一种高应力弹簧制造工艺的制作方法

1.本发明涉及一种弹簧制造工艺，尤其涉及一种高应力弹簧的制造工艺。


背景技术：

2.弹簧是各类机械设备、装置的重要零部件。近年来，随着主机对弹簧性能要求的提高，高应力弹簧随之出现。通常高应力弹簧指的是热卷圆柱螺旋有限寿命高应力弹簧，其工作时最小应力大于950mpa，最大工作应力大于1500mpa，疲劳寿命不低于10万次。其主要应用领域和产品是：挖掘机履带涨紧弹簧、推土机履带涨紧弹簧、摊铺机履带涨紧弹簧等。
3.但是现在的高应力弹簧往往因为制造工艺的原因，让弹簧制造出来后垂直度和直线度会出现偏差，从而导致报废率高，而且还会产生变形，造成载荷衰减，设备无法正常工作。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种弹簧精度高，后续使用不会变形，报废率低的一种高应力弹簧的制造工艺；解决了现有技术中存在的弹簧制造过程中弹簧报废率高，精度不够，后续使用容易变形的技术问题。
5.本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：a、下料；b、碾尖；c、卷簧加热；d、对加热后的卷簧进行卷绕成型；e、对成型后的卷簧进行淬火；f、淬火后对弹簧进行多级回火；g、回火后的弹簧进行强压处理，将弹簧压至试验载荷；h、强压后再次进行应力强压，将弹簧端圈变形补偿后将弹簧压至屈服载荷；i、对弹簧进行内圈打磨；j、对弹簧进行抛丸处理；k、表面处理及检测包装。
6.弹簧经过强压处理后，因为最大工作应力已经大于试验应力，强压后无法完全消除弹簧永久变形。弹簧属于特殊零件，特别是高应力弹簧，制作时需要较大的预制高度。例如某高应力弹簧，材料屈服强度1650mpa、最大工作应力1523mpa、试验应力890mpa、最小工作应力670mpa，成品高度要求676mm，强压之前弹簧的预制高度为816mm，因此强压变形只有60mm左右，如果该弹簧没有经过应力强压，使用时还会产生80mm的永久变形，这是产品不允许的。
7.应力强压处理是将弹簧压至材料屈服强度下对应的应力，强压后的弹簧在经过应
力强压是继续变形80mm，材料屈服强度大于最大工作应力，使用时最大工作变形小于应力强压变形，自由高度及性能稳定。
8.同时在应力强压处理程序时，还能对形位公差，比如垂直度和直线度进行修正，降低弹簧的报废率。
9.作为优选，所述的强压处理将弹簧压缩3次，消除弹簧一部分的永久变形。
10.作为优选，所述的应力强压处理将弹簧压缩3次，消除弹簧全部的永久变形。
11.作为优选，所述的抛丸处理，包括抛丸强化处理和热抛丸处理。抛丸强化后的弹簧很粗糙，热抛丸后的表面比较光滑。
12.作为更优选，所述的热抛丸处理是将弹簧加热至200℃-250℃，热抛丸的钢丸直径一般为0.5mm~0.7mm。
13.作为优选，所述的多级回火为四个回火区回火，一区温度为t+(80-100)℃，二区温度为t+(20-40)℃，三区、四区回火温度为t℃，t℃的数值根据产品硬度要求调整，回火后快速水冷。防止回火脆性。
14.作为优选，所述的内圈打磨工艺前，对弹簧进行端面车削并进行探伤。
15.作为优选，所述的应力强压前，对进行强压后的弹簧进行形位公差检测，包括检测弹簧的垂直度和直线度，在进行应力强压时进行修正补偿，然后进行应力强压。
16.因此，本发明的一种高应力弹簧的制造工艺具备下述优点：经过应力强压后的弹簧，可以纠正弹簧一次性强压变形量过大引起的弹簧的垂直度和直线度指标差；提高弹簧的稳定性，降低弹簧生产的报废率。
具体实施方式
17.下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
18.实施例：一种高应力弹簧的制造工艺，包括下述步骤：（1）下料：根据弹簧所需长度将材料通过锯床锯断。
19.（2）碾尖：将棒料两端分别在感应炉电加热软化，温度950℃，保温时间 1-5min，然后通过轧锥机对加热软化的端部进行碾尖。
20.（3）卷簧加热：通过天然气加热对棒料整体加热软化，温度920℃，保温时间约 1-3min。
21.（4）卷制成型：热卷簧机根据设置好的加工参数，对加热软化后的棒料卷制成型。
22.（5）余热淬火：卷制成型的弹簧在水槽中进行淬火处理，弹簧快速冷却至指定温度。
23.（6）多级回火：经过淬火处理的弹簧送入连续回火炉，一区温度t+(80-100)℃，二区温度：t+(20-40)℃，三区、四区回火温度t℃，回火后快速水冷。
24.（7）强压处理：将弹簧压至试验载荷（根据弹簧设计标准gb/t23934中的试验应力890mpa下对应的弹簧载荷），弹簧压缩3次，消除弹簧一定永久变形。
25.（8）检测强压处理后的弹簧的形位公差。
26.（9）应力强压：根据检测结果，调整弹簧强压装置，对弹簧端圈变形补偿，纠正形位公差，然后将弹簧压至屈服载荷，（屈服载荷：材料标准gb/t 1222中最小屈服强度下对应的
载荷，例如40simnvbe材料屈服强度≥1680mpa，即最小屈服强度1680mpa下对应的弹簧）弹簧压缩3次，消除弹簧全部永久变形，并确保弹簧耐久试验后衰减产品满足要求。高应力弹簧的最大工作应力小于屈服强度。
27.（10）端面车削：弹簧两端面进行车削加工，确保弹簧支承面、垂直度、平面度要求。
28.（11）探伤：弹簧通过荧光磁粉探伤，检测表面是否有裂纹、划伤等缺陷。
29.（12）内圈打磨：对弹簧内圈进行打磨以确保弹簧光滑，无脱碳。
30.（13）抛丸强化：通过抛丸使弹簧表面及指定深度的浅表层达到所需的残余应力，以提高弹簧耐久，抛丸用的钢丸直径一般为φ1.2-φ1.4mm。
31.（14）热抛丸：将弹簧加热至200-250℃，然后进行强化抛丸处理，经过热抛丸后弹簧表面抛丸的粗糙进一步降低，表面应力均匀，进一步提高其表面抗疲劳强度，热抛丸用的钢丸直径一般为φ0.5-φ0.7mm。
32.（15）表面处理：弹簧表面上漆防锈、防腐处理。
33.（16）检测：弹簧尺寸及性能检测。
34.（17）包装：弹簧打包，便于发运。
35.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。


技术特征：
1.一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：a、下料；b、碾尖；c、卷簧加热；d、对加热后的卷簧进行卷绕成型；e、对成型后的卷簧进行淬火；f、淬火后对弹簧进行多级回火；g、回火后的弹簧进行强压处理，将弹簧压至试验载荷；h、强压后再次进行应力强压，将弹簧端圈变形补偿后将弹簧压至屈服载荷；i、对弹簧进行内圈打磨；j、对弹簧进行抛丸处理；k、表面处理及检测包装。2.根据权利要求1所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的强压处理将弹簧压缩3次，消除弹簧一部分的永久变形。3.根据权利要求1所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的应力强压处理将弹簧压缩3次，消除弹簧全部的永久变形。4.根据权利要求1或2或3所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的抛丸处理，包括抛丸强化处理和热抛丸处理。5.根据权利要求4所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的热抛丸处理是将弹簧加热至200℃-250℃，热抛丸的钢丸直径一般为0.5mm~0.7mm。6.根据权利要求1或2或3所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的多级回火为四个回火区回火，一区温度为t+(80-100)℃，二区温度为t+(20-40)℃，三区、四区回火温度为t℃，t℃的数值根据产品硬度要求调整，回火后快速水冷。7.根据权利要求1或2或3所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的内圈打磨工艺前，对弹簧进行端面车削并进行探伤。8.根据权利要求1或2或3所述所述的一种高应力弹簧的制造工艺，其特征在于：所述的应力强压前，对进行强压后的弹簧进行形位公差检测，包括检测弹簧的垂直度和直线度，在进行应力强压时进行修正补偿，然后进行应力强压。

技术总结
本发明涉及一种弹簧制造工艺。一种高应力弹簧的制造工艺，包括以下步骤：下料；碾尖；卷簧加热卷绕；淬火回火；强压处理；应力强压；内圈打磨；抛丸处理；表面处理及检测包装。本发明提供了一种弹簧精度高，后续使用不会变形，报废率低的一种高应力弹簧的制造工艺；解决了现有技术中存在的弹簧制造过程中弹簧报废率高，精度不够，后续使用容易变形的技术问题。后续使用容易变形的技术问题。


技术研发人员：邵承玉 叶华建
受保护的技术使用者：杭州兴发弹簧有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/28