板簧卷耳整形机设计

张成爽，王 蔓，石学友，张福安

（1.山东森德数控机械有限公司，山东 济南 250330；2.济南大学 机械工程学院，山东 济南 250022）

1 整形机的主要机构及功能

板簧作为汽车重要零部件之一，其耳孔的轴线相对于板簧安装段的平行度、垂直度对汽车的舒适性、安全性和高速性能有重要影响[1]，甚至会影响到汽车整体性能[2]。传统上对耳孔部分的误差大都采用手工或冲床进行适当校正，效率和精度都比较低，难以满足当今市场对板簧性能的需求。

LZR180型汽车板簧耳孔整形机是用于整形板簧耳孔的专用设备之一，该设备主要由整形主机、液压系统和电控系统组成，整形主机包括后定位架部件、中心架机构、平整机构及侧固定和抽芯装置。整形机整体结构装配示意图如图1所示。

图1 整形机整体结构装配示意图

（1）后定位架部件。后定位架部件主要由中心架、调整滑块、滑块丝杠、挡料滑块和升降螺杆组成。该部件主要完成板簧整形过程中的上下、左右及前后方向的调整以及侧定位和后定位的整形过程。

（2）中心架机构。中心架机构主要由中心架、上整形油缸、升降马达和升降导轨组成。该机构具有刚性好、强度高和机构稳定可靠的特点。该机构主要完成侧整形定位过程。

（3）平整机构。平整机构主要由平整支架、调整梁、平整缸、平整气缸和弹簧装置组成。该机构主要完成板簧整形过程中的外圆整形过程。

（4）侧固定和抽芯装置。侧固定和抽芯装置主要由侧整形油缸、顶模、抽芯油缸和芯棒组成。该机构主要完成板簧的侧边校正、耳孔的宽度校正以及板簧耳孔的轴线校正。

2 设备整形原理和步骤

本设备主要用于汽车板簧卷耳的两种常见形式——平耳和中心耳的整形，也可用于包耳等其他形式的板簧。由于板簧耳孔尺寸规格种类多、跨度大（卷耳板厚最大可达30mm，内径最大可达180mm）,所以将模具进行分档就显得尤为重要,既可使模具的加工制作相对经济，也可使模具的使用更加条理化、明细化和规范化[5]。

以板簧卷耳内径为准，将模具分为a、b、c三档：a档模具用于板簧卷耳内径为ø130mm～ø180mm范围内的整形；b档模具用于板簧卷耳内径为ø60mm～ø130mm范围内的整形；c档模具用于板簧卷耳内径为ø20mm～ø60mm范围内的整形。为了便于使用，a档模具使用的模座和b、c档模具使用的模座不同。芯棒直径范围为ø20mm～ø180mm，芯棒支撑套也对应地分为a、b、c三档。可根据具体产品的尺寸，配置相应的芯棒、顶模、支撑套以及后定位的调整垫板。

该设备整形原理和步骤如下：把板簧放在后定位机架上，卷耳部分中心与下内模中心对齐，侧挤油缸动作用于板簧侧定位；夹持油缸动作使顶模紧贴卷耳端侧面使板簧固定；抽芯油缸动作使芯棒插入卷耳端耳孔；然后使平校油缸（或立校油缸）动作，整形完毕后各油缸复位。如需变换模具或调整件，则使移动缸复位，根据需要调整升降马达，使后定位机架运动到合适位置。

本机整形工作过程示意图如图2所示。

图2 设备整形过程示意图

3 结语

该设备结构合理紧凑，运动过程平稳可靠，不仅明显提高了耳孔整形效率，而且提高了整个板簧生产中卷耳工序的质量和精度，对板簧行业甚至机动车行业可产生良好的经济和社会效益[6]，填补了该设备在板簧行业的空白。

[1]刘维信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2001：462-483.

[2]冯成敏，石学友.汽车变截面钢板弹簧轧机计算机控制系统[J].锻压装备与制造技术，1999，34（3）.

[3]邢伟荣.卷板机的现状与发展[J].锻压装备与制造技术，2009，34（3）.

[4]李世荣，程莲萍，俞智昆.Solid Edge ST三维同步设计教程[M].北京：科学出版社，2013：59-247.

[5]周美容.弹簧片级进模设计[J].锻压装备与制造技术，2009，34（3）.

[6]张华俊.钢板弹簧疲劳寿命计算[D].南京：江苏大学，2003.