CN104475621A - 一种多层波形弹簧的绕制装置及其绕制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层波形弹簧的绕制装置及其绕制方法，该装置包括心轴（1），其特征在于：在心轴（1）的一端的表面上设置有矩形螺旋槽（2），靠近矩形螺旋槽（2）端套有卡圈（3），在卡圈（3）的圆周上设置有轴向通槽（4），螺母（6）通过垫圈（5）将卡圈（3）压紧并固定在心轴（1）上，使卡圈（3）上的通槽（4）与矩形螺旋槽（2）的起始端对齐。本发明不仅结构简单，加工方便快捷，而且可以缩小多层波形弹簧圈与圈之间的间隙，保证多层波形弹簧的同轴度，使之达到使用要求。

Description

一种多层波形弹簧的绕制装置及其绕制方法

技术领域

本发明涉及一种多层波形弹簧的制作方法，具体涉及一种多层波形弹簧的绕制装置及其绕制方法。

背景技术

普通的单层波形弹簧是一个金属圆环上具有若干个峰谷的弹性元件，而多层波形弹簧看上去就是由若干个普通的单层波形弹簧组合而成的，区别在于它不是简单的叠加，而是采用钢带连续绕制工艺加工而成的。然而，多层波形弹簧缠绕成型后，由于材料回弹作用，多层波形弹簧的圈与圈之间必然存在间隙，虽然波形弹簧层圈之间的间隙目前没有标准明确规定，但使用时希望间隙最小化，HB5869-90《不锈钢丝制圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧技术条件》规定了直径小于等于3mm的压缩弹簧支承圈与有效圈间的间隙不大于0.2mm，故多层波形弹簧圈与圈间隙多参考该标准执行。但实际生产中多层波形弹簧缠绕工序完成后其圈与圈之间的间隙均超出该要求，此外，由于钢带与钢丝不同，钢带在绕制过程中由于受力位置不同，钢带在绕制过程中极易产生扇形变形，而且难以竖直缠绕成弹簧，容易出现多层波形弹簧圈与圈的同轴度偏差较大的问题。因此，现有的多层波形弹簧缠绕方法还是不够理想，达不到设计要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构简单，加工方便快捷的多层波形弹簧的绕制装置及其绕制方法，可以缩小多层波形弹簧圈与圈之间的间隙，保证多层波形弹簧的同轴度，以克服现有技术不足。

    本发明的技术方案：一种多层波形弹簧的绕制装置，包括心轴，在心轴的一端的表面上设置有矩形螺旋槽，靠近矩形螺旋槽端套有卡圈，在卡圈的圆周上设置有轴向通槽，螺母通过垫圈将卡圈压紧并固定在心轴上，使卡圈上的通槽与矩形螺旋槽的起始端对齐。

    所述矩形螺旋槽或通槽的槽宽大于制作多层波形弹簧钢带厚度的两倍，由于较小的槽不易加工，加工难度大，因此，通过加大槽宽，从而提高矩形螺旋槽或通槽的机械加工工艺性；所述矩形螺旋槽或通槽的槽深大于制作多层波形弹簧钢带的宽度，用以保证钢带能够完全卡入矩形螺旋槽或通槽。

    在心轴加工有矩形螺旋槽端的端部设置有中心孔。

    一种多层波形弹簧的绕制方法，首先将心轴的一端夹持在车床的三爪卡盘上，然后采用车床尾座顶针顶住心轴的中心孔，此时将制作多层波形弹簧的钢带卡入卡圈上的通槽后弯入心轴上的矩形螺旋槽内，然后启动车床，使车床带动心轴顺时针旋转或逆时针旋转，从而将钢带绕制成左旋或右旋弹簧。

将制作多层波形弹簧的钢带两根叠加对齐后卡入卡圈上的通槽后弯入心轴上的矩形螺旋槽内，然后启动车床，使车床带动心轴顺时针旋转或逆时针旋转，从而将双层钢带绕制成左旋或右旋的双层弹簧，最后将双层弹簧从心轴去下并拆分成两个左旋或右旋弹簧。

绕制钢带时，车床的转速根据工人的操作熟练程度调整，一般取50～80r/min。

将左旋或右旋弹簧最上层一圈往里向下翻，从而使左旋或右旋弹簧翻转成右旋或左旋弹簧，翻转后右旋或左旋弹簧产生了反向校正力，从而使圈与圈并紧，减少及最大化消除多层波形弹簧圈与圈的间隙。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明将钢带统一采用心轴上的矩形螺旋槽绕制成右旋或左旋弹簧，因此，能够有效保证成型后的右旋或左旋弹簧的同轴度，避免钢带在绕制过程中产生扇形变形，影响多层波形弹簧的使用效果。此外，将绕制好的左旋或右旋弹簧最上层一圈往里向下翻，从而使左旋或右旋弹簧翻转成右旋或左旋弹簧，翻转后右旋或左旋弹簧产生了反向校正力，从而使圈与圈并紧，减少及最大化消除多层波形弹簧圈与圈的间隙。

附图说明

图1是本发明中多层波形弹簧绕制装置的结构示意图；

图2是图1的E放大图。

附图标记说明：1-心轴，2-矩形螺旋槽，3-卡圈，4-通槽，5-垫圈，6-螺母，7-中心孔。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面以厚度0.7mm,宽度1.75mm的0Cr17Ni7AL不锈钢钢带加工多层波形弹簧为例，对本发明作进一步的详细说明。

实施例

多层波形弹簧加工工艺为：下料→钳工→车床缠绕→初加工→冷冲模压型→热处理定型→精加工→补充回火→检校→汇总检验。

    多层波形弹簧的绕制装置如图1所示，包括心轴1，在心轴1的一端的表面上设置有矩形螺旋槽2，靠近矩形螺旋槽2端套有卡圈3，在卡圈3的圆周上设置有轴向通槽4，螺母6通过垫圈5将卡圈3压紧并固定在心轴1上，使卡圈3上的通槽4与矩形螺旋槽2的起始端对齐。如图2所示，所述矩形螺旋槽2的槽宽为1.5mm，槽深为2.2mm；所述通槽4的槽宽为1.6mm，槽深为3mm。在心轴1加工有矩形螺旋槽2端的端部设置有中心孔7。

采用上述装置绕制多层波形弹簧时，首先将心轴1的一端夹持在车床的三爪卡盘上，然后采用车床尾座顶针顶住心轴1的中心孔7，此时将制作多层波形弹簧的钢带两根叠加对齐后卡入卡圈3上的通槽4后弯入心轴1上的矩形螺旋槽2内，然后启动车床，车床的转速控制在50r/min，使车床带动心轴1顺时针旋转旋转，从而将双层钢带绕制成左旋的双层弹簧，双层弹簧的圈数根据设计要求而定；此时将双层弹簧从心轴1去下并拆分成两个左旋弹簧，然后将左旋弹簧最上层一圈往里向下翻，从而使左旋弹簧翻转成右旋弹簧，翻转后右旋弹簧产生了反向校正力，从而使圈与圈并紧，减少及最大化消除多层波形弹簧圈与圈的间隙。最后，将上述方法制得的右旋弹簧经过冷冲模压型，使右旋弹簧的圈与圈叠加并贴合在一起形成带有四个波峰及波谷的多层波形弹簧。

为了进一步消除多层波形弹簧圈与圈之间的间隙，可通过高温热处理工艺得以校正。热处理前先用1Cr18Ni9细钢丝将多层波形弹簧捆绑并紧，捆绑位置分别位于多层波形弹簧3点、6点、9点、12点钟的四个方向，捆绑后使多层波形弹簧完全的圈与圈贴紧，再将捆绑后的多层波形弹簧进行热处理处理，其热处理工艺包括以下步骤：

    一、真空热处理：温度760±10℃，保温1.5-2h，气冷，气冷压力1-2bar，真空度≤10Pa；

    二、冰冷处理：零件出炉后立即将其放入冰冷桶中保温3-5min，使冷至15℃以下；

    三、时效：温度565±10℃，保温1.5-2h，气冷，气冷压力1-2bar，真空度≤10Pa。

    四、对零件进行切、修等精加工；

    五、补充回火：回火温度为500±10℃，保温1h，

    六、气冷：1-2bar，真空度≤10Pa。该温度既能有效去除零件应力，稳定零件波高尺寸，还可提高零件硬度及保证圈间间隙。

Claims (7)

1. 一种多层波形弹簧的绕制装置，包括心轴（1），其特征在于：在心轴（1）的一端的表面上设置有矩形螺旋槽（2），靠近矩形螺旋槽（2）端套有卡圈（3），在卡圈（3）的圆周上设置有轴向通槽（4），螺母（6）通过垫圈（5）将卡圈（3）压紧并固定在心轴（1）上，使卡圈（3）上的通槽（4）与矩形螺旋槽（2）的起始端对齐。

2.根据权利要求1所述的多层波形弹簧的绕制装置，其特征在于：所述矩形螺旋槽（2）或通槽（4）的槽宽大于制作多层波形弹簧钢带厚度的两倍，所述矩形螺旋槽（2）或通槽（4）的槽深大于制作多层波形弹簧钢带的宽度。

3.根据权利要求1所述的多层波形弹簧的绕制装置，其特征在于：在心轴（1）加工有矩形螺旋槽（2）端的端部设置有中心孔（7）。

4.一种采用权利要求1～3任一项所述的多层波形弹簧的绕制装置的绕制方法，其特征在于：将心轴（1）的一端夹持在车床的三爪卡盘上，然后采用车床尾座顶针顶住心轴（1）的中心孔（7），此时将制作多层波形弹簧的钢带卡入卡圈（3）上的通槽（4）后弯入心轴（1）上的矩形螺旋槽（2）内，然后启动车床，使车床带动心轴（1）顺时针旋转或逆时针旋转，从而将钢带绕制成左旋或右旋弹簧。

5.根据权利要求4所述的多层波形弹簧的绕制方法，其特征在于：将制作多层波形弹簧的钢带两根叠加对齐后卡入卡圈（3）上的通槽（4）后弯入心轴（1）上的矩形螺旋槽（2）内，然后启动车床，使车床带动心轴（1）顺时针旋转或逆时针旋转，从而将双层钢带绕制成左旋或右旋的双层弹簧，最后将双层弹簧从心轴（1）去下并拆分成两个左旋或右旋弹簧。

6.根据权利要求4或5所述的多层波形弹簧的绕制方法，其特征在于：绕制钢带时，车床的转速为50～80r/min。

7.根据权利要求4或5所述的多层波形弹簧的绕制方法，其特征在于：将左旋或右旋弹簧最上层一圈往里向下翻，从而使左旋或右旋弹簧翻转成右旋或左旋弹簧。