專利名稱：變截面彈簧的軋制工藝及設備的制作方法
變截面彈簧板的軋制工藝及設備屬于機械加工領域，特別是涉及載重車輛的承載彈簧加工。
載重車輛弓形承載彈簧是由一組弓形彈簧板組成。由于把彈簧板矩形橫截面的變化規律按等強度梁設計，具有更好的承載性能，因此弓形彈簧的等截面彈簧板逐步被變截面彈簧板代替。現行的輥鍛變截面彈簧板的成形工藝屬單件加工批量生產，它是先把一條矩形板料立起輥成中間薄兩端厚的雙錐形板坯(如圖6和圖7所示)，然后再把雙錐形板坯旋轉90°平輥成變截面彈簧板(如圖8和圖9所示)。隨后按板彈的長度要求剪掉兩端的毛邊頭，再在壓機上壓成弓形彈簧板。
現行的變截面彈簧板輥鍛成型工藝存在以下缺點(1)由制坯輥鍛到成形輥鍛間必須把工件旋轉90°，所以只能單件加工。因此，生產效率低，且不利于生產的自動化和穩定化；(2)因系單件加工，就必須剪掉兩端的毛邊頭，故不利于節材；(3)由于輥鍛成型和熱處理不是設置在一條生產線上，不能用余熱熱處理，故不利于節能。
本發明的目的是為解決現有技術中存在的上述問題，提供一種高效、節能、節材的變截面彈簧板的軋制工藝及其設備。
具體技術方案是變截面彈簧板的軋制工藝是，首先選定彈簧板料，板料的長度和寬度根據體積不變定律，分別按三條成型工件的長度之和和寬度之和設定，(即板料的面積為九條成型工件總面積之和)，板料經中頻感應加熱后，由輥式傳送臺送入雙輥立式軋機軋成寬度周期變化的板坯，經輥式傳送臺送入雙輥臥式軋機軋成厚度周期變化的彈簧板，經輥式傳送臺送入沖床先剪掉毛邊端頭，再按每塊彈簧板的長度在沖床上剪成三塊，按生產節拍，分別間隔的由輥式傳送臺送至兩臺剪床剪成每塊彈簧板的寬度(即共剪成九塊彈簧板)，經輥式傳送合送入沖床壓彎，后利用余熱熱處理。
用于上述變截面彈簧板軋制工藝的設備是由一臺中頻加熱爐、一臺雙輥立式軋機，一臺雙輥臥式軋機、一臺沖床、兩臺剪床和熱處理爐組成，它們之間裝有輥式傳送臺，雙輥立式軋機和雙輥臥式軋機可采用偏心軋輥或圓心軋輥。
該設備中的立式軋機的偏心軋輥的偏心矩可按板材寬度周期性變化設計，其變化規律要符合下道橫軋成等寬度變截面彈黃板的要求，在偏心輥的外緣上開有型槽，型槽的寬度是隨軋輥的轉角變化的，其變化規律要符合下道偏心輥橫軋成等寬度變截面彈簧的要求，而且兩輥的外緣相切，型槽腔在每一轉動瞬間是封閉的。
臥式軋輥的一個軋輥的外緣上可設有寬度為三塊彈簧板寬度的凹形型槽，在另一個軋輥的外緣上設有凸形型臺，該凸形型臺鉗入凹形型槽中形成型腔，并與凹槽的寬度滑動配合，凹形型槽與凸形型臺之間的距離隨軋輥轉角變化，其變化規律符合變截面彈簧板的厚度變化要求。
雙輥立式軋機和雙輥臥式軋機的軋輥若采用圓心軋輥，應加大其直徑，把模具裝在軋輥上。
本發明的積極效果是若按上述長度和寬度設定板料尺寸，它避免了現有工藝中把板料旋轉90°，單件加工，以及工件加工完畢后，再加熱進行熱處理的缺點，可以連續多件加工并利用余熱熱處理。因此，可比現有的輥鍛工藝及設備提高生產率8倍，節材2倍(以剪掉的端頭為準)，節能50％以上，如果加長板料的長度或采用連鑄連軋工藝，其效果更為顯著，生產更具有先進性。此外，采用本工藝及設備，易實現自動化操作。
圖1為軋制工藝的生產流程圖，圖2和圖3為軋制工藝制坯圖，圖3為圖2的俯視圖，圖4和圖5為軋制工藝的成型圖，圖5為圖4的俯視圖，圖6和圖7為現有輥鍛制坯的示意圖，圖8和圖9為現有的輥鍛成型示意圖，其中圖7為圖6的俯視圖，圖9為圖8的俯視圖。圖1所示的生產流程圖是以選擇板寬為三條彈簧板的寬度，板長為三條彈簧板的長度的矩形板(應留有加工余量)加工為例，(即一次加工九塊彈簧板)，當然該工藝對于加工多塊彈簧板均適用。其加工過程是先在中頻加熱爐中加熱，經輥式傳送臺進入雙輥立式軋機軋成寬度周期性變化的板坯。板坯經輥式傳送合送入雙輥臥式軋機軋成厚度周期變化的彈簧板。該彈簧板再經輥式傳送臺進入沖床先剪掉毛邊端頭，再按每塊彈簧板的長度在沖床上剪成三塊。之后，為滿足生產節拍，分別間隔的由輥式傳送臺送至兩臺剪床剪成每塊彈簧板的寬度(即共剪成九塊彈簧板)。然后，由輥式傳送臺送入沖床壓彎，最后，利用余熱進行熱處理。該工藝過程是在由輥式傳送臺連接起來的中頻加熱爐、雙輥立式軋機、雙輥臥式軋機，沖床、剪床以及熱處理裝置中完成的。圖中d1、d2為偏心軋輥的直徑，e1、e2為偏心矩，D1、D2為型槽外緣直徑，B1為板坯的最大寬度，B2為板坯的最小寬度，l1為板坯的周期長度，l、t1、和t2分別為彈簧板的長度，最大厚度和最小厚度。
下面結
本發明的實施例。本發明的核心是立軋制坯，橫軋成型。現以一塊彈簧板的寬度為例，確定有關的工藝參數，并不失問題的普遍性。設l、B、t1、和t2分別為彈簧板的長度，寬度、最大厚度和最小厚度。
(1)制坯(板料通過偏心軋輥立軋成寬度周期性變化的板坯，如圖2、圖3所示)B0＝B＋0.5，t0＝t1＋0.5(為了軋制的咬入，增加0.5mm的下料余量，B0為板材寬度，t0為板料厚度)l1＝l－Δl＝πd1(Δl是由下道工序的延長量確定的)e1=14(B1-B2),B1=t1tB,B2=t2tB,D1=d1+2e1+B2]]>(2)成型(板料通過偏心軋輥軋成厚度按等強度梁變化的彈簧板，如圖4和圖5所示)l=πd2,e2=14(t1-t2),D2=d2+2e2+t2]]>若把偏心軋輥設計成圓心軋輥，并加大其直徑，把模具裝在軋輥上，同樣可完成上的制坯和成型。
權利要求
1.一種變截面彈黃板的軋制工藝，其特征是首先選定彈簧板料，板料的長度和寬度根據體積不變定律，分別按三條成型工件的長度之和和寬度之和設定，板料經中頻感應加熱后，由輥式傳送臺送入雙輥立式軋機軋成寬度周期變化的板坯，經輥式傳送臺送入雙輥臥式軋機軋成厚度周期變化的彈簧板，經輥式傳送合送入沖床先剪掉毛邊端頭，再按每塊彈簧板的長度在沖床上剪切成三塊，按生產節拍，分別間隔的由輥式傳送臺送至兩臺剪床剪成每塊彈簧板的寬度，經輥式傳送臺送入沖床壓彎，后利用余熱熱處理。
2.一種用于變截面彈簧板軋制工藝的設備，其特征是它由一臺中頻加熱爐、一臺雙輥立式軋機、一臺雙輥臥式軋機、一臺沖床、兩臺剪床和熱處理裝置組成，它們之間裝有輥式傳送臺，雙輥立式軋機和雙輥臥式軋機可采用偏心輥或圓心軋輥。
3.根據權利要求2所述的用于變截面彈簧板軋制工藝的設備，其特征是立式軋機的偏心軋輥的偏心距按板材寬度周期性變化設計，其變化規律要符合下道橫軋成等寬度變截面彈簧板的要求，在偏心輥的外緣上開有型槽，型槽的寬度是隨軋輥的轉角變化的，其變化規律要符合下道偏心輥橫軋成等寬度變截面彈簧的要求，而且兩輥的外緣相切，型槽腔在每一轉動瞬間是封閉的。
4.根據權利要求2所述的用于變截面彈簧板軋制工藝的設備，其特征是臥式軋機的一個軋輥的外緣上設有寬度為三塊彈簧板寬度的凹形型槽，在另一個軋輥的外緣上設有凸形型臺，該凸形型臺鉗入凹形型槽中，形成型腔，并與凹槽的寬度滑動配合，凹形型槽與凸形型臺之間的距離隨軋輥轉角變化，其變化規律符合變截面彈簧板的厚度變化要求。
5.根據權利要求2所述的一種用于變截面彈簧板軋制工藝的設備，其特征是雙輥立式軋機和雙輥臥式軋機的軋輥若采用圓心軋輥，就加大其直徑，把模具裝在軋輥上。
全文摘要
變截面彈簧板的軋制工藝及設備，涉及機械加工領域，特別是載重汽車的承載彈簧的加工。本發明的工藝核心是立軋制坯，橫軋成型。其設備是由輥式傳送臺連接起來的中頻加熱爐、雙輥立式軋機、雙輥臥式軋機、沖床、剪床和熱處理裝置組成，由于該工藝無需把工件旋轉90°并可多件生產，因此，效率高，節能節材，易自動操作。
文檔編號B21B1/00GK1144147SQ95115520
公開日1997年3月5日 申請日期1995年8月25日 優先權日1995年8月25日
發明者宋玉泉, 趙軍, 戰晶波 申請人:宋玉泉