CN106351996A - 柱形弹性元件及其加工工艺 - Google Patents

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梁巍
李崇蓉
刘品希
严志伟
陈莉萍
黄悦
覃翠爱
莫莉
唐荣梅
曹登峰
翁莹
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Abstract

本发明公开了一种柱形弹性元件及其加工工艺，所述的柱形弹性元件包括柱形体，柱形体内沿轴心上钻有一柱形孔，柱形孔的一端与柱形体一端面平齐，柱形孔的长度小于柱形体的长度；柱形体的外表面沿长度方向螺旋设有长度小于柱形孔的长度、公称直径不大于柱形孔的直径的外螺纹，外螺纹的两端均未与柱形体的端面平齐，使得柱形体的中段形成弹簧结构。相比于防松螺丝等等开式的螺旋状，本发明元件所具有的闭式的螺旋状具有更广泛的应用前景，且能被加工成为具有更多功能的功能零件。

Description

柱形弹性元件及其加工工艺
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体是一种柱形弹性元件及其加工工艺。
背景技术
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“弹簧”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。
现有的防松螺丝等等均为开式的螺旋状，在很多的应用场所均受到大的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有闭式螺旋状的柱形弹性元件及其加工工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
柱形弹性元件，包括柱形体，所述的柱形体内沿轴心上钻有一柱形孔，所述的柱形孔的一端与柱形体一端面平齐，所述的柱形孔的长度小于柱形体的长度；所述的柱形体的外表面沿长度方向螺旋设有长度小于柱形孔的长度、公称直径不大于柱形孔的直径的外螺纹，所述的外螺纹的两端均未与柱形体的端面平齐，使得柱形体的中段形成弹簧结构。
作为本发明进一步的方案：所述的外螺纹的两端均开有一直径小于外螺纹的螺距的过渡孔。
作为本发明进一步的方案：所述的柱形体对应于柱形孔处被攻丝得到内螺纹，且柱形孔的与柱形体端面不平齐的一端为锥形。
作为本发明进一步的方案：所述的柱形体采用的材质是合金弹簧钢。
作为本发明进一步的方案：所述的合金弹簧钢为65Mn。
作为本发明进一步的方案：所述的柱形体上设有锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体。
作为本发明进一步的方案：所述的柱形体的一端或两端设有锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体。
作为本发明进一步的方案：所述的锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体与柱形体一体成型而成；或者，所述的锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体先被单独制作成一个功能元件，再与柱形体连接。
作为本发明进一步的方案：所述的柱形体上还涂有涂料涂层。
所述的柱形弹性元件的加工工艺，具体步骤如下：
1)下料：选取棒料，放到机床上，待加工；
2)粗刨：先将棒料去毛刺、倒角，得到柱形体；接着利用车床在柱形体的外表面沿长度方向走出螺距线，按螺距线确定过渡孔的位置；
3)精铣：根据尺寸精度要求，对柱形体上的螺距线进行螺旋，得到外螺纹；
4)钻孔：按照已确定的过渡孔的位置，在柱形体外表面钻过渡孔；接着，在柱形体内沿轴心上钻柱形孔，再攻丝得到内螺纹，从而得到弹簧结构；
5)淬火+回火：利用油介质进行淬火进行淬火，控制温度在950-960℃，淬火时间2-3小时；接着取出淬火后的柱形体，放入冷油中进行回火，使其快速冷却至常温；
6)精磨孔：对回火后的柱形体进行精磨，得到所需的柱形弹性元件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明元件是一种形状多以柱形外形显现的机械零件，它可以承担柱、销、轴、滑块滑竿等这类零件通常作用的多样通用功能，与此同时，它的零件本体还被灌注了另一种典型机械零件元件的功能——弹性，即它像制作弹簧等弹性机械零件元件的一般制作原理那样，被制作成类似弹簧的形状和样子。不仅如此，在该柱形弹性元件的两端(或在需要时在其它部位亦可被考虑)被设计安排有其它典型机械原理功能(如锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片等形状的形体物体)的零件。所述功能可以是该零件一体制作成型也可以另外单独制作一个功能元件与本零件(柱形弹性元件)连接而得以实现。
相比于防松螺丝等等开式的螺旋状，本发明元件所具有的闭式的螺旋状具有更广泛的应用前景。
附图说明
图1是柱形弹性元件的结构示意图；
图中：1-柱形体、2-柱形孔、3-外螺纹、4-过渡孔、5-内螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，柱形弹性元件，包括柱形体1，柱形体1内沿轴心上钻有一柱形孔2，柱形孔2的一端与柱形体1一端面平齐，柱形孔2的长度小于柱形体1的长度；柱形体1的外表面沿长度方向螺旋设有长度小于柱形孔2的长度、公称直径不大于柱形孔2的直径的外螺纹3，外螺纹3的两端均未与柱形体1的端面平齐，使得柱形体1的中段形成弹簧结构。外螺纹3的两端均开有一直径小于外螺纹3的螺距的过渡孔4。柱形体1对应于柱形孔2处被攻丝得到内螺纹5，且柱形孔2的与柱形体1端面不平齐的一端为锥形。
柱形体1采用的材质是合金弹簧钢。优选地，该合金弹簧钢为65Mn。
本柱形弹性元件是一种形状多以柱形外形显现的机械零件，它可以承担柱、销、轴、滑块滑竿等这类零件通常作用的多样通用功能，与此同时，它的零件本体还被灌注了另一种典型机械零件元件的功能——弹性，即它像制作弹簧等弹性机械零件元件的一般制作原理那样，被制作成类似弹簧的形状和样子。不仅如此，在该柱形弹性元件的两端(或在需要时在其它部位亦可被考虑)被设计安排有其它典型机械原理功能(如锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片等形状的形体物体)的零件。所述功能可以是该零件一体制作成型也可以另外单独制作一个功能元件与本零件(柱形弹性元件)连接而得以实现。为了本零件的美观和耐用性，可以在其表面添加涂料涂层。
所述的柱形弹性元件的加工工艺，具体步骤如下：
1)下料：选取棒料，放到机床上，待加工；
2)粗刨：先将棒料去毛刺、倒角，得到柱形体1；接着利用车床在柱形体1的外表面沿长度方向走出螺距线，按螺距线确定过渡孔4的位置；
3)精铣：根据尺寸精度要求，对柱形体1上的螺距线进行螺旋，得到外螺纹3；
4)钻孔：按照已确定的过渡孔4的位置，在柱形体1外表面钻过渡孔4；接着，在柱形体1内沿轴心上钻柱形孔2，再攻丝得到内螺纹5，从而得到弹簧结构；
5)淬火+回火：利用油介质进行淬火进行淬火，控制温度在950-960℃，淬火时间2-3小时；接着取出淬火后的柱形体1，放入冷油中进行回火，使其快速冷却至常温；
6)精磨孔：对回火后的柱形体1进行精磨，得到所需的柱形弹性元件。
如图1所示，柱形体1的长度为55mm，直径为18mm，柱形孔2的直径为10mm，柱形孔2的长度为30mm，过渡孔4的直径为6mm。从图中可以看出，本柱形弹性元件是闭式的，且是少螺距的(1.2圈)。相比于防松螺丝等等开式的螺旋状，本发明元件所具有的闭式的螺旋状具有更广泛的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.柱形弹性元件，包括柱形体(1)，其特征在于，所述的柱形体(1)内沿轴心上钻有一柱形孔(2)，所述的柱形孔(2)的一端与柱形体(1)一端面平齐，所述的柱形孔(2)的长度小于柱形体(1)的长度；所述的柱形体(1)的外表面沿长度方向螺旋设有长度小于柱形孔(2)的长度、公称直径不大于柱形孔(2)的直径的外螺纹(3)，所述的外螺纹(3)的两端均未与柱形体(1)的端面平齐，使得柱形体(1)的中段形成弹簧结构。
2.根据权利要求1所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的外螺纹(3)的两端均开有一直径小于外螺纹(3)的螺距的过渡孔(4)。
3.根据权利要求2所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的柱形体(1)对应于柱形孔(2)处被攻丝得到内螺纹(5)。
4.根据权利要求3所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的柱形体(1)采用的材质是合金弹簧钢。
5.根据权利要求4所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的合金弹簧钢为65Mn。
6.根据权利要求3所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的柱形体(1)上设有锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体。
7.根据权利要求6所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的柱形体(1)的一端或两端设有锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体。
8.根据权利要求7所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体与柱形体(1)一体成型而成；或者，所述的锥形、多菱形体、V型体、叉形、螺杆体、螺孔体、莫氏椎体配合体/单体、挂钩、弹片中的一种或两种以上的组合体先被单独制作成一个功能元件，再与柱形体(1)连接。
9.根据权利要求1-8任一所述的柱形弹性元件，其特征在于，所述的柱形体(1)上还涂有涂料涂层。
10.一种如权利要求3所述的柱形弹性元件的加工工艺，其特征在于，具体步骤如下：
1)下料：选取棒料，放到机床上，待加工；
2)粗刨：先将棒料去毛刺、倒角，得到柱形体(1)；接着利用车床在柱形体(1)的外表面沿长度方向走出螺距线，按螺距线确定过渡孔(4)的位置；
3)精铣：根据尺寸精度要求，对柱形体(1)上的螺距线进行螺旋，得到外螺纹(3)；
4)钻孔：按照已确定的过渡孔(4)的位置，在柱形体(1)外表面钻过渡孔(4)；接着，在柱形体(1)内沿轴心上钻柱形孔(2)，再攻丝得到内螺纹(5)，从而得到弹簧结构；
5)淬火+回火：利用油介质进行淬火，控制温度在950-960℃，淬火时间2-3小时；接着取出淬火后的柱形体(1)，放入冷油中进行回火，使其快速冷却至常温；
6)精磨孔：对回火后的柱形体(1)进行精磨，得到所需的柱形弹性元件。
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