[发明专利]一种弹簧加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及圆柱螺旋式弹簧生产领域，尤其涉及一种圆柱螺旋弹簧的加工工艺。 

背景技术

随着经济和技术的飞速发展，我国的铁路列车不断更新换代，速度也不断提高，随着列车质量的提高以及速度的上升，铁路列车对弹簧的要求也越来越高，尤其是速度可以达到200-500公里/小时的高速列车，对弹簧的刚度需求更加准确，十分微小的刚度公差都可能对高速运行的列车造成影响。同时，装配在高速列车等需长期高负荷运转的大型机械设备上的弹簧不仅需要精准的刚度值，还要具有较长的使用寿命，能够长期高负荷运作而不易发生断裂，保证设备运行的安全。 

目前圆柱螺旋弹簧的常用加工工艺为：下料、卷制、热处理、硬度检查、工艺压缩、喷丸、工艺压缩、成品检查、探伤、涂漆、检验、包装、入库，以上工艺压缩步骤均是在常温下进行，以上加工工艺所生产的弹簧基本可以满足以往较为老式的设备的寿命及刚度需求，然而随着社会经济和技术的发展，尤其是铁路高速列车的不断提速，以上加工工艺的缺陷便显现出来：采用常温压缩工艺生产的弹簧在使用早期便可能出现断裂等状况，其使用寿命远远不能满足现代化机械设备的需求，给设备的运行带来安全隐患，如对上述常温压缩工艺进行改进，则需对设备进行相应的调整，由于生产大型高精度弹簧的设备调整成本比较高，且效果不可预测，因此至今仍然采用常温压缩工艺。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能够大幅延长弹簧使用寿命，安全可靠的弹簧加工工艺。 

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种弹簧加工工艺，工艺步骤如下：下料、卷制、热处理、工艺压缩、喷丸、工艺压缩、成品检查、探伤、涂漆、检验、包装和入库，所述工艺压缩步骤采用热压工艺。 

进一步地，所述工艺压缩步骤采用的热压工艺温度为150℃-250℃。 

进一步地，所述工艺压缩步骤采用的热压工艺温度为200℃。 

进一步地，所述弹簧为圆柱螺旋弹簧。 

本发明的优点及有益效果： 

本发明提供的弹簧加工工艺，其工艺压缩步骤采用150℃-250℃的热压工艺，有效改变材料的铸态结构，在热压过程中经过再结晶，粗大的铸态组织变成细小晶粒的新组织，并减少铸态结构的缺陷，提高材料的机械性能以及塑性，且在温度不断升高的过程中，弹簧的使用寿命呈不断上升到达峰值后又不断回落的状态，在这种工艺条件下进行工艺压缩能够在机械性能提高的基础上使弹簧的使用寿命大幅提高。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明提供一种弹簧加工工艺，工艺步骤如下：下料、卷制、热处理、工艺压缩、喷丸、工艺压缩、成品检查、探伤、涂漆、检验、包装和入库，在热处理完的工艺压缩步骤以及喷丸后的工艺压缩步骤采用热压工艺取代常温压缩工艺，即在工艺压缩步骤进行时将弹簧工件加热并保持在一定温度，然后再进行工艺压缩。在加热状态下，金属的内部原子处于较为活跃的状态，金属材料的塑性大幅提高，此时对材料进行变形处理能够使分 子内部的原子重新排列，其原本粗大的铸态结构在加工中经过再结晶变成细小晶粒的新组织，并减小铸态结构的缺陷，提高机械性能。 

进一步地，所述工艺压缩步骤采用的热压工艺温度最好保持在150℃-250℃之间，尤其是在200℃时能够确保最佳的效果。 

进一步地，所述弹簧为圆柱螺旋弹簧。 

如表1所示，采用本发明的技术方案加工制造的圆柱螺旋弹簧，提高了使用寿命，经满工作负荷疲劳试验，使用次数大幅提高。 

表1.不同温度压缩效果比较 

从表1可以看出，在常温下进行工艺压缩，弹簧在满工作负荷疲劳试验中的使用寿命仅维持在400万次左右，随着温度的升高，其寿命也不断地延长，当温度控制在150℃时寿命已突破1000万次，而温度达到200℃时寿命可达到1300万次，随着温度的继续升高，其寿命有所回落，在温度为300℃时寿命回落至900万次，可见，压缩工艺温度并非温度越高效果越好，随着温度的升高，弹簧的使用次数呈不断上升至峰值时又不断回落的状态，在150℃-250℃温度之间能够使生产的弹簧使用寿命大幅地提高，从常温下的400万次提高到1000万次以上无断裂，而低于100℃时或高于300℃时使用次数提高并不明显，相对于热压工艺的成本来说不具有可操作性。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。