青島大學
畢業設計(**)開題報告
題目汽車板簧下料工序的優化及裝置改進
學院機電工程學院
專業機械工程及自動化
姓名高峰
指導教師李延勝
2023年 3月 22日
1 課題**
青島帥潮集團****生產主要包括：各種輕、中、重型汽車鋼板彈簧。目前汽車板簧下料工序主要包括：
下料、沖孔、打字三個工段，大部分操作依靠人工完成。勞動強度大，效率低，質量差，只能滿足低端產品的生產需要。本課題在消化吸收原來工藝及裝置的基礎上，針對企業需求，對原來工藝及裝置進行總體優化改進。
以提高產品質量，減輕勞動強度，提高生產效率。
2 本課題的研究目的和意義
汽車板簧是汽車重要的專用零件。它承載著自重和載重，是在惡劣條件下工作的受力零件，由於它的工作條件不好，故它又是汽車上的易損件之一。每輛汽車的用量很大，有前簧、後簧、主簧、副簧之區分。
隨著我國****的告訴發展，板簧技術的發展必須加快步伐，板簧的生產效率和工藝也必須進一步提公升，以滿足市場經濟的需要。
我們所考察的帥潮集團下料、沖孔、打字三個工段，大部分操作依靠人工完成。勞動強度大，效率低，質量差，只能滿足低端產品的生產需要。較低的加工精度，已經滿足不了市場要求；純手工的操作效率，也不能滿足產能的要求。
所以公司亟待更新一批新裝置，並且盡可能實現各工段之間的自動化，以滿足生產的需要。
2.1目的
1、生產效率的提高
通過本課題的研究，實現裝置的更新和各工段之間的自動化，節省了各個工段之間的過渡時間，較之目前公司人工搬運的狀況，生產效率肯定會得到大幅度的提高。
2、加工精度的提高
目前公司的生產採用純工人操作，下料的誤差會比較大，滿足不了高加工精度的加工要求，不利於市場的進一步擴大。通過本課題的研究，實現條料的自動進給、剪下，下料精度會大幅度提高，以滿足高精度要求。
3、勞動強度大幅降低
目前，帥潮集團的加工方式均採用人工，依靠人力搬運幾十上百斤的材料，一天的工作勞動強度特別大。通過本課題的研究，實現了條料的自動進給，大幅降低了工人的勞動強度。
4 減少操作工人的數量
目前的生產狀況各個環節都需要工人操作，各工段之間的銜接也需要工人搬運，工人數量相對較多。通過本課題的研究，實現了材料的自動上料和工段之間的自動化，肯定會減少工人的數量，為企業節約生產成本。
2.2意義
汽車板簧是一種重要的汽車零件，起著緩衝，導向，傳遞和減震的作用，是對汽車的承載能力和舒適程度的保證，因此用量極大。隨著汽車加工工藝的提高，對板簧精度質量的要求也越來越高；隨著我國汽車產業的蓬勃發展，需求量也在與日俱增。傳統的生產方式不僅不能滿足精度要求，產量也跟不上市場的需要，因此我們的研究就顯現出更大的意義。
針對目前工廠的情況，對下料工序的優化可以大幅度提高生產效率，節約生產成本並且減輕工人的勞動強度，關鍵是增加了產品的精度，滿足更高的市場要求，也是公司的產品具有更進一步的市場競爭力。對我們而言，期間對我們所學知識的綜合運用更使我們受益匪淺。
3國內板簧生產現狀和發展趨勢
3.1國內的生產現狀
汽車板簧是汽車的重要懸架部件；它具有支撐、減震、緩衝、導向等作用。同時，它與汽車行駛的平順性、穩定性、通過性、燃料的經濟性等多種效能均密切相關；即：汽車板簧把車架(或車身)與車軸彈性地連線起來．傳遞來自車輪的作用於車架(或車身)上的力和力矩。
從而，緩和由路面不平而傳給車架(或車身)的衝擊載荷．衰減由衝擊載荷引起的承截系統的振動，保證汽車的正常行駛
汽車鋼板彈簧的用量相當大，它不僅要滿足新車的配套要求；而且，還要大量**於汽車配件，滿足汽車在行駛過程中的板簧損耗。
汽車的板簧是在反覆交變應力下工作的．它承受彎曲、拉壓、扭轉、衝擊、腐蝕和磨損等多種作用。在較壞的路面或車輪的制動時，還要承受極高瞬時的衝擊載荷。由於工作條件惡劣，對彈簧的效能要求也十分嚴格；諸如：
要求整個板簧的截面組織均勻、力學效能良好、疲勞壽命較高等等。
近幾年來，在減輕汽車自重、節約能耗的要求下，變截面板簧應運而生，並得到大力發展。目前，美國已有85％ 以上的汽車板簧為變截面板簧。這類板簧結構，可以使板簧重量降低30％ 一50％，片數減少50％ 一70％ ；節約了用鋼，減輕了汽車的自重。
為滿足板簧的技術要求，其製造工藝和裝置也有了新的發展；以保證板簧的外觀形狀、尺寸公差，以及內在質量。新型水性淬火介質的應用；機械、液壓一體化；機械、液壓和微機控制一體化的生產、檢測裝置；正是為適應板簧的發展需要而出現的。
3.1.1．下料
在進廠的原材料檢驗之後，下料就是鋼板彈簧製造的首道工序。在我國彈簧行業中，常用的板簧下料的裝置是沖床。沖床下料時，衝擊載荷大、不安全；且隨著變截面板簧的發展，其原材料加厚
(通常100t沖床的最大安全下料厚度為l孫n)，其使用將受到限制。
採用鱷魚剪，這種裝置的主要特點是：下料時衝擊力小、刀片壽命較高、下料速度快、每分鐘可
下30多片；但要求工人操作技能高、反應快，下料厚度通常是12nun。這一裝置，使用安全，具有自動導料裝置；裝有前、後定位架，無論長、短料都能下；衝擊力很小，下料平穩，最大下料厚度為20—22ⅱm(電動機功率為7．5kw)。下薄料對，適當提高剪下次數。
就是一種理想的板簧下料裝置。
3.1.2. 校直
對板簧下料後的側彎進行校直，是保證板簧生產質量的重要工序。通常校直用沖床，輔以模具；但是，沖床操作不安全、不方便，並影響校直質量。近幾年來，重慶海森機電裝置開發公司、南昌板簧裝置廠生產的校直機，是適合於板簧校直的理想裝置。
採用這類裝置時，安全、可靠、校直質量
好，且裝置造價低。一台lofr校直機，可作二台oo1"沖床使用，而售價只有一台沖床的**。
3．1．3 沖孔和切邊
板簧的沖孔和切孔，現今還沒有專用的裝置；使用衝睞和模具進行沖孔、切邊．是行業中較為通
用的方法。
3．1．4 變截面(錐形)板簧的軋機
變截面板簧，具有重量輕、片數少、減震性較好等優點i國外已大量應用，國內應用也正在增加。是板簧的發展方向。變截面板簧，可分為長錐和短錐二種。
變截面板簧的生產。通常用變截面軋機和輥鍛機；長錐的變截面板簧，通常採用變截面軋機。
3．1.5 包耳
包耳，也是板簧成型中的重要工序。採用手工卷耳機和芯棒、以及合適的工裝，雖可以方便地完成這一工序；但工人勞動強度較高、生產效率也較低。通常用於小批量試製。
液壓全自動包耳機，則是一種較理想的包耳裝置。這一機器，集液壓與機械為一體；裝置中的三個油缸，分別完成定位夾緊、穿芯棒、包捲耳等動作，由液壓自動代替手工勞動。每8—10mm可以完成乙個包耳動作，使用十分方便。
3．。16 卷耳
卷耳機卷耳，是板簧鍛製成形的又一重要工序。卷耳裝置也有多種，用沖床工裝模具和手工卷耳機配合，是較為簡單的一種方法。這種方法投資少，如果控制得好，質量(卷耳機垂直度和平行度)也可以基本保證；但勞動強度大，生產效率低。
北方的板簧廠，多用遼陽板簧裝置廠生產的機械式二工位卷耳機；即：第一工位為切邊壓形，第二工位為壓卷。這種裝置工作較可靠，但笨重；且模具加工較複雜，工作時噪音也大。
3．1.7 淬火成形工序
淬火成形，是板簧行業一直採用的關鍵工序。即加熱至奧氏體化後，在成形淬火機上壓形．然後淬火。 常用的淬火機有二種：
種為機械式的；即：夾緊成形時通過渦輪、渦稈帶動夾具使板簧夾緊成形，經過一套曲柄連桿機構實現進入油淬火和擺動。機械式淬火機：
工作可靠，且夾緊力較大；可以淬厚板簧，維修電較方便。缺點是噪音大，且夾緊和入油速度較慢。單個機器在乙個淬火油池還在使用，但在生產線上已經使用不多。
另外一種為液壓式垂直入油淬火機和二缸液壓淬火機，其夾緊力靠油缸的壓力和油缸的大小來確定關緊入油和搖擺，各用乙個油缸；控制方式有微機控制和常規電氣控制二種。微機控制的優點是去掉了行程開關：電氣控制也可採用無觸點開關但微機控制部分體積小，操作方便這種淬火機已由北京吉發自動化研究所和重厭海森機電裝置開發聯合生產，並已批准為實用新型專利。
3．1.8 淬火加熱裝置
淬出加熱爐，因各地的能源不同、生嚴批量彈。方式的不同，也各有所不同。作為一種連續式生
產方式，有液壓步進爐較好的設計是步進用期調、步進距離可調、爐子溫度均勻，並町有效地消除步進樑中的黑帶。為保持出料端工件的合適的淬火溫度，最好採用傾向出料；爐子的步進粱最好用cr25ni2(isi2n材料，以保證其耐熱性，爐f底板可用crmnn耐熱鋼。電阻絲的分布應f 證其工作溫度的均勻性，最好上下均有電阻絲；在出料l l的爐門上亦可布置電阻絲。
另一種加熱方式為室狀爐， 用於週期性生產。各板簧廠常用的有箱式電爐、燃煤室狀爐、燃氣或燃油室狀爐等。適用於小批量生產．板簧加熱淬火，也可用感應加熱這類加熱方式具有加熱進度快、生產效率高、脫碳少等優點，但這加熱式正因為加熱速腰快，而使奧氏體{!
廳的維均習優不足，從而影響淬火後的組織均勻避。
3.1．9 淬火冷卻裝置
淬火時，安裝一台淬火機的淬火池，通常通過手工上、下工件；而容納多台淬火機的生產線，通常在淬火池中有板式輸送鏈。其工藝路線如下：淬火機一夾緊成形一浸液淬火一搖擺一自動脫片一輸送鏈進出淬火池。
3．1.10 拋丸強化裝置
鋼板彈簧經拋丸機處理， 可有效地提高其疲勞強度和疲勞壽命。在我國汽車板簧的技術條件中，都規定了鋼板彈簧必須進行拋丸強化處理；並規定了覆蓋率和標準片檢驗拋丸強化效果的技術要求。
3．1.11 總成裝配
汽車板簧的裝配，包括單片的鉚卡子和裝套及總成的裝配。通常，鉚卡子採用40一印t的沖床進行。目前這一裝配工序有二種：
種是將沖孔彎曲型的卡子用鉚釘直接鉚在鋼板上；這種方法在鉚接時，卡子常有變形、開口角度增加，在隨後的裝配工序中需再進行校正。另一種是將鉚卡和卡子彎型同時合在乙個工序上；這種方法的模子較複雜，但卡子的形狀較好
3.1．12 油漆
油漆，直接影響板簧的外觀質量、板簧的抗腐蝕能力，是板簧生產中的重要工序。目前，不少廠家由於投資的限制或由於產量的限制，採用手工刷漆或手工噴漆；這種方式噴漆質量不高，且汙染環境。另一種簡單的油漆方式，是製作乙個簡單的板式鏈輸送機構，在板式鏈的中間配有烘烤室，在板簧加熱後，迅速送到噴漆室進行噴漆。
這種方式減少了汙染，與手工噴漆相比提高了噴漆質量。
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