[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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：

备料-成型-真空热处理-粗磨-立定处理-磨端面-加温加荷时效-精磨-去毛刺-退磁-氧化-加温加荷时效-检验。

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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；

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；

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；

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；

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。