的車制緩沖彈簧進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)化處理時，采用短壓強(qiáng)化對彈簧進(jìn)行反復(fù)多次的壓縮，使彈簧發(fā)生充分的塑性變，以達(dá)到穩(wěn)定其簧力，保證其輸出特性，提高彈簧疲勞壽命的目的。該短壓強(qiáng)化工藝適用于螺旋升角大、承受載荷大而又不能強(qiáng)壓處理和立定處理的這一類零件。
文檔編號C21D7/00GK1712548SQ20051005704
公開日2005年12月28日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者羅順玲, 漆莉虹, 程剛, 向宏 申請人:長安汽車(集團(tuán))有限責(zé)任公司