伴隨著工信部《機械基礎零部件產業(yè)振興實 施方案》的頒布和工程機械高端液壓件協(xié)同工作 平臺籌備機構成立 , 中國對液壓件等工程機械核 心零部件的專項攻堅戰(zhàn)進入實質性的階段 ,。作 為液壓系統(tǒng)中最為重要零件之一的液壓件彈簧 , 其性能指標及安全可靠性指標是決定液壓系統(tǒng) 中的動力、執(zhí)行及控制元件的關鍵 。受制于空間 的限制 ,液壓件彈簧一般工作應力都較高 ,在使 用過程中極易發(fā)生變形,、負荷衰減,、斷裂失效等 故障 ,大型的高端工程機械所采用的液壓件彈簧 從可靠性考慮均采用進口產品 ,其技術也一直以 來由國外主要液壓件企業(yè)如美國,、德國,、日本所 壟斷 。本公司在引進消化國外高精度彈簧制造 技術的前提下 ,從高精度,、高可靠性出發(fā) ,解決產 品設計應力高,、可靠性要求高等難點 ,使本公司 研發(fā)的高精度液壓件彈簧的性能、質量指標等達 到或超過國際先進水平 ,為我國液壓件工業(yè)和高 端裝備制造業(yè)的發(fā)展作出貢獻 ,。為此 ,我們同多 個國內主要的液壓系統(tǒng)主機廠合作 ,通過對工藝 的不斷優(yōu)化來提高高應力液壓件彈簧的疲勞壽 命和性能 ?，F(xiàn)將我司對液壓件彈簧加工工藝的 若干優(yōu)化措施介紹如下 ,供同行探討。

1   液壓件彈簧主要技術參數(shù)

規(guī)格:3 . 2 × 14 . 8 × 36 . 9 ×8;材質:VDsicr  ; 旋向:右旋 ;高徑比:3 . 18

安裝高度:H1  =32 . 9    F1 =436 N   T1 =576 N/mm2

工作高度:H2  =28    F2  =970 N   T2 = 1 282

N/mm2

2   應力結構分析及工藝路線制定

Φ3 . 2 的 VDsicr試驗應力 Ts =0 . 5 σ b   =960

N/mm2 ,可見工作應力 T2 大于 Ts,加之彈簧高徑  比為 3 . 18 ,此類型彈簧在加工過程中極易發(fā)生  彎曲變形而失效 ,需要改變工藝路線來提高其承  載能力并通過噴丸處理改善彈簧的應力情況,。 初步制定的工藝流程如下:

工藝路線一:卷簧 -消應力回火 -噴丸處理 -消應力回火 -立定處理 -磨簧 -檢驗 -清洗 上油 -包裝 -入庫,。

工藝路線二:卷簧 -消應力回火 -立定處理 -磨簧 -噴丸處理 - 消應力回火 -檢驗 -清洗 上油 -包裝 -入庫。

工藝路線三:卷簧 -消應力回火 -磨簧 -噴 丸處理 -消應力回火 -立定處理 -檢驗 -清洗 上油 -包裝 -入庫,。

該產品的工作應力 T2 大于 Ts,達到了 1 282 N/mm ,屬于高應力彈簧 ,通過三種工藝路線的驗 證 ,尺寸穩(wěn)定性,、疲勞壽命及綜合性能方面 ,工藝 路線一被選為該產品的******工藝路線。

3   主要加工工藝參數(shù)的確定

3● 1   噴丸處理

噴丸處理的原理如下圖 1 所示 ,。就是以高  速彈丸流噴射彈簧的表面 ,使彈簧表層發(fā)生塑性  變形 ,而形成了一定厚度的表面強化層( 圖 1a) ,。 從應力狀態(tài)來看 ,強化層內形成了較高的殘余壓  應力(圖 1b) 。 由于彈簧應力表面殘余有壓應力  的存在 ,當彈簧在承受載荷時 ,可以抵消一部分  變載荷作用下的******拉應力 ,從而提高彈簧的疲  勞強度 ,。從組織結構看 ,強化層形成了密度極高  的位錯(圖 1c) ,在隨后的變應力,、溫度或二者同  時的作用下 ,位錯逐漸排列規(guī)則 ,形成多邊形 , 即  強化層逐漸形成更加微小的亞晶粒( 亞結構)  (圖 1d) ,這種表面層冷作硬化的結果 , 同樣也具有增加疲勞強度的作用。