一種能夠提高扭桿彈簧穩(wěn)定性的制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及扭桿彈簧加工制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠提高扭桿彈簧穩(wěn)定性的制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]扭桿彈簧作為一種彈性元件，廣泛地應(yīng)用于汽車、航空等領(lǐng)域中，由于扭桿彈簧的結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量較輕，且單位體積存儲的彈性能較大，也被應(yīng)用于一些具有折疊和展開功能的產(chǎn)品中，尤其在折疊角度大，展開速度快，同步要求高、展開動能大的產(chǎn)品中，通常采用扭桿彈簧提供動能實現(xiàn)產(chǎn)品折疊、展開功能，特別是內(nèi)部空間狹小的產(chǎn)品上應(yīng)用更為廣泛。
[0003]目前采用傳統(tǒng)工藝制造的扭桿彈簧使用性能不穩(wěn)定，殘余扭角隨著扭桿彈簧的使用次數(shù)的增加而逐漸增大，并且會導致扭桿彈簧發(fā)生塑性變形，導致扭桿彈簧提供的展開動能不足，產(chǎn)品無法展開或不能同步展開，嚴重影響產(chǎn)品使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，進而提供一種能夠提高扭桿彈簧穩(wěn)定性的制造工藝，提升了扭桿彈簧扭矩值，而且大幅度提高了扭桿彈簧的穩(wěn)定性；采用本發(fā)明制造工藝制造的扭桿彈簧，能夠使扭桿彈簧經(jīng)過長期扭轉(zhuǎn)角度大于78。的變形貯存后，每次使用后，殘余變形角之差在1°左右，扭矩值保持大于等于80N.m0
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]—種能夠提高扭桿彈簧穩(wěn)定性的制造工藝，依次包括如下工序:下料工序、粗車工序、熱處理工序、精磨工序、線切割工序，在所述工序與所述線切割工序之間進行加溫預(yù)扭工序、熱時效處理工序；
[0007](1)第一次加溫預(yù)扭工序:加載預(yù)扭，將扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90° -100°，并緩慢升溫至110_120°C，保持2小時；隨爐冷卻，卸載；
[0008](2)第二次加溫預(yù)扭工序:再次加載預(yù)扭，將所述扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90。-100。，并緩慢升溫至110-120°C，保持2小時；隨爐冷卻，卸載；
[0009](3)第三次加溫預(yù)扭工序:再次加載預(yù)扭，將所述扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90。-100。，并緩慢升溫至110-120°C，保持2小時；隨爐冷卻，卸載；
[0010](4)熱時效處理工序:將所述扭桿彈簧放入熱時效爐，緩慢升溫至180?200°C，保持2小時，隨爐冷卻。
[0011]進一步地，所述步驟(1)中將扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90° ±1°，并緩慢升溫至110。。。
[0012]進一步地，所述步驟(2)中將扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90° ±1°，并緩慢升溫至110。。。
[0013]進一步地，所述步驟(3)中將扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90° ±1°，并緩慢升溫至110。。。
[0014]進一步地，所述步驟⑷中將所述扭桿彈簧空載放入熱時效爐，緩慢升溫至180。。。
[0015]進一步地，在所述線切割工序之后還依次包括成品檢驗工序和入庫工序。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明公開的能夠提高扭桿彈簧穩(wěn)定性的制造工藝，在精磨與線切割步驟之間進行加溫預(yù)扭工序、判定工序、熱時效處理工序；通過對扭桿彈簧加溫，可以增加扭桿彈簧內(nèi)部的分子活躍性，有利于晶粒重新排列；預(yù)扭可以使扭桿彈簧內(nèi)部晶粒沿扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)方向排列，增加了扭桿彈簧表面分子的致密性，提高分子間作用力，硬化扭桿彈簧的表層，使扭桿彈簧在扭轉(zhuǎn)角度大于使用角度時晶粒和晶格的狀態(tài)是穩(wěn)定的，從而達到減小殘余變形角、提高扭矩值的目的；熱時效處理能夠去除加溫預(yù)扭后扭桿彈簧內(nèi)部不穩(wěn)定的殘余應(yīng)力，從而提高扭桿彈簧的穩(wěn)定性及扭矩。本發(fā)明通過三次將扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90° -100°，并緩慢升溫至110-120°C，保持2小時后，并將扭桿彈簧空載放入熱時效爐，緩慢升溫至180?200°C，保持2小時；使用本發(fā)明制造工藝制造的扭桿彈簧，能夠使扭桿彈簧經(jīng)過長期扭轉(zhuǎn)角度大于78。的變形貯存后，每次使用后扭桿彈簧的殘余變形角度差在1°左右，扭矩值大于等于80Ν.πι。
[0017]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0018]圖1是適用于折疊展開類產(chǎn)品的扭桿彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是經(jīng)傳統(tǒng)工藝制造的扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度與扭矩值關(guān)系圖；
[0020]圖3是經(jīng)本發(fā)明實施例制造工藝制造的扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度與扭矩值關(guān)系圖；
【具體實施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0022]本發(fā)明以應(yīng)用在折疊和展開產(chǎn)品中的圓形實心扭桿彈簧為例，由于折疊、展開產(chǎn)品的功能需要，因此要求扭桿彈簧需長期處于78°扭角的折疊狀態(tài)，且需要提供扭矩值為80Ν.m以上的折疊-展開勢能，并且還要求產(chǎn)品能夠展開到位、迅速。
[0023]經(jīng)傳統(tǒng)工藝制造的扭桿彈簧，包括下料工序、粗車工序、熱處理工序、精磨工序、線切割工序、成品檢驗工序、入庫工序；
[0024]下料工序:選擇例如40Cr結(jié)構(gòu)鋼等適合制造扭桿彈簧的材料，將金屬棒料按扭桿彈簧的型號規(guī)格進行裁剪，保證原材料外表面無損傷、管內(nèi)壁無銹蝕、無損傷，管材的直線度要保證0.2/ 1000mm以內(nèi)。
[0025]粗車工序:切除下料工序后的金屬棒料兩端的毛邊，對金屬棒料進行車削加工，同時，為避免應(yīng)力集中并保證扭桿彈簧端部的受力能力，將金屬棒料的兩端加工成正六方結(jié)構(gòu)，形成如圖1所示的扭桿彈簧結(jié)構(gòu)。
[0026]熱處理工序:依次采用淬火、回火、噴丸工序?qū)Υ周嚰庸ず蟮呐U彈簧進行熱處理，當然，上述熱處理方式也可以根據(jù)扭桿彈簧材料的不同進行調(diào)整，其熱處理的方式均是本領(lǐng)域人員無需花費創(chuàng)造性勞動就能夠得到的，在此不再詳細贅述。
[0027]精磨工序:對熱處理后的扭桿彈簧進行精磨處理，可以保證扭桿彈簧達到所需要的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度。
[0028]線切割工序:為滿足產(chǎn)品尺寸及制造精度要求，采用線切割工藝對扭桿彈簧進行加工。
[0029]采用上述制造工藝制造的扭桿彈簧雖然能夠滿足一般的性能要求，但很難滿足上述折疊展開類產(chǎn)品的性能要求。
[0030]如圖2所示，經(jīng)傳統(tǒng)工藝制造的扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度與扭矩值的關(guān)系圖中可以看出，第一次扭轉(zhuǎn)、第二次扭轉(zhuǎn)、第三次扭轉(zhuǎn)、第四次扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)角度坐標軸起點不一致，第一次扭轉(zhuǎn)對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度起點為0°，第二次扭轉(zhuǎn)對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度起點為15°，第三次扭轉(zhuǎn)對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度起點為25°，第四次扭轉(zhuǎn)對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度起點為31° ;由此可以得出，經(jīng)過第一次扭轉(zhuǎn)后，扭桿彈簧產(chǎn)生了 15°的殘余變形角；經(jīng)過第二次扭轉(zhuǎn)后，扭桿彈簧產(chǎn)生了25°的殘余變形角；經(jīng)過第三次扭轉(zhuǎn)后，扭桿彈簧產(chǎn)生了 31°的殘余變形角；每次扭轉(zhuǎn)后，殘余變形角的差值變化較大，性能不穩(wěn)定。
[0031]并且從圖2中可以進一步得出，第一次扭轉(zhuǎn)時，當扭轉(zhuǎn)角度達到105° (殘余變形角為0° )左右時，扭桿彈簧發(fā)生斷裂失效；第二次扭轉(zhuǎn)時，當扭轉(zhuǎn)角度達到120° (殘余變形角為15° )左右時，扭桿彈簧發(fā)生斷裂失效；第三次扭轉(zhuǎn)時，當扭轉(zhuǎn)角度達到130° (殘余變形角為25° )左右時，扭桿彈簧發(fā)生斷裂失效；第四次扭轉(zhuǎn)時，當扭轉(zhuǎn)角度達到136° (殘余變形角為31° )左右時，扭桿彈簧發(fā)生斷裂失效；但由于第一次扭轉(zhuǎn)、第二次扭轉(zhuǎn)、第三次扭轉(zhuǎn)、第四次扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)角度值均包含殘余變形角，所以扭桿彈簧的極限扭轉(zhuǎn)角度為105°左右。
[0032]圖2中所示的扭桿彈簧第一次扭轉(zhuǎn)的曲線，扭桿彈簧的殘余變形角為0°，扭桿彈簧的扭矩值隨著扭轉(zhuǎn)角度的增加而增加，當扭轉(zhuǎn)角度達到105°時，扭桿彈簧發(fā)生斷裂失效，與之對應(yīng)的最大扭矩值80N -m ;當扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度為78。時，與之對應(yīng)的扭矩值為75N.m左右，無法滿足折疊展開類產(chǎn)品的性能要求。
[0033]從扭桿彈簧第二次扭轉(zhuǎn)時對應(yīng)的曲線可以得出，由于第一次扭轉(zhuǎn)后產(chǎn)生了 15°的殘余變形角，所以第二次扭轉(zhuǎn)需要在15°的殘余變形角基礎(chǔ)上扭轉(zhuǎn)，當扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度為93° (包含殘余變形角15°，即實際扭轉(zhuǎn)角度為78° )時，與之對應(yīng)的扭矩值為75Ν.πι左右，無法滿足折疊展開類產(chǎn)品的性能要求。
[0034]從扭桿彈簧第三次扭轉(zhuǎn)時對應(yīng)的曲線可以得出，由于第二次扭轉(zhuǎn)后產(chǎn)生了 25°的殘余變形角，所以第三次扭轉(zhuǎn)需要在25°的殘余變形角基礎(chǔ)上扭轉(zhuǎn)，當扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度為103° (包含殘余變形角25°，即實際扭轉(zhuǎn)角度為78° )時，與之對應(yīng)的扭矩值為70Ν.m左右，無法滿足折疊展開類產(chǎn)品的性能要求。
[0035]從扭桿彈簧第四次扭轉(zhuǎn)時對應(yīng)的曲線可以得出，由于第三次扭轉(zhuǎn)后產(chǎn)生了 31°的殘余變形角，所以第四次扭轉(zhuǎn)需要在31°的殘余變形角基礎(chǔ)上扭轉(zhuǎn)，當扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角度為109° (包含殘余變形角31°，即實際扭轉(zhuǎn)角度為78° )時，與之對應(yīng)的扭矩值為70N.m左右，無法滿足折疊展開類產(chǎn)品的性能要求。
[0036]以上只給出了扭桿彈簧四次扭轉(zhuǎn)時，扭轉(zhuǎn)角度與扭矩值的曲線關(guān)系圖，但從圖2中可以發(fā)現(xiàn)隨著扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)次數(shù)的增加，殘余變形角度也隨之逐漸增大，且對應(yīng)的扭矩值逐漸減小，所以當扭桿彈簧發(fā)生第五次至第N次時，扭矩值仍然無法滿足折疊展開類產(chǎn)品長期處于78°扭角的折疊狀態(tài)，每次使用后，殘余變形角之差在1°左右，且需要提供扭矩值為80N.m以上的折疊-展開勢能的性能要求。
[0037]本發(fā)明實施例公開的能夠提高扭桿彈簧穩(wěn)定性的制造工藝，包括下料工序、粗車工序、熱處理工序、精磨工序、加溫預(yù)扭工序、判定工序、熱時效處理工序、線切割工序，其中下料工序、粗車工序、熱處理工序、精磨工序、線切割工序與上述傳統(tǒng)的制造工藝相同，在此不再贅述。
[0038]本實施例在精磨工序與所述線切割工序之間進行加溫預(yù)扭工序、熱時效處理工序，其中加溫預(yù)扭工序需要進行三次:
[0039](1)第一次加溫預(yù)扭工序:將扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角度至90° -100°，并緩慢升溫至110_120°C，保持2小時；隨爐冷卻，卸載；
[0040](2)第二次加溫預(yù)