[发明专利]一种变截面弹簧坯料以及加工工装和加工工艺

权利要求书

1.一种变截面弹簧坯料成型工装，其特征在于，所述工装包括一端设置为由小到大锥形开口的陶瓷成型管，陶瓷成型管的横截面呈椭圆形，陶瓷成型管位于锥形开口的大端距开口端30~50mm部位设有与陶瓷成型管同轴线的碳纤维线导引管，碳纤维线导引管的一开口端朝向陶瓷成型管的锥形开口大端，在碳纤维线导引管的另一开口端前方设有碳纤维线的放线盘，在陶瓷成型管的另一端设有弹簧坯料冷却机构和碳纤维线的牵引机构；所述工装中还设有用于将碳纤维线由放线盘引出后穿过碳纤维线导引管和陶瓷成型管，将碳纤维线夹持在碳纤维线的牵引机构上的引线针。

2.如权利要求1所述的变截面弹簧坯料成型工装，其特征在于，所述陶瓷成型管位于锥形开口的大端的一侧设有金属液浇注口。

3.如权利要求1所述的变截面弹簧坯料成型工装，其特征在于，所述弹簧坯料为螺旋弹簧坯料，螺旋弹簧坯料的横截面呈椭圆形，沿轴线方向的截面呈橄榄形，沿椭圆的中心设有预埋在弹簧材料内部的碳纤维芯轴。

4.如权利要求3所述的变截面弹簧坯料成型工装，其特征在于，所述预埋在弹簧坯料内部的碳纤维芯轴为一根碳纤维线，或为多根碳纤维线。

5.如权利要求4所述的变截面弹簧坯料成型工装，其特征在于，所述多根碳纤维线呈扭转状，扭转圈数为15~60圈/米。

6.如权利要求5所述的变截面弹簧坯料成型工装，其特征在于，所述弹簧坯料包裹在芯轴外部的材质为弹簧钢。

7.一种变截面弹簧坯料加工工艺，其特征在于，所述弹簧坯料加工工艺包括如下工艺步骤：

S1、将权利要求1所述工装中的碳纤维线的放线盘、碳纤维线导引管、陶瓷成型管、弹簧坯料冷却机构和碳纤维线的牵引机构依次安装在工作台上；

S2、将碳纤维线的端部固定在权利要求1所述工装中引线针的一端，用引线针的另一端依次穿过碳纤维线导引管和陶瓷成型管，然后将碳纤维线的一端由引线针的一端卸下将其夹持在碳纤维线的牵引机构上；

S3、将定量的融化弹簧钢钢水由权利要求1所述工装中的陶瓷成型管锥形开口的大端一侧金属液浇注口浇注到陶瓷成型管内；

S4、当金属液由陶瓷成型管的另一端伸出时，启动权利要求1所述工装中的弹簧坯料冷却机构对伸出陶瓷成型管外的已成型金属液快速冷却；

S5、在弹簧坯料冷却机构启动的同时，启动权利要求1所述工装中碳纤维线的牵引机构牵引碳纤维线沿直线移动，移动速度与金属液由陶瓷成型管的另一端伸出速度相同；

S6、当融化弹簧钢钢水全部由陶瓷成型管的另一端伸出后，将碳纤维丝剪断；

S7、将中心夹持有碳纤维芯轴的成型弹簧坯料由工作台上卸下，将碳纤维线的牵引机构复位，然后将剪断后的碳纤维线的端部再次夹持在碳纤维线的牵引机构上进行下一根弹簧坯料的浇注成型；

S8、将S7中得到的坯料用仿形轧辊将弹簧坯料的外部轧制成横截面呈椭圆形，沿轴线方向的截面呈橄榄形的弹簧坯料。

8.如权利要求7所述的变截面弹簧坯料加工工艺，其特征在于，所述工作台呈倾斜设置，倾斜角度为15°~30°。

9.如权利要求8所述的变截面弹簧坯料加工工艺，其特征在于，所述弹簧坯料冷却机构包括由水箱、水泵、水管和喷头依次连接而成的喷水机构；碳纤维线牵引机机构包括由夹钳、与夹钳连接的螺母、与螺母螺纹配合的丝杠、与丝杆连接的驱动电机，夹钳与工作台之间通过滑块与滑轨滑动配合，驱动电机安装在工作台的机架上。