防止弹簧真空淬火变形的料盘及基于其的真空热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种防止弹簧真空淬火变形的料盘及基于其的真空热处理方法，解决圆柱螺旋压缩弹簧真空淬火过程中弯曲、错圈变形问题，料盘由底盘组件、芯轴组件、支撑柱组件及连接杆组件等组件构成；底盘设计平直承重杆及锯齿形承重杆；锯齿形承重杆可与芯轴配合，使芯轴实现不同间距。真空热处理时，首先根据弹簧直径大小，设置合适的芯轴间距；然后按设置好的芯轴间距，依次将芯轴摆放、固定在底盘上；再将弹簧摆放在相互平行的两根芯轴之间；最后将摆放好弹簧的真空淬火料盘送入真空炉中，进行真空淬火。在真空淬火时，两根芯轴对弹簧的轴向进行限位，保证弹簧真空热处理后尺寸满足设计要求，并提高生产效率。并提高生产效率。并提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
防止弹簧真空淬火变形的料盘及基于其的真空热处理方法


[0001]本专利技术涉及一种防止弹簧真空淬火变形的料盘及基于其的真空热处理方法。

技术介绍

[0002]航空制造领域中，圆柱螺旋压缩弹簧广泛采用冷拉态合金弹簧钢丝(50CrVA冷拉钢丝、65Si2MnWA冷拉钢丝等)制造，其制造工艺流程如下：
[0003]备料
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成型
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真空热处理
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粗磨
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立定处理
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磨端面
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加温加荷时效
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精磨
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去毛刺
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退磁
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氧化
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加温加荷时效
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检验。
[0004]上述工艺为圆柱螺旋压缩弹簧的自动化成型工艺，在成型过程中，圆柱螺旋压缩弹簧为无芯状态。
[0005]其中真空热处理的工艺包括真空淬火、真空回火及检验的过程，在真空淬火过程中，弹簧水平摆放在网状料盘中，由于料盘底部不平整，且自动化成型的弹簧为无芯状态，由于支撑点不均匀，会产生弯曲、错圈等变形问题。
[0006]为保证弹簧尺寸，一般真空淬火工艺中采用相应工装固定弹簧以减小淬火变形，具体为：在真空淬火时，将弹簧套在合适的芯轴上，减小弹簧在淬火过程中的变形；如中国专利CN108118135A公开一种防止弹簧淬火时产生变形的方法，在淬火工艺中，将套管套设在弹簧内孔中，防止弹簧变形。也可以在真空回火时，将弹簧装在专用回火夹具上，校正弹簧淬火时的变形。
[0007]无论是采用淬火时套芯轴固定，还是回火时装夹具校正的方法，其均需配套大量工装，生产效率较低，且当回火校正量较大时，弹簧钢丝表面有产生微裂纹的风险，影响弹簧质量。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种防止弹簧真空淬火变形的料盘及基于其的真空热处理方法，解决圆柱螺旋压缩弹簧真空淬火过程中弯曲、错圈变形问题，保证弹簧的质量，提高生产效率。
[0009]本专利技术的技术方案是提供一种防止弹簧真空淬火变形的料盘，其特殊之处在于：包括底盘组件、芯轴组件、支撑柱组件及连接架组件；
[0010]底盘组件包括两根支撑杆、两根第一锯齿形承重杆及至少两根平直承重杆；两根支撑杆相互平行，沿x方向延伸；两根第一锯齿形承重杆相互平行，沿y方向延伸，且两端分别与两根支撑杆的两端固定连接，形成矩形框架；至少两根平直承重杆相互平行，沿y方向延伸，沿x方向均布在两根第一锯齿形承重杆之间，且两端分别与两根支撑杆固定连接；
[0011]芯轴组件包括至少两根芯轴，至少两根芯轴沿x方向延伸，且相互平行，分布在底盘组件的两根支撑杆之间，各个芯轴两端搭接在第一锯齿形承重杆的齿槽内；相邻两根芯轴之间具有间隙，所述间隙的间距小于圆柱螺旋压缩弹簧直径的1
‑
6mm；通过调节该间隙，可以适用于不同直径的圆柱螺旋压缩弹簧；
[0012]支撑柱组件包括四根支撑柱，四根支撑柱沿z方向延伸，底端分别固定在底盘组件支撑杆与第一锯齿形承重杆的连接位置处；支撑柱沿z方向有效尺寸大于圆柱螺旋压缩弹簧直径；
[0013]连接架组件包括四根连接杆与至少四根支撑梁，四根连接杆首尾相接组成与底盘组件矩形框架相适配的矩形连接框架；矩形连接框架中两两连接杆的连接部位处分别与四根支撑柱的顶端固定连接；四根支撑梁沿z方向延伸，均布在两两支撑柱之间，两端分别与矩形连接框架中的连接杆与底盘组件中的支撑杆或第一锯齿形承重杆固定连接。
[0014]进一步地，为了更加精确的提高弹簧的直线度，底盘组件还包括至少一根第二锯齿形承重杆，与上述两根第一锯齿形承重杆平行，且位于上述两根第一锯齿形承重杆之间，将底盘组件划分为左侧放料区域与右侧放料区域；
[0015]芯轴组件包括至少四根芯轴，均匀分布在左侧放料区域与右侧放料区域，各个芯轴两端搭接在相邻第一锯齿形承重杆和第二锯齿形承重杆的齿槽内；且位于左侧放料区域与右侧放料区域的芯轴一一对应，轴向中心线位于同一直线上。
[0016]进一步地，为了减小料盘组件的应力，平直承重杆、第一锯齿形承重杆、第二锯齿形承重杆与支撑杆采用孔轴配合加氩弧焊的方式实现固定连接。
[0017]进一步地，每根芯轴的直线度小于0.05mm；为了防止划伤圆柱螺旋压缩弹簧，每根芯轴表面粗糙度小于0.8。
[0018]进一步地，底盘组件和芯轴组件选用高温变形小的奥氏体不锈钢材料。
[0019]进一步地，为了防止芯轴及圆柱螺旋压缩弹簧掉落，在料盘四周固定有不锈钢铁丝网。
[0020]进一步地，相邻两根平直承重杆之间的间距相等。
[0021]进一步地，支撑柱底端通过氩弧焊方式固定在底盘组件支撑杆与第一锯齿形承重杆的连接位置处；支撑柱顶端通过氩弧焊方式固定在矩形连接框架中两两连接杆的连接部位处；支撑梁两端通过氩弧焊方式分别与矩形连接框架中的连接杆、底盘组件中的支撑杆或第一锯齿形承重杆固定连接。
[0022]本专利技术还提供另一种防止弹簧真空淬火变形的料盘，其特殊之处在于：包括叠层设置的n个上述任一防止弹簧真空淬火变形的料盘，其中n为大于等于2的正整数。叠层设置可进一步提高圆柱螺旋压缩弹簧的生产效率。
[0023]本专利技术还提供一种基于上述防止弹簧真空淬火变形的料盘对弹簧进行真空热处理的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0024]步骤1、根据待真空热处理的圆柱螺旋压缩弹簧直径大小，设置相邻两根芯轴之间的间距；
[0025]相邻两根芯轴之间的间距一般应小于待真空热处理的圆柱螺旋压缩弹簧直径的1
‑
6mm，且保证相邻的圆柱螺旋压缩弹簧不应出现干涉情况；
[0026]步骤2、固定芯轴；
[0027]按设置好的芯轴间距，依次将芯轴摆放、固定在底盘上，使芯轴两端正好位于第一锯齿形承重杆或相邻第一锯齿形承重杆和第二锯齿形承重杆的齿槽内；
[0028]步骤3、摆放待真空热处理的圆柱螺旋压缩弹簧；
[0029]将待真空热处理的圆柱螺旋压缩弹簧摆放在相邻两个芯轴之间，圆柱螺旋压缩弹
簧的中心轴与芯轴平行；
[0030]当相邻两根芯轴之间摆放多根圆柱螺旋压缩弹簧时，相邻圆柱螺旋压缩弹簧的首末圈应保持3
‑
5mm的间隙；
[0031]步骤4、将料盘送入真空炉内；
[0032]将摆放好圆柱螺旋压缩弹簧的料盘移动到真空炉送料车上，检查弹簧移位情况，并适当调整弹簧位置，然后由自动送料装置将料盘送入真空炉中，进行热处理；
[0033]步骤5、淬火处理；
[0034]将热处理后的圆柱螺旋压缩弹簧进行淬火处理。
[0035]进一步地，步骤3中，若待真空热处理的圆柱螺旋压缩弹簧质量过轻，则在弹簧上铺一层不锈钢网，防止弹簧由于转移、油冷过程中漂移。
[0036]本专利技术的有益效果是：
[0037]1、本专利技术提供的防止圆柱螺旋压缩弹簧真空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止弹簧真空淬火变形的料盘，其特征在于：包括底盘组件、芯轴组件、支撑柱组件及连接架组件；底盘组件包括两根支撑杆(1)、两根第一锯齿形承重杆(21)及至少两根平直承重杆(3)；两根支撑杆(1)相互平行，沿x方向延伸；两根第一锯齿形承重杆(21)相互平行，沿y方向延伸，且两端分别与两根支撑杆(1)的两端固定连接，形成矩形框架；至少两根平直承重杆(3)相互平行，沿y方向延伸，沿x方向均布在两根第一锯齿形承重杆(21)之间，且两端分别与两根支撑杆(1)固定连接；芯轴组件包括至少两根芯轴(4)，至少两根芯轴(4)沿x方向延伸，且相互平行，分布在底盘组件的两根支撑杆(1)之间，各个芯轴(4)两端搭接在第一锯齿形承重杆(21)的齿槽内；相邻两根芯轴(4)之间具有间隙，所述间隙的间距小于圆柱螺旋压缩弹簧直径的1
‑
6mm；支撑柱组件包括四根支撑柱(5)，四根支撑柱(5)沿z方向延伸，底端分别固定在底盘组件支撑杆(1)与第一锯齿形承重杆(21)的连接位置处；支撑柱(5)沿z方向有效尺寸大于圆柱螺旋压缩弹簧直径；连接架组件包括四根连接杆(6)与至少四根支撑梁(7)，四根连接杆(6)首尾相接组成与底盘组件矩形框架相适配的矩形连接框架；矩形连接框架中两两连接杆(6)的连接部位处分别与四根支撑柱(5)的顶端固定连接；四根支撑梁(7)沿z方向延伸，均布在两两支撑柱(5)之间，两端分别与矩形连接框架中的连接杆(6)与底盘组件中的支撑杆(1)或第一锯齿形承重杆(21)固定连接。2.根据权利要求1所述的防止弹簧真空淬火变形的料盘，其特征在于：底盘组件还包括至少一根第二锯齿形承重杆(22)，与所述两根第一锯齿形承重杆(2)平行，且位于所述两根第一锯齿形承重杆(21)之间，将底盘组件划分为左侧放料区域与右侧放料区域；芯轴组件包括至少四根芯轴(4)，均匀分布在左侧放料区域与右侧放料区域，各个芯轴(4)两端搭接在相邻两根第一锯齿形承重杆(21)和第二锯齿形承重杆(22)的齿槽内；且位于左侧放料区域与右侧放料区域的芯轴(4)一一对应，轴向中心线位于同一直线上。3.根据权利要求2所述的防止弹簧真空淬火变形的料盘，其特征在于：平直承重杆(3)、第一锯齿形承重杆(21)、第二锯齿形承重杆(22)与支撑杆(1)采用孔轴配合加氩弧焊的方式实现固定连接。4.根据权利要求3所述的防止弹簧真空淬火变形的料盘，其特征在于：每根芯轴(4)的直线度小于0.05mm；每根芯轴(4)表面粗糙度...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕党建，侯晓鹏，张鲜君，谢康，郭颖博，
申请(专利权)人：中国航发西安动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：