本發(fā)明涉及彈簧加工領域，特別地，涉及一種波紋彈簧成型毛坯、成型模具及加工方法。

背景技術：

對波紋彈簧的成型工藝，目前采用沖切+壓彎成型或沖切+拉伸成型的方法，可以滿足大部分波紋彈簧的成型需要。但對于硬度指標較高的非時效強化材料的波紋彈簧，要求有較高的拉伸高度，所需毛坯材料直徑會比零件外徑大很多，材料利用率較低；在用半硬狀態(tài)以上的材料進行成型時，直徑較小的波紋彈簧存在容易拉伸破裂、波紋形狀難以成型的情況；用退火狀態(tài)或低硬狀態(tài)材料進行拉伸成型又難以通過時效達到硬度及彈性要求。

因此，現(xiàn)有技術中加工直徑較小且硬度要求較高的非時效強化材料波紋彈簧時，存在容易拉伸破裂或波紋形狀難以成型，是一個亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種波紋彈簧成型毛坯、成型模具及加工方法，以解決現(xiàn)有技術中加工直徑較小且硬度要求較高的非時效強化材料波紋彈簧時，存在容易拉伸破裂或波紋形狀難以成型的技術問題。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種波紋彈簧成型毛坯，包括已成型好且待沖切出波紋彈簧的待沖切波紋彈簧毛坯本體、以及與待沖切波紋彈簧毛坯本體連成一體的連接部，連接部上設置有與待沖切波紋彈簧毛坯本體相連用于在待成型零件拉伸為波紋彈簧成型毛坯時所形成的呈設定拉伸高度且自然過渡的波形錐面。

進一步地，待沖切波紋彈簧毛坯本體環(huán)繞波形錐面設置，波形錐面以連接部的圓心為中心呈波浪狀向四周布置。

進一步地，待沖切波紋彈簧毛坯本體包括具有波紋彈簧的波紋彈簧毛坯法蘭部以及與波紋彈簧毛坯法蘭部相連用于預留沖切余量的波紋彈簧毛坯沖壓部。

進一步地，連接部還包括設置在中心位置的成型平面，波形錐面與成型平面相連且環(huán)繞成型平面設置，成型平面與波形錐面采用轉接圓角過渡，轉接圓角沿周邊波紋的半徑為7～10倍待成型零件的材料厚度。

進一步地，波形錐面與成型平面所呈的夾角為120°～150°。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種波紋彈簧成型模具，用于成型上述的波紋彈簧成型毛坯，波紋彈簧成型模具包括呈相對設置的陰模和陽模、以及驅動陽模朝陰模方向運動以成型波紋彈簧成型毛坯的驅動機構，陽模包括用于成型波紋彈簧成型毛坯的待沖切波紋彈簧毛坯本體的壓邊圈及用于成型波紋彈簧成型毛坯的連接部的沖頭，沖頭上對應設置與波紋彈簧成型毛坯的波形錐面相適配的沖頭錐面。

進一步地，驅動機構包括頂接在陽模的下方的頂桿和壓持在陰模的上方的壓接模板，陽模還包括設置在沖頭的下方用于固定沖頭的固定模板，沖頭貫穿壓邊圈并伸出壓邊圈外，頂桿貫穿固定模板并頂接在壓邊圈上。

進一步地，沖頭錐面以沖頭的圓心為中心呈波浪狀向四周布置。

進一步地，波紋彈簧成型模具，還包括設置在陰模和壓邊圈的外邊緣的連接處用于對波紋彈簧成型毛坯的成型厚度進行限位及減小成型力防止成型裂紋的限位機構。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種波紋彈簧加工方法，應用于上述的波紋彈簧成型模具中，波紋彈簧加工方法包括步驟：

使用波紋彈簧成型模具將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯；

對已拉伸好的波紋彈簧成型毛坯進行沖切，獲取沖切后的波紋彈簧。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的波紋彈簧成型毛坯、成型模具及加工方法，將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯，在波紋彈簧成型毛坯上設置已成型好且待沖切出波紋彈簧的待沖切波紋彈簧毛坯本體以及與待沖切波紋彈簧毛坯本體連成一體的連接部，并在連接部上設置呈設定拉伸高度且自然過渡的波形錐面，從而解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本發(fā)明提供的波紋彈簧成型毛坯、成型模具及加工方法，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且降低制造成本。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明波紋彈簧成型毛坯優(yōu)選實施例的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明波紋彈簧成型模具優(yōu)選實施例的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明波紋彈簧加工方法優(yōu)選實施例的流程示意圖；

圖4是沖切后的波紋彈簧的結構示意圖。

附圖標號說明：

10、待沖切波紋彈簧毛坯本體；20、連接部；21、波形錐面；11、波紋彈簧毛坯法蘭部；12、波紋彈簧毛坯沖壓部；22、成型平面；100、陰模；200、陽模；210、壓邊圈；220、沖頭；221、沖頭錐面；310、頂桿；320、壓接模板；230、固定模板；400、限位環(huán)。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。

參照圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種波紋彈簧成型毛坯，包括已成型好且待沖切出波紋彈簧的待沖切波紋彈簧毛坯本體10、以及與待沖切波紋彈簧毛坯本體10連成一體的連接部20，連接部20上設置有與待沖切波紋彈簧毛坯本體10相連用于在待成型零件拉伸為波紋彈簧成型毛坯時所形成的呈設定拉伸高度且自然過渡的波形錐面21。波紋彈簧成型毛坯整體呈帽子狀，待沖切波紋彈簧毛坯本體10呈帽沿狀，連接部20呈帽頂狀。波形錐面21上設置有與波紋彈簧毛坯本體10自然過渡的波紋，從而使待成型零件拉伸成型時不容易破裂，且拉伸時波紋彈簧的波紋容易成型。

本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯，在波紋彈簧成型毛坯上設置已成型好且待沖切出波紋彈簧的待沖切波紋彈簧毛坯本體以及與待沖切波紋彈簧毛坯本體連成一體的連接部，并在連接部上設置呈設定拉伸高度且自然過渡的波形錐面，從而解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且節(jié)省了材料、降低制造成本。

優(yōu)選地，如圖1所示，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，待沖切波紋彈簧毛坯本體10環(huán)繞波形錐面21設置，波形錐面21以連接部20的圓心為中心呈波浪狀向四周布置。在本實施中，將待沖切波紋彈簧毛坯本體10的形狀及大小與波紋彈簧中的波形相適配，從而在待沖切波紋彈簧毛坯本體10中直接沖切出波紋彈簧。波紋彈簧成型毛坯最大拉伸高度3倍于波紋彈簧波紋的高度，當然，毛坯拉伸高度滿足待成型零件尺寸精度要求即可，并不限于3倍波紋彈簧波紋的高度。

本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，通過將待沖切波紋彈簧毛坯本體環(huán)繞波形錐面設置，且波形錐面以連接部的圓心為中心呈波浪狀向四周布置，從而解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且節(jié)省了材料、降低制造成本。

進一步地，如圖1所示，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，待沖切波紋彈簧毛坯本體10包括具有波紋彈簧的波紋彈簧毛坯法蘭部11以及與波紋彈簧毛坯法蘭部11相連用于預留沖切余量的波紋彈簧毛坯沖壓部12。在波紋彈簧毛坯法蘭部11中沖切出波紋螺紋，波紋彈簧毛坯沖壓部12位于待沖切波紋彈簧毛坯本體10的內(nèi)孔及外圓單邊上，各有約2mm沖切余量，從而方便沖切波紋彈簧成型毛坯，提高工作效率。

可選地，請見圖1，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，連接部20還包括設置在中心位置的成型平面22，波形錐面21與成型平面22相連且環(huán)繞成型平面22設置，成型平面22與波形錐面21自然過渡成型，波形錐面21與待沖切波紋彈簧毛坯本體10自然過渡成型。波紋彈簧成型毛坯由成型平面22依次過渡到波形錐面21和待沖切波紋彈簧毛坯本體10上。對應地，波形錐面21與待沖切波紋彈簧毛坯本體10之間的過渡采用轉接圓角過渡，轉接圓角沿周邊波紋的半徑為7至10倍待成型零件的材料厚度。本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，通過自然過渡成型的波紋彈簧成型毛坯，節(jié)省了材料，解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且節(jié)省了材料、降低制造成本。

進一步地，請見圖1，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，波形錐面21與成型平面22之間所呈的夾角為120°～150°。通常地，波形錐面21與成型平面22所呈的夾角為135°。

如圖2所示，圖2是本發(fā)明波紋彈簧成型模具優(yōu)選實施例的結構示意圖，本實施例還提供一種波紋彈簧成型模具，用于成型上述的波紋彈簧成型毛坯，其中，波紋彈簧成型模具包括呈相對設置的陰模100和陽模200、以及驅動陽模200朝陰模100方向運動以成型波紋彈簧成型毛坯的驅動機構，陽模200包括用于成型波紋彈簧成型毛坯的待沖切波紋彈簧毛坯本體的壓邊圈210及用于成型波紋彈簧成型毛坯的連接部的沖頭220，沖頭220上對應設置與波紋彈簧成型毛坯的波形錐面相適配的沖頭錐面221。陰模100和陽模200合模后以形成成型波紋彈簧成型毛坯的腔體。腔體的厚度為一個成型波紋彈簧成型毛坯材料厚度的間隙。其中，待成型零件采用固溶狀態(tài)材料，毛坯直徑尺寸為φ138，從而在半硬狀態(tài)下拉伸波紋彈簧成型毛坯，省去了固溶工序。

本實施例提供的波紋彈簧成型模具，將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯，通過在陽模上設置壓邊圈和沖頭，利用壓邊圈成型波紋彈簧成型毛坯的待沖切波紋彈簧毛坯本體，利用沖頭成型波紋彈簧成型毛坯的連接部，并通過沖頭上的沖頭錐面在拉伸時形成波紋彈簧成型毛坯中的波形錐面，從而解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本實施例提供的波紋彈簧成型毛坯，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且節(jié)省了材料、降低制造成本。

優(yōu)選地，如圖2所示，本實施例提供的波紋彈簧成型模具，驅動機構包括頂接在陽模200的下方的頂桿310和壓持在陰模100的上方的壓接模板320，陽模200還包括設置在沖頭220的下方用于固定沖頭220的固定模板230，沖頭220貫穿壓邊圈210并伸出壓邊圈210外，頂桿310貫穿固定模板230并頂接在壓邊圈210上。波紋彈簧成型模具使用時，只需通過按壓位于陰模100上方的壓接模板320，即可將待成型零件拉伸為波紋彈簧成型毛坯，加工精度和效率高。

優(yōu)選地，如圖2所示，本實施例提供的波紋彈簧成型模具，沖頭錐面221以沖頭220的圓心為中心呈波浪狀向四周布置。從而使拉伸的待成型零件對應形成波形錐面，節(jié)省了材料，并加固了波紋彈簧，解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本實施例提供的波紋彈簧成型模具，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且節(jié)省了材料、降低制造成本。另外，為避免在拉伸最終階段因陰模100與沖頭220擠沖、折彎材料造成破裂并引起波紋彈簧成型毛坯變化超差，壓邊圈210的高度應保證壓邊圈210的下表面與固定模板230的上表面貼合后，壓邊圈210的上表面的波谷處與沖頭220的沖頭錐面221圓弧連接或者壓邊圈210的上表面的波谷處略高于該理論位置，以限制波紋彈簧成型毛坯的最大拉伸高度。

可選地，如圖2所示，本實施例提供的波紋彈簧成型模具，還包括設置在陰模100和壓邊圈210的外邊緣的連接處用于對波紋彈簧成型毛坯的成型厚度進行限位及減小成型力防止成型裂紋的限位機構。其中，限位機構可以為限位環(huán)或是限位柱，在此不做限定，均在本專利的保護范圍之內(nèi)。在本實施例中，參見圖2，限位機構采用限位環(huán)400、限位環(huán)400的限位高度用于確定陰模100及壓邊圈210緊密貼合時，陰模100與壓邊圈210的波紋配合處保持一個材料厚度，從而通過限位壓邊防止壓力過大造成拉伸破裂，且限位環(huán)400的內(nèi)孔用于拉伸用波紋彈簧成型毛坯定位。限位環(huán)400也可用三處均布的定位柱進行替代。

如圖3和圖4所示，圖3是本發(fā)明波紋彈簧加工方法優(yōu)選實施例的流程示意圖，在本實施中，波紋彈簧加工方法包括如下步驟：

步驟S100、使用波紋彈簧成型模具將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯。

使用波紋彈簧成型模具將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯，其中，波紋彈簧成型模具包括呈相對設置的陰模和陽模、以及驅動陽模朝陰模方向運動以成型波紋彈簧成型毛坯的驅動機構，陽模包括用于成型波紋彈簧成型毛坯的待沖切波紋彈簧毛坯本體的壓邊圈及用于成型波紋彈簧成型毛坯的連接部的沖頭，沖頭上對應設置與波紋彈簧成型毛坯的波形錐面相適配的沖頭錐面。陰模和陽模合模后以形成成型波紋彈簧成型毛坯的腔體。其中，待成型零件采用固溶狀態(tài)材料，毛坯直徑尺寸為φ138，從而在半硬狀態(tài)下拉伸波紋彈簧成型毛坯，省去了固溶工序。

步驟S200、對已拉伸好的波紋彈簧成型毛坯進行沖切，獲取沖切后的波紋彈簧。

如圖4所示，對已拉伸好的波紋彈簧成型毛坯通過沖床進行沖切，從而獲取沖切后的波紋彈簧。

本實施例提供的波紋彈簧加工方法，首先將待成型零件拉伸成波紋彈簧成型毛坯，通過在陽模上設置壓邊圈和沖頭，利用壓邊圈成型波紋彈簧成型毛坯的待沖切波紋彈簧毛坯本體，利用沖頭成型波紋彈簧成型毛坯的連接部，并通過沖頭上的沖頭錐面在拉伸時形成波紋彈簧成型毛坯中的波形錐面，然后對已拉伸好的波紋彈簧成型毛坯進行沖切，獲取沖切后的波紋彈簧，從而解決了硬度要求較高、直徑相對較小的非時效強化材料波紋彈簧的精密加工問題，本實施例提供的波紋彈簧加工方法，適用性廣，可適用于各類材料波紋彈簧的精密成形；加工精度和效率高、且節(jié)省了材料、降低制造成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。