熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，所述鋼板彈簧由單片鋼板構(gòu)成，整體呈弧形，其特征在于，一體式結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧包括處于中部的鋼板本體、處于兩端的展翼和處于所述鋼板本體與展翼交界處的圓形回轉(zhuǎn)體三部分；在所述鋼板本體與展翼的連接部設(shè)有穿孔，所述展翼自所述穿孔中穿過并回轉(zhuǎn)構(gòu)成所述回轉(zhuǎn)體，所述回轉(zhuǎn)體處于所述鋼板彈簧的受力面上；所述鋼板本體與所述展翼的軸線處于同一弧線上。本發(fā)明在能夠減輕鋼板彈簧重量的同時，避免了摩擦，改善汽車行駛平順性。
【專利說明】熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，具體涉及載貨汽車平衡懸架機(jī)構(gòu)的鋼板彈簧。
【背景技術(shù)】:
[0002]目前，在載重汽車【技術(shù)領(lǐng)域】中，鋼板彈簧仍是廣泛應(yīng)用的懸架彈性元件。常見的鋼板彈簧是由若干片等寬但不等長的彈簧鋼板組合而成的一根近似等強(qiáng)度的彈性梁。這種傳統(tǒng)的鋼板彈簧重量較大。同時，由于是由多片鋼板疊加的緣故，從而導(dǎo)致汽車在行駛過程中鋼板發(fā)生變形，使鋼板與鋼板之間形成較大的摩擦阻力，這種摩擦阻力會使彈簧的剛度急劇增加，甚至出現(xiàn)鎖死現(xiàn)象，導(dǎo)致汽車的平順性變壞。有研究表明:彈簧鋼板在總成的振幅為Imm條件下運(yùn)作時，少片鋼板彈簧動剛度將增加2.5倍，多片鋼板彈簧將增加近7倍。另夕卜，鋼板間摩擦的同時還會產(chǎn)生噪音，降低了駕駛的舒適性。
[0003]在現(xiàn)有的技術(shù)中，部分汽車使用少片鋼板彈簧，但由于這種鋼板鍛壓工藝較為復(fù)雜，成本較高，較少廠家予以采用，目前市場上大部分載重汽車仍使用傳統(tǒng)鋼板彈簧。對于回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)件，利用鍛壓的方法是無法實(shí)現(xiàn)的。隨著鑄造技術(shù)，尤其是特種鑄造技術(shù)的發(fā)展，鑄件的性能在不斷地提升，已經(jīng)用鑄件代替鍛件運(yùn)用于承載件中。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，使其能夠減輕鋼板彈簧重量的同時，避免了摩擦，改善汽車行駛平順性。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0006]熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，所述鋼板彈簧由單片鋼板構(gòu)成，整體呈弧形，其特征在于，一體式結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧包括處于中部的鋼板本體、處于兩端的展翼和處于所述鋼板本體與展翼交界處的圓形回轉(zhuǎn)體三部分；
[0007]在所述鋼板本體與展翼的連接部設(shè)有穿孔，所述展翼自所述穿孔中穿過并回轉(zhuǎn)構(gòu)成所述回轉(zhuǎn)體，所述回轉(zhuǎn)體處于所述鋼板彈簧的受力面上；所述鋼板本體與所述展翼的軸線處于同一弧線上。
[0008]從鋼板的厚度方向上看，所述鋼板本體的中部有一段為平面，其目的是方便鋼板彈簧在懸架系統(tǒng)中的裝夾。自所述平面的兩端至兩個展翼的末端鋼板厚度沿弧線方向逐漸變薄。鋼板本體及展翼的厚度變化按照拋物線規(guī)律變化，而圓形回轉(zhuǎn)體部分是等厚的。
[0009]設(shè)有所述穿孔的鋼板部分的寬度寬于所述鋼板本體及所述展翼的寬度，以保證穿孔部位鋼板的強(qiáng)度。
[0010]處于兩端的展翼以及兩個回轉(zhuǎn)體分別以所述鋼板本體的中心呈中心對稱分布。
[0011]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0012]本發(fā)明采用單片鋼板構(gòu)成，總成近似為一根等強(qiáng)度的彈性梁。鋼板彈簧最大厚度處厚度相同，而后從中間至兩個展翼的末端，鋼板厚度沿弧線方向逐漸變薄，厚度變化按照拋物線規(guī)律變化。呈拋物線彎曲可使鋼板彈簧每個截面上應(yīng)力相等，可最大程度上節(jié)省資源、減輕重量。
[0013]該鋼板彈簧兩側(cè)回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的中心距為該鋼板彈簧長度的1/2左右；回轉(zhuǎn)體內(nèi)側(cè)圓直徑為該鋼板彈簧長度的6%~9%之間；具體尺寸以滿足鋼板彈簧具體性能為宜。
[0014]單片鋼板滿足強(qiáng)度要求，但剛性太大，不能單獨(dú)作為彈性元件運(yùn)用在汽車中。本發(fā)明在鋼板左右兩側(cè)采用回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使鋼板彈簧在受力過程中擁有足夠的彈性。
[0015]考慮到回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，所述鋼板彈簧可采用熔模鑄造的方法進(jìn)行生產(chǎn)，得到鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度。
[0016]優(yōu)選地，在鑄造生產(chǎn)變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧時，采用耐高溫陶瓷砂芯，將砂芯安置在型腔中，用以生成回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。在清理鑄件時，可以敲擊使其破碎。
[0017]通過采用上述技術(shù)方案，制造所得的變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，尺寸精度高，性能優(yōu)越；相較多片鋼板彈簧，重量降低了 40%以上；由于該彈簧只有一塊鋼板，在車輛行駛過程中不可能產(chǎn)生摩擦及噪聲；彈簧兩側(cè)的回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)在受載情況下，能夠儲存一定的能量，以保證鋼板彈簧擁有足夠的彈性，成功地改善了汽車的平順性。
[0018]如以載重量為9噸的汽車前懸架為例，本發(fā)明設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)式變截面鋼板彈簧具體尺寸為:鋼板彈簧長度1300mm,回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)中心距700mm,回轉(zhuǎn)體內(nèi)側(cè)直徑為90mm。本設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)滿足該汽車性能要求。本發(fā)明與市面上用于該車型的前懸架彈簧相比較可以看出(表1):本發(fā)明彈簧靜剛度、靜載荷及動載荷最大應(yīng)力與多片彈簧、少片彈簧差別不大，重量明顯降低，動剛度變化量最小。若以本發(fā)明代替現(xiàn)有彈簧，可以在減輕車身自重的同時，保證車輛行駛平順，提高駕駛及乘坐舒適性。
[0019]表1
[0020]
【權(quán)利要求】
1.熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，所述鋼板彈簧由單片鋼板構(gòu)成，整體呈弧形，其特征在于，一體式結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧包括處于中部的鋼板本體(1)、處于兩端的展翼(2)和處于所述鋼板本體與展翼交界處的圓形回轉(zhuǎn)體(3)三部分； 在所述鋼板本體與展翼的連接部設(shè)有穿孔(4)，所述展翼自所述穿孔中穿過并回轉(zhuǎn)構(gòu)成所述回轉(zhuǎn)體(3)，所述回轉(zhuǎn)體處于所述鋼板彈簧的受力面上；所述鋼板本體(1)與所述展翼(2)的軸線處于同一弧線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，其特征在于，從鋼板的厚度方向上看，所述鋼板本體的中部有一段為平面，自所述平面的兩端至兩個展翼的末端鋼板厚度逐漸變薄，鋼板厚度變化按照拋物線規(guī)律變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，其特征在于，設(shè)有所述穿孔(4)的鋼板部分的寬度寬于所述鋼板本體及所述展翼的寬度。
4.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的熔模鑄造變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧，其特征在于，處于兩端的展翼以及兩個回轉(zhuǎn)體分別以所述鋼板本體的中心呈中心對稱分布。
【文檔編號】F16F1/18GK104019168SQ201410270243
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】蘇勇, 易三洲, 蘇章仁, 余瑾, 嚴(yán)祥軍, 魏然, 張?jiān)世^, 萬彬 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)