板簧淬火
弹簧的淬火和回火
弹簧的淬火和回火1.弹簧的淬火淬火就是把钢加热到临界温度Ac，或Ac：以上保温一定时间，使其奥氏体化，再以大于临界冷却速度急剧冷却，从而获得马氏体组织的热处理方法。
对于一般热卷螺旋弹簧、热弯板簧以及热冲压的碟形弹簧，最好是在热成形之后，利用其余热立即淬火。
这样可以省去一次加热，减少弹簧的氧化脱碳程度，既经济又改善了弹簧的表面质量。
例如60Si2MnA 钢板弹簧目前采用的热处理工艺是在900—925C弯片之后，在850～880℃入油淬火。
若受条件限制，也可在成形之后重新加热淬火。
冷成形的弹簧剩余应力较大，在淬火加热时，由于剩余应力的释放，变形较大。
为了保证弹簧尺寸精度，可在淬火之前加一次去应力退火处理，这样可以减轻淬火加热变形程度。
弹簧的淬火温度可根据弹簧材料的临界温度而定。
淬火后弹簧材料的金相组织中，应无自由铁素体和渗碳体，以免导致不均匀变形或疲劳强度的下降。
淬火加热时，应尽量防止氧化和脱碳。
为了保证弹簧的质量，在弹簧钢材的技术标准和各种金属弹簧的制造与验收技术条件中，对脱碳层的深度都有明确规定。
目前，大型弹簧成形加热和淬火加热，多采用火焰炉或电炉。
为了防止或减轻表面氧化和脱碳，得到较高的表面质量，最好采用可控制气氛的加热炉，或使炉中气氛略带还原性，并采用高温快速加热的方法。
对中小弹簧，可用脱氧良好的盐浴炉进行淬火加热。
弹簧淬火宜在油中冷却，以避免变形和开裂。
用尺寸较大的碳钢材料制造的弹簧，当要求不高时可用水冷。
为了减小变形量，除了采用正确的加热和冷却方法外，有时还采用专用淬火夹具进行成形淬火，例如板簧在弯板机上淬火，中、小型螺旋弹簧装在心轴上或专用夹具上进行加热和冷却。
2．弹簧的等温淬火主要应用在要求热处理变形小和希望获得良好的塑性和韧性的情况。
等温淬火就是将弹簧加热到该钢种的淬火温度，保温一定时间，以获得均匀的奥氏体组织，然后淬入Ms点以上20～50C的熔盐中，等温足够的时间，使过冷奥氏体基本上完全转变成贝氏体组织，再将弹簧取出，在空气中冷却。
解决淬火变形问题的新方法
冷却技术解决淬火变形问题的新方法用硬度—冷速曲线分析和解决零件淬火变形问题北京华立精细化工公司(北京昌平102200) 张克俭 生产中的淬火变形一直给工厂带来大量的麻烦和巨大的损失。
热处理行业期待的是能用来分析和解决实际工件淬火变形的系统而实用的方法。
以此为目标,本文发展了一种从钢的端淬曲线出发,分析和解决工件淬火变形问题的方法,以下简称“新方法”,供热处理行业采用并指正。
1 本法的适用范围说工件发生了淬火变形,是指工件上某些部位发生了超过图样公差的变形。
本文把工件上发生变形的部分和与之相关连的部位合称为该工件的参与淬火变形部位。
它需根据实际工件的(变形)情况来确定。
在已发生淬火变形的工件上,参与淬火变形的不同部位的硬度可能基本相同,也可能有明显差异。
硬度差异反应出这些部位的淬火转变产物(即组织)之不同。
由于不同的组织有不同的比容,比容差本身及其在淬火过程中的作用必然对淬火后的变形有直接的影响。
由于这样的原因,本文把最终发生了淬火变形的工件分为两类。
第一类:发生了淬火变形的工件其变形部位的硬度(指从表面测定的硬度,以下同)基本相同。
第二类:工件变形部位的硬度有明显差异。
排除淬火加热中和淬火冷却中因装挂及操作不当而引起的变形,在第一类情况下,由于最终转变产物的比容基本相同,其淬火变形完全是由淬火过程中的热应力和组织转变应力引起的;在第二类情况下,引起变形的原因既有淬火冷却过程中的应力作用,也有转变产物比容差的影响。
本文提出的概念和方法,仅限于用来分析和解决第二类即工件上参与变形部位有明显硬度差或虽无明显硬度差却伴有淬裂的淬火变形问题。
2 淬火变形工件的冷却速度带及减小变形的努力方向作为本方法的基础,先引入淬火变形工件的硬度—冷速曲线、冷却速度带及其跨区等概念。
2.1 硬度—冷速曲线的分区及其与淬火变形的关系图1是有代表性的顶端淬火曲线示意图。
为适应本文的需要,我们将下方的横座标定为冷却速度,并按冷却速度大小和淬火硬度分布,将端淬曲线分成四个区(如图1所示)。
汽车悬架板簧热处理总结
汽车悬架板簧热处理总结
汽车悬架板簧是支撑车身重量和提供悬挂系统阻尼的重要组件之一。
在制造过程中，悬架板簧需要经过热处理来改善其力学性能和耐久性。
热处理是通过改变材料的微观结构和组织来改善其性能的一种方法。
对于汽车悬架板簧，常用的热处理方法包括退火、正火和淬火。
退火是将金属材料加热到一定温度并保持一段时间，然后缓慢冷却的过程。
通过退火，悬架板簧可以减少内部应力、提高韧性和延展性，从而提高其抗弯和抗疲劳性能。
正火是将材料加热到临界温度后迅速冷却的过程。
通过正火，悬架板簧可以提高其硬度和强度，从而增加其承载能力和稳定性。
淬火是将材料加热到高温后迅速冷却的过程。
通过淬火，悬架板簧可以增加其硬度和耐磨性，从而延长其使用寿命。
除了以上常用的热处理方法外，还可以根据具体要求采用其他热处理方法，如马氏体反应处理和变形热处理等。
总的来说，热处理可以显著改善汽车悬架板簧的力学性能和耐久性，提高其抗弯和抗疲劳性能、增加承载能力和稳定性、提高硬度和耐磨性、延长使用寿命等。
但是在进行热处理时需
严格控制热处理参数和过程，以确保悬架板簧能够达到预期的性能要求。
汽车板簧淬火工艺作业指导书
设置参数、调模 都江堰柯世达汽车配件有限公司 页 码 编制： 淬火工序作业指导书 共3页 审核： 编号jj-C04-01 版次：C/0 实施日期：2010.12.22 批准：xk1.0 目的指导板簧淬火工序操作和检验。
2.0 范围适用于汽车零部件公司板簧淬火工序。
3.0 职责3.1操作工负责淬火工序的操作和对产品质量的自检。
3.2检验员负责对淬火产品的质量进行巡检，并监督其按照本作业指导书的工艺技术要求执行。
4.0作业流程5.0流程说明5.1准备料、具、工装5.1.1 生产前按计划要求，核对上道工序转工的名称、规格、材质、数量、上道工序的质量。
5.1.2 对生产品种的样板及模具进行检查确认，认真调整夹持具和模具。
5.1.3 检查淬火介质的温度和液面高度，淬火介质的温度不得高于80℃。
5.2设备检查设备具体的使用、维护流程及控制要求见设备规程。
5.3设置设备参数，调模5.3.1 司炉工严格按设备操作规程调整火焰及炉温。
5.3.2 严格按照热处理样板调试好夹子器。
5.3.3 加热炉炉膛保温温度控制在930±30℃时方可摆料。
5.3.4 严格按工艺要求设定夹具摇摆时间：5.3.4.1重簧线：板簧厚度规格 淬火摇摆时间12≤H ＜14㎜ 8个字48秒14≤H ＜16㎜ 9个字54秒16≤H ＜18㎜ 12-13个字72-78秒18≤H ＜20㎜ 13-14个字78-84秒20≤H ＜21㎜ 15-16个字90-96秒H=22㎜ 17个字102秒23≤H ＜25㎜ 21-23个字126-132秒5.3.4.2轻簧一线、轻簧二线准备 料、具、工装 正 常 生 产 自检 摆 放、转序 首检 摆料试 生 产检验确认 设备检查配套主片：≥δ×（6~7）s 配套辅片：≥δ×6s散销主片：≥δ×（5~6）s 散销辅片：≥δ×5s5.3.5钢板出炉时间（即步进间隔时间）要与摇摆时间、夹持器离炉口距离及输送链条速度等相匹配，禁止钢板等夹子器。
板簧成形淬火机设计
第22卷第3期南华大学学报(自然科学版)V01．22N o．3兰塑!生!旦』旦坚竺型旦!型型翌型!z!!墅竺!!竺竖里!(坠造!堡!鲤堡!塾璺!!皇鳗!兰婴：兰塑墨文章编号：1673—0062(2008)03—0034—05板簧成形淬火机设计夏德兰，谭桂辉(湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412000)摘要：本文根据板簧的加工工艺要求，主要介绍板簧成形淬火机的传动方案选择及设计计算、总体设计和电气控制设计等内容，实际可行．关键词：成形淬火机；传动方案；液压控制中图分类号：T G l55文献标识码：BD es i gn of t he S hapi ng H ar de ni ng M achi ne on St eel B oar d Spr i ngsX I A D e-l an．T A N G l l i-hui(School of M echani cal E ngi neer i n g，H unnan Indust r y U ni ver si t y，Zhuzhou，H un an412008，C hi na)A bs t r act：B as ed0n t he proces s i ng t e chnol ogi ca l needs of st e el boar d spr i ngs，t h i s pap erm ai n l y i nt r oduced t he se l e ct i on，des i gn and ca l cul a t i on of t ra ns m i s si on pl an，ove r al l des i gnand el ec t r i c cont rol des i gn of t he s hapi ng hardeni ng m a chi ne，et c．．Thi s m ach i ne is pr act i—C able．K ey w or ds：s hapi ng har deni ng m achi ne；t r ans m i s si on pl an；hydr aul i c cont r ol0前言计等内容-弹簧钢板簧成形淬火机是一种专用设备，广泛应用于家电、摩托车、汽车等产品的板簧生产．它把板簧的弯曲成形和热处理操作两工序融为一体，有效地综合运用形变强化及相变强化，能加工得到一般加工处理所达不到的强度与塑性，大大提高钢板簧的疲劳强度和韧性，同时简化了板簧生产的工艺流程，降低了生产成本．根据板簧的加工工艺要求，下面主要介绍板簧成形淬火机的总体设计、传动方案选择及设计计算和电气控制设l板簧的加工工艺1．I板簧的加工工艺要求1)板簧淬火后表面不得有氧化皮、裂纹及其它机械损伤；板簧表面脱碳层深度≤0．10～0．18 m m．2)板簧弯曲最大半径R=l756m i l l，最大弦长b=l092r an,1，最大弦高日：98m i ll．3)板簧从放人夹具到人油槽淬火在空气中的冷却时间≤4S；每次加工两片．收稿日期：2008—04—21作者简介：夏德兰(1965一)，男，湖南株洲人，湖南工业大学机械工程学院高级工程师．主要研究向：机电控制．第22卷第3期夏德兰等：板簧成形淬火机设计354)板簧的基本性能要求：板簧在工作时长期承受冲击震动载荷，其主要失效形式为疲劳破坏，则板簧须有高的疲劳极限；板簧必须有较大的弹性变形，以吸收冲击能量来缓和冲击，则板簧须有好的塑性、韧性和高的静力强度；板簧材料60 Si2M n，代用材料65M n．1．2板簧的加工工艺方案选择板簧的加工工艺方案一般有常规工艺和热压成形工艺两种．1)常规工艺常规工艺过程采用下料一+加热退火(H R C20左右)_÷钻孔_+冷成形_局部加热弯卷耳-+人工淬火_+回火(中温)-+喷丸_+组装_+预压_+低温回火_浸漆一检验．选用此工艺的加工设备结构简单、成本低，不受加工场地的限制…；板簧加热退火后，使板簧脱碳层厚度增加，降低了疲劳强度；手工弯曲圆弧，劳动强度大，效率低，不易保证产品质量；由于人工淬火，油液散热较差，往往出现板簧淬不硬的现象．2)热压成形工艺热压成形工艺过程采用下料一钻孔叶局部加热弯卷耳_+加热成形并淬火一回火(中温)_喷丸-÷组装_预压_+低温回火-+浸漆_检验．此工艺过程减少了一道退火工序，板簧脱碳层厚度减少；热压成形时板簧受到一定的挤压力，产生一定的变形量，使形变强化与热处理强化有机地结合在一起，淬火后能得到细针状得马氏体组织，能显著提高板簧的疲劳寿命心1；由于淬火时夹具在油中摆动，油液的散热性能较好．通过上述两种工艺方案的比较分析，结合车间的生产实际情况和板簧的生产批量，选择热压成形工艺加工板簧较合适．2板簧成形淬火机的总体设计2．1淬火机的动作顺序该液压摆动式成形淬火机的动作顺序如图l 所示．在油泵电动机启动到下夹停留后，板簧的上料及加工等动作，按图中虚线框中循环进行．油泵电动机启动一下夹从水平位置下降到上料位置一下夹停留：一上料一夹紧油缺缸快进一夹紧油缺工进一工进停止：：一下夹进入油槽(即板簧淬火)一摆动上升一摆动下降一摆动停止：；’【耋姜鎏篆】同时退回夹紧油缸退回停止c摆动油缸退回停止，：一脱料油缸一脱料油缺退回一脱料油缸退回停止(系统卸荷)：图I粹火机的动作顺序M g．I M ot i on$equel l ce of t he s h a pi ng har deni ngm chi ne2．2淬火机的总体方案设计由于车间工作场地笮小，淬火油槽不是专用板簧油槽，且较宽(1900m l T l)，为了使淬火机上料操作方便，加工时淬火机夹紧装置必须伸入油槽，一批板簧加工完毕后，淬火机需摆放在电炉炉门的对面，为此需设计一悬臂转动机构，操作方式采用脚踩开关操作∞J．该成形淬火机由传动装置、悬臂转动机构、夹紧装置和电气控制等部分组成．3板簧成形淬火机的传动方案选择及设计计算3．1传动案选择根加工工艺要求，为了实现板簧热压成形淬火工艺，弹簧钢板簧成形淬火机的传动方案一般有凸轮——滚筒式、机械摆动式、液压摆动式等三种．采用凸轮——滚筒式传动方案，其成形淬火工序的的动作主要通过滚筒转动和由凸轮控制的往复运动来完成．该传动方案的自动化程度和生产效率高，操作简单方便，安全性较好，占地面积小；但设备制造工艺复杂，通用性差，投资耗费大，夹具安装调试较困难，产品质量一般．这种传动方案应用于某些专用的汽车、摩托车单品种板簧成批生产．采用机械摆动式传动案，主要通过电动机一齿轮一丝杆螺母_使活动压块作往复直线运动，将板簧压制成形；再通过电动机一皮带传动一南华大学学报(自然科学版)2008年9月偏心盘转动一使下夹进人油槽，板簧淬火．该传动方案的结构简单，操作维护方便，易加工，通用性较好，适用于多品种小批量生产；但摆动机构复杂HJ，螺旋副效率低，产品质量一般．这种传动方案主要应用于某些专用的小批量板簧生产．对于液压摆动式，其传动方案简图如图2所示．夹紧油缸3带动活动压块6作往复运动，将板簧夹紧成形，然后摆动油缸2将下夹4推人油槽使板簧淬火，并在油中摆动，脱料油缸7将板簧顶出，完成一次弯曲成形淬火工序．该传动方案的传动结构简单，液压缸可选用标准件，制造周期短，生产效率高，通用性较好∞1；夹具结构简单，上下两道工序之间易于实现机械自动化；成形速度、摆动速度可进行无级调整，可获得最佳工艺参数，加工出的产品质量好．这种传动方案可适用于某些专用的多品种批量板簧生产．1．配重2．摆动油缸3．夹紧油缸4．下夹5．油缸底座6．活动压块7．脱料油缸8．固定压块图2液压摆动式板簧成形淬火机传动方案Fi g．2Tra ns m i s si on pl a n i n hydr aul i c pr ess ur e s w i ng s t yl e of t he s h a pi nghar de ni ng m ach i ne us e d i n pr oces si n g s t eel boar d sp r i ngs通过对上述三种传动方案的综合分析比较，结合车间的生产实际情况和今后的发展，选用液压摆动式传动方案，能达到预期的目的．在图2的结构中，取板簧夹紧成形时摆动油缸轴线与水平成450，安装夹紧油缸时其推力距支点A的高度为130I nl T l，支点A与铰链C的高度距离为350m m，水平距离为575I nl n，支点A与铰接点B 的距离为300m i tt．3．2传动参数的确定由图l可知，该设备的传动参数主要包括夹紧油缸、摆动油缸和脱料油缸等部件的参数．3．2．1夹紧油缸参数的确定1)夹紧油缸推力的确定板簧是在高温加热状态下进行弯曲加工，此时温度为850℃左右，瓯大约下降30％一60％．对于60Si2M n，查文献[1]得，民=1300M P a，850'℃时艿6执=1300X(1—0．4)=780M Pa，则夹紧油缸的推力为：。
弹簧钢的热处理
弹簧钢的热处理及性能影响弹簧钢的特点—弹簧主要在动载荷下工作,即在冲击、振动的条件下,或在交变应力作用下工作,利用弹性变形来吸收冲击能量,起缓冲作用。
由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。
此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。
在工艺性论方面,弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热、脱碳敏感性。
降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。
为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。
碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9％之间,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm的弹簧。
对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。
合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75％之间,加入的合金元素有Mn,Si ,W ,V ,Mo等。
它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr ,W ,Mo还能提高钢的高温强度。
在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。
这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。
这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。
冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。
故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧的门应力,并使弹簧定型即可。
耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。
弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施：(1)脱碳(降低使用寿命)--1、采用盐浴炉或拄制气氛加热炉加热。
板簧淬火油温控制
板簧淬火油温控制摘要文章介绍了板簧淬火介质温度过高的现象，分析了该套设施存在的隐患，阐明了解决此问题的方法及具体措施关键词板簧；淬火；介质；隐患；方法湖北鄂钢驰久钢板弹簧有限公司热处理工序采用油淬火成形。
目前有三条热处理生产线，有四个淬火油槽，分别由3台列管式冷却器和1台螺旋板式换热器对淬火油液进行冷却，淬火油液的状况直接关系到淬火板片的内部质量、操作人员的安全生产和周边环境的污染问题。
1现状自2007年10月份以来，板簧热处理工序运行一直完好，直排式淬火油槽及冷却系统属新设施，运行也正常，但是近一段时间来，直排式淬火油温高达100℃以上，连续三次淬火油温沸腾，险些酿成操作人员烫伤事故，产品的内部质量得不到保证。
基于此，我们决心组织相关人员进行技术攻关，解决目前淬火油温至高不下的问题。
2原因分析1）冷却水压状况。
用2台卧式离心泵供水，其中SLW125-100卧式离心泵2950r/min，流量为160m3/h，扬程12.5m，功率为7.5kW，另一台泵转速为2950r/min，流量为160m3/h，功率为37kW，螺旋板式换热器最高处有出水，水压较大，其它溢流处均有水流出，故冷却水压力，流量都符合要求。
2）罗茨循环油泵Lc-38/0.6抽油效果不良。
①淬火油液中含有氧化铁皮，氧化铁皮吸入罗茨泵体后，卡住罗茨泵转子，长时间运行，致使泵体弯曲，吸油效果差，甚至无法吸油。
②淬火油池外的油液过滤器长时间未清理、检修，致使罗茨泵前的油液过滤器堵塞，从而造成罗茨泵吸空，油液无法循环。
③淬火油液冷却器效果差。
3台列管式冷却器1台螺旋板式换热器SS250-16，88.9m2已运行八个多月，油液中的杂质附着在冷却器管或板的外壁和循环冷却水中的杂质附着在冷却器管或板的内壁，致使冷却器换热效果差。
据检测，油槽中的温度为90℃左右，而经冷却器后的出口油温度为80℃左右。
随着生产的不断进行，油槽中淬火夹具周边的油温会急骤上升，导致油温沸腾，溢出油槽。
两种淬火油对板簧热处理质量影响的研究分析
两种淬火油对板簧热处理质量影响的研究分析摘要：本文通过对N32机油和今禹Y15-II快速光亮淬火油的冷却特性的对比研究，以及对采用两种油进行的60Si2Mn和50CrVA钢样品淬火冷却后的组织性能分析，研究了两种油对板簧热处理质量的影响。
实验结果表明，N32机油的高温冷却速度不足是其不适于有效厚度大于12mm的60Si2Mn板簧淬火的原因。
而今禹Y15-II快速光亮淬火油的蒸汽膜阶段短，高温冷却速度较快，有足够的低温冷却速度，能够满足14mm以下厚度的60Si2Mn和 20mm左右50CrVA板簧淬火。
关键词：60Si2Mn板簧冷却特性有效厚度1．前言长期以来，热处理行业中普遍存在着“重热轻冷”——重视工件的加热控制，轻视淬火冷却技术的现象。
各种可用的现代化技术不断地应用在工件的加热上，但冷却依然是在惯用的水和普通机油中进行。
用机油淬火，油质好并加上良好的摆动，才有可能使12mm厚的60Si2Mn板簧淬透，但在大批量生产，且影响因素较多的前提下，就很难达到满意的效果。
虽然使用水溶性淬火液的效果也不错，但因管理环节较多，需要用一个独立的循环系统，对不同材质、不同规格产品的生产缺乏灵活性，难以应对快速多变的市场需求。
为了解决以上矛盾，挖掘传统的60Si2Mn弹簧钢的潜能。
本文尝试用新型的今禹Y15-II快速光亮淬火油对较厚的60Si2Mn板簧进行淬火冷却，并与N32机油的冷却特性进行了对比。
以探索适用于较厚截面的60Si2Mn 板簧淬火的新型油品。
2．试验条件及方法新旧比例不同的N32机油和今禹Y15-II快速光亮淬火油的冷却特性试验是在油温为50℃、体积为1200ml条件下，采用IS09950国际标准进行实验，用KHR-01型冷却特性测试仪测定油的冷却特性。
两种钢的板簧和取材于规格为14×100的60Si2Mn弹簧钢及18×100的50CrVA弹簧钢标准拉伸试样，同时用BLl2-220型步进式加热炉加热，分别用N32机油和今禹Y15-II快速光亮淬火油淬火冷却，油温为20-60℃。
弹簧钢板淬火温度
弹簧钢板淬火温度
弹簧钢板淬火温度是指将弹簧钢板加热至一定温度后，快速冷却以使其获得高强度和韧性的过程。
淬火温度是决定弹簧钢板性能的重要因素之一，通常根据钢种、工艺要求和使用条件等因素确定。
在淬火过程中，过高或过低的温度都会导致弹簧钢板的性能下降或失效，因此必须严格控制淬火温度。
一般情况下，弹簧钢板的淬火温度在800℃-900℃之间，具体温度视钢种和要求而定。
在淬火过程中，还需要控制淬火介质的性质，如水、油或气体等，以确保弹簧钢板能够获得理想的性能。
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毕业设计的主要内容：
针对板簧不能垂直入油的问题进行改造，通过机构的优化来提高板簧的淬火质量
相关资料
汽车钢板弹簧作为一种重要的汽车悬架系统，在汽车的生产应用中有着重要的地位。
在我国由于国情决定了汽车生产成本不能太高且路况较差，所以致力研究如何提高钢板弹簧的质量就显得更加重要。
板簧热处理大多是通过改变油质或者是改变板簧的材料来提高板簧的力学性能和板簧抗疲劳强度的匀性，工艺复杂，效率低。
该设计主要是通过热处理的机构上进行改进，来实现对板簧淬火的优化，提高它的质量，改善它的力学性能，通过高质量的制造工艺来实现对材料节约，响应党和国家提出的建设节约型社会的号召。
更重要的是，在汽车零部件的制造工艺上将提供一个非常好的方法。
目前存在的问题是板簧在淬火时不能垂直进入油池，导致板簧在进入油池淬火时板簧的各面不能同时进入，从而带来的许多问题，例如，由于不是同时进入油池，在各个面冷却的时候，也不是同时冷却下来，导致板簧淬火后易断裂，有缺陷，力学性能较差，特别是在抗疲劳方面[4]。
该设计通过机构的改进，保证了板簧淬火时同截面温度的均匀性。
板簧淬火机的研究现状
板簧的生产设备是很古老的，大多是专用设备，由于板簧的生产量大，是社会上很多企业看好的目标。
目前，数控加工设备的自动化程度大大提高，其尺寸精度得到了有效的保证。
在国内外大批量生产中被广泛采用，但其加工过程对条件的要求比较严格由于板簧加工条件的恶劣，对设备的可靠性要求高，其设备的寿命受到限制。
随着汽车行业的发展，对板簧生产工艺的研究也将十分深入。
在国内，随着经济，特别是汽车行业的复苏，带动了与车辆相关的产业的发展。
汽车的家庭化，农业机械的家庭化，使板簧的应用越来越广泛，品种越来越多，质量要求越来越高，从而使板簧加工设备得到了长足的发展。
目前板簧设备的加工水平还比较落后，随着汽车行业的飞速发展，对板簧的要求越来越多，从大到小，其生产厂家逐渐增多，其利润之大，形成了目前板簧加工的混乱局面。
板簧淬火时不能垂直入油会影响板簧的力学性能从而降低板簧的抗疲劳性能和
使用寿命。
总之，国内的板簧生产随着现代化技术的发展和车辆工程的要求，将逐步转向现代化大生产的领域，这也是我国目前的主流，高质量的零部件才能有高质量的产品。
因此，优化板簧淬火机的设计是十分必要的。
随着国民经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，对各种车辆的需求量不断上升，交通运输的大型车辆、市内的中小型车辆、办公和家用的舒适性车辆和农业运输、耕作及收获等农用机械，无不是现代化车辆的作用。
因此，板簧的需求量稳步提高，对高质量的板簧加工设备的需求量将逐年增加。
优化板簧淬火机的机构提高板簧淬火质量是十分必要的。
板簧热处理
有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
目前，板簧制造行业中，大多采用的材料是60Si2Mn,该材料的的力学性能是 21200MN/m S σ=，21200MN/m b σ= 。
性能：高弹性、强塑性、抗疲劳性。
淬火：是把工件加热到临界温度以上，保温一定时间后使之奥氏体化后，再加以大于临界冷却速度的急剧冷却，从而获得马氏体组织的处理方法。
淬火是热处理中比较复杂的工艺，也是赋予钢以最终性能的关键工作。
对不同要求的各种工作，多数是先淬火成马氏体，再在适当温度回火后以得到所需的性能[5]。
需淬火的工件加热后要放到冷却介质中激冷淬火。
冷却是淬火的关键工序，它关系到淬火质量的好坏。
同时，冷却也是淬火中最易出现问题的工序。
淬火技术的高低，主要以冷却操作的优劣来体现。
一般的钢淬火都需要快速冷却[6]。
用油进行冷却的优点是：无论在高温650～550℃，还是在低温300～200℃，冷却中都很缓慢且油淬火工件一般不易开裂。
一般而言，碳素钢淬火用水冷，合金钢淬火用油冷。
液压淬火机是汽车钢板弹簧热处理成形的专用生产设备,它将加热后的弹簧板片压制成所需要的曲形,然后浸入淬火液中反复摆动,使片迅速均匀地冷却并定形。
有主机、液压站、电控柜和按钮站等部分组成。
目前，大多数厂家都采用了如图2-1所示的这种机构。
图2-1 淬火机运动机构原理
存在的缺陷就是：板簧不能垂直入油。
因为AB的运动轨迹是绕点E，以BE为半径的圆。
而AB相当于以C为圆心，BC为半径圆的切线。
若要保证AB 垂直下落，则摆动油缸在提升油缸运动的时候也参与运动，那它们的合成运动曲线是一条复杂运动曲线，理论上可以解出该曲线方程，但在实际的解题中是不能解决的且精确度不高。
D
A
B
C
E F
图2-2 平行四边形机构原理图
通过对淬火机理论运动的分析，我们可以采用双曲柄机构来解决板簧不能垂直入油的问题。
我们选用了一个比较特殊的双曲柄机构——平行四边形性机构，它可以保证工件始终与液面垂直，最终达到使板簧垂直入油的目的。
通过对工作行程的分析可知平行四边形机构的主动曲柄和从动曲柄不会转到与机架线共线的位置，因此不可能出现运动不确定性。
利用双曲柄机构的理论，两连架杆均能作3600整周转动，因此不用考虑该机构在工位上的种种限制。
如上图2-2所示（CD为机架，且为最短杆，CD平行且等于AB并垂直于液面EF。
AD、BC分
别为曲柄，都能作整周转动且平行相等）。
连杆AB始终都是垂直液面EF的，从而使板簧能够垂直进入油中淬火，保证了板簧淬火时各截面均匀淬火，保证了板簧的质量，提高了抗疲劳强度等力学性能。
图2-4 工位图。