專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)變截面鋼板彈簧精密輥鍛工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車(chē)變截面鋼板彈簧片精密輥鍛工藝。
鋼板彈簧是汽車(chē)懸掛系統(tǒng)中的重要彈性部件。少片變截面鋼板彈簧與傳統(tǒng)的多片疊板彈簧相比具有重量輕節(jié)省材料，疲勞壽命高，制造成本低，車(chē)輛運(yùn)行的平順性與舒適性好等突出優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家正在越來(lái)越多地采用變截面鋼板彈簧，其變截面鋼板彈簧占汽車(chē)板簧總量的30～50%。國(guó)內(nèi)也正在積極研究試制與小批量生產(chǎn)。
傳統(tǒng)的疊板彈簧與變截面鋼板彈簧制造技術(shù)的主要差別在于變截面鋼板彈簧的每一簧片要軋制成設(shè)計(jì)所要求的等寬的變截面片形狀與尺寸(圖1)，因而，變截面鋼板彈簧片成形工藝是變截面鋼板彈簧制造技術(shù)的關(guān)鍵。目前，變截面簧片成形工藝主要有兩種一種是變截面軋制后寬度修整工藝，該工藝方法是在每道變截面軋制后，將變截面軋制時(shí)板料(肩鋼)寬展出的部分，經(jīng)兩個(gè)寬度修整輥修整成簧片所要求的寬度。該工藝是在具有微機(jī)控制，液壓伺服系統(tǒng)及機(jī)械手的大型軋制設(shè)備上進(jìn)行的，所需設(shè)備昂貴，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過(guò)程不易穩(wěn)定，并且由于軋輥中心與寬度修整輥中心距離較大，故不適用于輕型車(chē)，微型車(chē)較短的變截面簧片的生產(chǎn);另一種是在變截面軋制前寬度預(yù)壓工藝，該種工藝是在變截面軋制前，預(yù)先在單獨(dú)一臺(tái)具有兩個(gè)寬度預(yù)壓輥的設(shè)備上對(duì)原始板料進(jìn)行寬度預(yù)壓，然后再在專(zhuān)用軋制設(shè)備上進(jìn)行變截面軋制，如專(zhuān)利US、1980、4，216，667就是這種方法。該專(zhuān)利所述的工藝是將切好的板料加熱后首先在預(yù)變截面區(qū)段進(jìn)行寬度預(yù)壓，寬度預(yù)壓是把板料放在一對(duì)日本手鼓形的圓形軋輥之間靠?jī)绍堓佅虬辶戏较蜻\(yùn)動(dòng)和板料向前運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，厚度方向變截面的軋制是由一個(gè)圓輥和一個(gè)凸輪輥輥軋而成，該工藝具有簡(jiǎn)化工序、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)，但仍然具有設(shè)備同步要求高、設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)高，工裝復(fù)雜，生產(chǎn)效率不夠高等確點(diǎn)。
本發(fā)明的目的就是為了解決以上工藝存在的不足，提供一種設(shè)備少、工裝簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)單合理、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品尺寸精度好的生產(chǎn)汽車(chē)變截面鋼板彈簧的新工藝。
該發(fā)明所述的變截面鋼板彈簧精密輥鍛工藝是在一臺(tái)通用輥鍛機(jī)上，采用按照板片變截面輥鍛成形規(guī)律設(shè)計(jì)、制造的輥鍛模具與簡(jiǎn)便的工裝來(lái)制造出不同形狀和尺寸的變截面板簧，該工藝是將具有一定長(zhǎng)度并鉆有中心孔的加熱后的板片在變截面區(qū)段先進(jìn)行寬度方向預(yù)壓，使該區(qū)段沿板片的端部呈錐形，而厚度保持不變，之后在厚度方向進(jìn)行變截面軋制，其特征在于變截面區(qū)段寬度方向的預(yù)壓采用兩個(gè)安裝在輥鍛機(jī)上下鍛輥上的呈曲線(xiàn)的開(kāi)式型槽的模具(見(jiàn)圖5、6)進(jìn)行立輥，厚度方向的變截面采用裝在鍛輥上的。上模、下模組成的閉式型槽的模具進(jìn)行粗輥、精輥(見(jiàn)圖7、8)，并且立輥、粗輥、精輥在一臺(tái)輥鍛機(jī)上進(jìn)行。
該工藝的另一特征是在寬度方向立輥時(shí)，安裝在鍛輥上、下的兩個(gè)呈曲線(xiàn)的(變直徑)開(kāi)式型槽的模具結(jié)構(gòu)尺寸相同并對(duì)稱(chēng)地安裝在鍛輥上，和板料接觸的工作表面為開(kāi)式型凹槽，凹槽底部為圓弧，其半徑為R＝(1～1.2)H毛H毛為板料毛坯的厚度。
該工藝的又一特征為在厚度方向的變截面軋制時(shí)，采用的是安裝在鍛輥上的上模、下模組成的閉式型槽模具(見(jiàn)圖7、8)，粗輥時(shí)上模工作表面為等直徑的凹模，下模工作表面為變直徑的凸模，精輥時(shí)下模工作表面為等直徑的凹模，上模工作表面為變直徑的凸模，否者也可相反。
該工藝的具體工作過(guò)程是，首先，將具有一定長(zhǎng)度并鉆有中心孔的彈簧扁鋼加熱至950～1000℃，然后由專(zhuān)用送料裝置將彈簧扁鋼送至兩鍛輥中間，用圖5、6所示的開(kāi)式型槽模具對(duì)坯料進(jìn)行寬度方向輥鍛(立輥)后，對(duì)應(yīng)于簧片的變截面區(qū)段被輥鍛成錐形形狀(見(jiàn)圖4)，經(jīng)立輥后的板坯料緊接著在同一設(shè)備上用圖7.8所示的輥鍛模具進(jìn)行厚度方向的變截面輥鍛，圖8中上模4的工作表面為變直徑。下模5的工作表面為等直徑的凹形輥鍛模，變截面輥鍛需在圖7、8所示的兩套輥鍛末具上完成，其中第一道為粗輥成形相對(duì)壓下量較大，第二道精輥成形，相對(duì)壓下量較小，經(jīng)粗輥成形與精輥成形后的簧片其寬度處處相同，而厚度沿簧片端部逐漸變薄。通過(guò)上述一道立輥與兩道平輥后，即芍圃斐齜銑嘰繅蟮謀浣孛婊善 采用精密輥鍛工藝生產(chǎn)的變截面簧片，寬度公差可在±0.5mm以下，厚度公差可在±0.20mm以下，側(cè)彎可控制在3mm/M范圍內(nèi)，而且兩側(cè)面圓角均勻過(guò)度，表面光潔平整，生產(chǎn)率為90～100片/小時(shí)、精密輥鍛工藝適用于制造各種規(guī)格的汽車(chē)變截面鋼板彈簧片。
本發(fā)明與有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.由于該工藝立輥時(shí)采用了呈曲線(xiàn)的開(kāi)式型槽的變直徑模具，從而使工藝設(shè)備和工裝簡(jiǎn)單、造價(jià)低，僅為現(xiàn)有技術(shù)的1/20～1/30。
2.該工藝生產(chǎn)的變截面板簧片尺寸精度容易保證，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定可靠，適于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率為現(xiàn)有技術(shù)的1.5～2倍。


圖1為變截面簧片正視2為變截面簧片俯視3為圖1的A-A剖面4為立輥后的毛坯形狀圖5為立輥工作6為圖5的K向視7為平輥工作8為圖7的B-B剖視中1為簧片;2為立輥上模;3為立輥下模;4為平輥上模;5為平輥下模。
本工藝的具體實(shí)施例為以軋制132汽車(chē)變截面鋼板彈簧為例(見(jiàn)圖5、7)。
采用精密輥鍛工藝成形該變截面簧片，其工藝實(shí)施如下1.設(shè)備選擇根據(jù)所需輥鍛力與力矩選用D42-400輥鍛機(jī)。
2.輥鍛道次的確定采用一道立輥與兩道平輥，以達(dá)到精輥工藝的目的。
3.輥鍛工藝參數(shù)確定由相對(duì)展寬公式并經(jīng)修正，計(jì)算出輥鍛最薄區(qū)段的合理展寬量△b＝4.24mm，此值是設(shè)計(jì)立輥型槽尺寸的主要依據(jù)，由此可確定出立輥后的錐段尺寸(參見(jiàn)圖4)。
4.前滑值的計(jì)算按等厚區(qū)段前滑公式與變截面區(qū)段前滑公式分別計(jì)算出前滑值。
立輥前滑值，錐段S＝5%，平直段S＝6%第一道平輥?zhàn)兘孛娑吻盎礢＝7%，平直段S＝8%第二道平輥?zhàn)兘孛媲盎礢＝3.5%，平直段S＝4%。
5.輥鍛模向量半徑Rδ;為迫使簧片輥出時(shí)保持平直，平輥時(shí)采用具有上壓力的輥鍛模，按輥鍛模向量半徑公式計(jì)算出立輥與兩道平輥凸模不同的R值立輥Rmin＝164.5mm，Rmax＝166.7mm第一道平輥Rmin＝191.5mm，Rmax＝195.9mm;
第二道平輥Rmin＝196.5mm，Rmax＝202.9mm。
6.模具加工采用靠模車(chē)工裝加工出呈曲線(xiàn)形的立輥模具與平輥模具的上模。
7.凹模圓角為使圓角對(duì)稱(chēng)精輥凹模取R值為最薄區(qū)段的一半，本例RM＝3mm。
8.模具材料普通熱鍛模具鋼(5CrMnMo或3Cr2W8V)。
9.兩道平輥模具安裝預(yù)輥凹模安裝于上鍛輥，精輥凹模安裝于下鍛輥。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)變截面鋼板彈簧精密輥鍛工藝，將所需長(zhǎng)度并鉆兄行目椎募尤群蟮陌辶顯詒浣孛媲蝸冉鋅磯確較蛟ぱ?，使?jìng)凐陡C匕迤ざ確較虻畝瞬砍首緞?，而厚度保持不变，之后哉婑洞_較蚪斜浣孛嬖?，其特征灾?cè)r浣孛媲慰磯確較虻腦ぱ共捎昧礁靄滄霸詮醵突?、下锻辊上的呈曲线?變直徑)開(kāi)式型槽的模具進(jìn)行立輥，厚度方向的變截面采用安裝在鍛輥上的上模、下模組成的閉式型槽的模具進(jìn)行粗輥、精輥，并且立輥、粗輥、精輥在一臺(tái)輥鍛機(jī)上軋制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)變截面鋼板彈簧精密輥鍛工藝，其特征在于寬度方向預(yù)壓立輥時(shí)安裝在上、下鍛輥的兩個(gè)呈曲線(xiàn)(變直徑)的開(kāi)式型槽的模具結(jié)構(gòu)尺寸相同并對(duì)稱(chēng)的安裝在鍛輥上，和板料接觸的工作表面為開(kāi)式型凹槽，凹槽底部為圓弧，其半徑為R＝1～1.2H毛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)變截面鋼板彈簧輥鍛工藝，其特征在于厚度方向變截面軋制時(shí)，是采用安裝在鍛輥上的上模、下模組成的閉式型槽模具，粗輥時(shí)上模工作表面為等直徑的凹模，下模工作表面為變直徑凸模，精輥時(shí)下模工作表面為等直徑凹模，上模工作表面為變直徑凸模。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車(chē)變截面鋼板彈簧精密輥鍛工藝。
文檔編號(hào)B23K35/00GK1038041SQ88103268
公開(kāi)日1989年12月20日 申請(qǐng)日期1988年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月27日
發(fā)明者付沛福, 黃良駒, 楊慎華, 李明哲, 李向多, 景長(zhǎng)林 申請(qǐng)人:吉林工業(yè)大學(xué)