一种波形弹簧的加工方法与流程

1.本发明涉及加工波形弹簧技术领域，特别是一种波形弹簧的加工方法。


背景技术：

2.波形弹簧由于具有优良的空间结构特性而被越来越多的产品选用，典型单层三波波形弹簧如图1所示。该类波形弹簧的加工工艺流程为：下料
→
线切割零件外型
→
模具冲压
→
热处理
→
尺寸校正
→
线切割零件最终外形
→
表面处理
→
弹簧校检
→
验收。但是前述加工工艺主要存在三方面缺陷：
3.(1)冲压成型时波峰波谷易偏离及圆心偏离，三个波峰波谷高度差不一致，弹簧尺寸稳定性差；
4.(2)波形弹簧内外圆同一截面上存在一角度α，此值随零件波峰个数越少越明显，如图2所示；这就造成零件使用时实际是线接触，而非面接触，从而零件波峰波谷间弹力大小不均匀；
5.(3)波形弹簧每一个波的波长存在差异而影响零件的性能。
6.为了解决上述问题，现设计了一种新的波形弹簧加工方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种波形弹簧的加工方法，通过本发明方法加工波形弹簧，本发明在冲压时，毛料上可形成波峰波谷结构高度差一致的波形环带，且形成了中心定位孔和余料，通过中心定位孔结构在共同基准原则下，将余料切割后，得到的波形弹簧波峰波谷一致，弹力均匀，性能好。
8.本发明采用如下技术方案实现发明目的：
9.一种波形弹簧的加工方法，包括如下步骤：用弹簧钢带线切割出中心有孔的毛料，对毛料进行冲压，冲压后，毛料中圈处形成波形环带，外圈处形成外圈余料，内圈处形成内圈余料，中心形成定位孔，得冲压零件，以定位孔定位，在波形环带上切割波形弹簧，得成品。
10.前述的波形弹簧的加工方法中，包括如下步骤：
11.(1)用弹簧钢带线切割出中心有孔的毛料；
12.(2)对毛料进行冲压，冲压后，毛料中圈处形成波形环带，外圈处形成外圈余料，内圈处形成内圈余料，中心形成定位孔，得冲压零件；
13.(3)热处理冲压零件；
14.(4)校平冲压零件；
15.(5)以定位孔定位，在波形环带上切割波形弹簧；
16.(6)波形弹簧表面处理；
17.(7)弹力检测；
18.(8)验收，得成品。
19.前述的波形弹簧的加工方法中，所述弹簧钢带为厚度0.5mm的60si2mna弹簧钢带；所述毛料的外径ф为61.5mm，内径为ф11.5mm。
20.前述的波形弹簧的加工方法中，所述定位孔为ф15mm。
21.前述的波形弹簧的加工方法中，所述热处理是采用真空油淬热处理，淬火温度为860
±
10℃，保温时间为30
±
10min，回火温度为460
±
20℃，保温时间为30-60min。
22.前述的波形弹簧的加工方法中，所述校平冲压零件是校正冲压零件的平行度。
23.前述的波形弹簧的加工方法中，所述在波形环带上切割的波形弹簧的外径为ф39-0.1
mm，内径为ф39
0.1
mm。
24.前述的波形弹簧的加工方法中，所述波形弹簧表面处理是对波形弹簧进行化学氧化。
25.前述的波形弹簧的加工方法中，所述弹力检测是将波形弹簧的高度压缩为3mm时，检测弹力值为43-58n。
26.前述的波形弹簧的加工方法中，所述验收时按照技术图纸检查尺寸，合格后验收入库。
27.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
28.根据发明人对现有技术问题的分析，问题“冲压成型时波峰波谷易偏离及圆心偏离，三个波峰波谷高度差不一致，弹簧尺寸稳定性差”形成的原因是由于现有模具设计无定位尺寸，圆环料与模具间存在间隙及相对位移，冲压成型时将导致波峰波谷偏离及圆心偏离，从而导致三个波峰波谷高度差不一致，弹簧尺寸稳定性差的问题；问题“弹簧内外圆同一截面上存在一角度α，此值随零件波峰个数越少越明显，如图2所示；这就造成零件使用时实际是线接触，而非面接触，从而零件波峰波谷间弹力大小不均匀”形成的原因是由于现有技术线切割后的环形毛料弯曲时，由于内外环的拉伸弧长不匹配，造成零件在宽度上同一截面内为一斜线，内外圆同一截面上存在一角度α；问题“弹簧每一个波的波长存在差异而影响零件的性能”形成的原因是由于现有模具与零件接触时，由于模具没有上下模板，模具在与零件接触时，零件各点并非同时受力，零件容易在凸凹模上窜动，使每一个波的波长存在差异而影响零件的性能。
29.针对上述问题，本发明为了制备ф39-0.1
mm、内径外ф39
0.1
mm的单层三波波形弹簧，采用了尺寸更大的内径ф11.5mm、外径ф61.5mm的毛料然后先进行冲压，冲压后，毛料中圈处形成波形环带，外圈处形成外圈余料，内圈处形成内圈余料，中心形成定位孔，得冲压零件，以定位孔定位，在波形环带上记性线切割得到波形弹簧，毛料在实施例例冲压装置的阳模和顶件器之间、上模和下模之间、下模板和上压模之间冲压，零件不会窜动，并在可在毛料中心形成中心定位孔，并在冲压零件成型后其内圈和外圈都留有足够变形余度尺寸，通过中心定位孔的同心结构和常规的法兰边定位装夹固定冲压零件，根据共同基准原则，用正圆孔，即可保证零件同轴及同心要求，再线切割出波形弹簧的外形，就能够确保切割出的波形弹簧的波峰波谷一致性，防止使用时出现波峰波谷点接触的问题，保障是以面接触的方式保证弹力均匀性，从而保障成品波形弹簧的品质。
附图说明
30.图1是单层三波波形弹簧的结构示意图；
31.图2是现有加工工艺技术得到的存在缺陷的波形弹簧的结构示意图；
32.图3是毛料的结构示意图；
33.图4是冲压零件的结构示意图；
34.图5是验收产品时的产品结构示意图；
35.图6是图4沿φ39的展开图；
36.图7是冲压装置的结构示意图；
37.图8是图7中虚线范围a中结构的放大示意图；
38.图9是图7的俯视结构示意图；
39.图10是上模的结构示意图；
40.图11是上垫板的结构示意图；
41.图12是下模的结构示意图；
42.图13是固定板的结构示意图；
43.图14是下卸料板的结构示意图；
44.图15是下模板的结构示意图；
45.图16是上模板的结构示意图；
46.图17是上卸料板的结构示意图。
47.附图中的标记为：1-下模板，2-螺钉ⅰ，3-固定板，4-圆销ⅱ，5-下模，6-下模板，7-螺钉ⅲ，8-下卸料板，9-上卸料板，10-上模，11-上压模，12-圆销ⅰ，13-上垫板，14-上模板，15-螺钉
ⅴ
，16-模柄，17-打杆，18-螺钉ⅳ，19-锥端紧盯螺钉，20-弹簧ⅱ，21-弹簧ⅰ，22-顶件器，23-阳模，24-螺钉ⅱ，25-螺杆，26-毛料内圈冲压成型部，27-波形弹簧冲压成型部，28-毛料外圈冲压成型部，29-冲压零件。
48.为了进一步说明本发明的技术细节，对附图中部分标注作进一步说明，尺寸单位均为mm。其中，图1中a1是r9.5，指示位置在波形弹簧的两面各三处分布，a2是6，a3是φ33；图2中a-a表示波峰波谷处截面，剪头指向右边表示该波峰波谷处的放大截面图，存在角度a；图3中毛料的外径ф61.5，内径φ11.5；图4中c1是φ15，c2是φ26.2，c3是φ47.8，c4是0.4，c5是r1.5，c6是φ33，c7是φ41，c8是φ52.2，c9是33，c10指出波峰波谷结构，该结构两面各三处分布；图5中，b1是t0.4,b2成型前是35
0 0.1
,b3成型前是39
0-0.1
。
具体实施方式
49.下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
50.实施例。一种波形弹簧的加工方法，包括步骤如下：
51.(1)用厚度0.5mm的60si2mna弹簧钢带线切割出中心有孔的毛料，毛料的外径ф为61.5mm，内径为ф11.5mm；毛料如图3所示；
52.(2)用冲压装置对毛料进行冲压，冲压后，毛料中圈处形成波形环带，外圈处形成外圈余料，内圈处形成内圈余料，中心形成ф15mm；定位孔，得冲压零件；冲压零件如图4所示；
53.(3)采用真空油淬热处理，淬火温度为860
±
10℃，保温时间为30
±
10min，回火温度为460
±
20℃，保温时间为30-60min；目的是使材料硬度为45-51hrc；
54.(4)校正冲压零件的平行度；
55.(5)以定位孔定位，在波形环带上切割波形弹簧，波形弹簧的外径为ф39-0.1
mm，内径为ф39
0.1
mm；
56.(6)波形弹簧进行化学氧化；
57.(7)将波形弹簧的高度压缩为3mm时，检测弹力值为43-58n为合格；
58.(8)按照技术图纸检查尺寸，合格后验收入库，得成品；成品如图5所示。
59.为了对本发明设计的毛料进行有效的冲压，发明人还设计了冲压装置，装置结构如图7-17所示，结构包括下模组件和上模组件；所述下模组件的上部中心设有阳模23上套设下模板6，下模板6上套设下模5，下模5上套设有下卸料板8；所述上模组件下部的中心设有顶件器22，顶件器22上套设有上压模11，上压模11上套设有上模10，上模10上套设有上卸料板9。
60.所述阳模23与顶件器22、下模板6与上压模11、下模5与上模10以及下卸料板8和上卸料板9之间均为上下位置对应设置。各部件位置对应，保障对毛料各处的冲压均匀，最终可制出合格的波形弹簧。
61.所述上模组件和下模组件冲压在一起时，阳模23与顶件器22之间为毛料定位部，下模板6与上压模11之间为毛料内圈冲压成型部、下模5与上模10之间为波形弹簧冲压成型部，下卸料板8和上卸料板9之间的内沿处为毛料外圈冲压成型部。为保证波形弹簧冲压冲压成型，对毛料成型的内圈和外圈，均通过相应结构进行冲压。
62.所述下模组件包括下模板1，下模板1的中心连接螺钉ⅰ2，螺钉ⅰ2连接阳模23；所述下模板1中连接螺杆25，螺杆25的上部与固定板3下部贴合；所述固定板3与下模5之间通过螺钉ⅱ24连接；所述固定板3连接螺钉ⅲ7，螺钉ⅲ7的上部活动设于下卸料板8中。
63.所述上模组件包括上模板14，上模板14的中心连接模柄16，模柄16中连接打杆17，打杆17下端连接上垫板13，上垫板13通过螺钉ⅳ18与上模板14和上模10连接；所述上模板14和上垫板13通过螺钉
ⅴ
15连接，螺钉
ⅴ
15的下部活动设于上卸料板9中。
64.所述螺钉ⅲ7上于固定板3和下卸料板8之间、螺钉
ⅴ
15上于上垫板13和上卸料板9之间分别套设有弹簧ⅰ21。弹簧ⅰ21的作用:当零件放在下卸料板8上开始冲压时,上模10开始向下运动,此时弹簧21起压紧力作用,上卸料板9通过压紧力将材料固定。上模件10继续向下运动至零件需要的工艺高度时完成冲压。冲压完成后上模10回位,此时弹簧21起复位及卸料作用,上卸料板9及下卸料板8将零件退出,零件成型。
65.所述顶件器22和上压模11之间、下模板6和固定板3之间分别设有弹簧ⅱ20。弹簧ⅱ20的作用：使顶件器22与上垫板13紧密贴合，同时使上压模11随工件压力大小而移动,确保上压模11紧贴上垫板13，最终以确保工件型面尺寸。
66.所述固定板3、上垫板13和上模10中设有圆销ⅰ12；所述固定板3与下模5中设有圆销ⅱ4；所述上模板14和模柄16之间设有锥端紧盯螺钉19。
67.将毛料放在上模10上，上模组件和下模组件闭合对毛料冲压成型；毛料在阳模23与顶件器22的作用下定位，在下模板6与上压模11之间完成毛料内圈冲压成型，在下模5与上模10之间完成波形弹簧冲压成型，在下卸料板8和上卸料板9之间的内沿处完成毛料外圈冲压成型，得冲压零件；打开上模组件和下模组件，取出冲压零件即可。
68.本发明是通过冲床设备使本模具进行冲压动作，冲床设备优选型号jb23-35。
69.本装置的作用是辅助加工出波峰波谷均匀的波形弹簧，下面结合本装置说明利用
本发明时制备波形弹簧的部分工艺步骤：
70.1、下料线切割外型：采用厚度0.5mm的60si2mna弹簧钢带，线切割毛料外形，外径ф61.5mm，内径ф11.5mm，如图3所示；
71.2、使用本装置冲压：将步骤1得到的毛料放在下模组件和上模组件之间，具体是通过毛料中心的孔由阳模23定位(阳模23和顶件器22配合然后形成冲压翻边ф15mm的定位孔)，毛料放置好后开始冲压；上模组件向下模组件运动，此时上卸料板9压住材料将其固定，上模10继续向下，毛料在阳模23和顶件器22之间，上模10和下模5之间，下模板6和上压模11之间成型，上模组件向下运动至零件需要的工艺高度时完成冲压，最后上模组件回位，上卸料板9及下卸料板8将得到的冲压零件退出，冲压零件成型(图4)；
72.本装置结构如图7所示，为了对三个波峰波谷的波形弹簧进行加工，本装置部分零件设置有多个，具体零件数量如表1所示，结合零件数量和图8-17可以全面知晓本装置结构。
73.表1
74.[0075][0076]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。