CN114382816A - 扭转弹簧及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扭转弹簧及其制备工艺，涉及弹性元器件，旨在解决常规的扭簧的扭矩以及提供的弹性回复力保持不变，标准生产的扭簧难以符合不同规格的节流阀的使用，其技术方案要点是：包括呈一体结构的扭力部和位于扭力部两端的力臂部，扭力部呈螺旋结构，一个力臂部与扭力部的连接处设有朝向另一力臂部弯曲的弧形弯部，力臂部位于弧形弯部远离扭力部的一端与另一力臂部位于同一平面，相邻力臂部之间可拆卸连接有用于调节两力臂部之间张合程度的调节组件。本发明两力臂部之间设置调节组件，能调节两力臂部之间的间距，即调节两力臂部之间的间距，从而调节力臂部之间的张合程度，实现在同一规格的扭簧上进行调节，以满足不同作用力的需要。

Description

扭转弹簧及其制备工艺
技术领域
本发明涉及弹性元器件，更具体地说，它涉及一种扭转弹簧及其制备工艺。
背景技术
扭簧的结构设计非常复杂，目前常用的扭簧整体结构包括圆柱状的扭簧本体及用于连接其他部件并承力的两个端部。其端部的扭臂结构形式可根据安装方法及安装条件等要求设计成不同的形式，具体的按照端部的结构，扭簧可分为外臂扭转弹簧、内壁扭转弹簧、中心臂扭转弹簧、平列双扭转弹簧、直臂扭转弹簧、单臂弯曲扭转弹簧或其他特殊形式。
扭簧均是圆柱形的钢丝条弯折而成，生活上，人们常应用扭簧在晾衣夹、柜门等家具合页处，实现在扭簧作用下达到复位合并的作用，而在工业的许多领域也常需要弹性件以提供弹性恢复力，例如应用在内燃机的进气路或排气路的开度增减的节流阀装置中使用的扭簧，在调节开度增减气路的大小的过程中，起到平衡自动调节的作用，但是常规的扭簧的扭矩以及提供的弹性回复力保持不变，标准生产的扭簧难以符合不同规格的节流阀的使用。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种扭转弹簧及其制备工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种扭转弹簧，包括呈一体结构的扭力部和位于扭力部两端的力臂部，所述扭力部呈螺旋结构，一个所述力臂部与扭力部的连接处设有朝向另一力臂部弯曲的弧形弯部，所述力臂部位于弧形弯部远离扭力部的一端与另一力臂部位于同一平面，相邻所述力臂部之间可拆卸连接有用于调节两力臂部之间张合程度的调节组件。
通过采用上述技术方案，设置力臂部和扭力部，在力臂部受到相互挤压的作用力时，扭力部发生形变而提供恢复的作用力，由于其中一力臂部向另一力臂部弯曲形成弧形弯部，使得两力臂部位于同一平面上，便于减小力臂之间的偏差，在对力臂部进行施力时，能使作用力作用在力臂部之间，减少分力的产生而损失，并且弧形弯部的设置，能使另一力臂部抵触弧形弯部，从而在节省扭簧用料的情况下，增大扭簧的扭矩作用力，并且两力臂部之间设置调节组件，能调节两力臂部之间的间距，即调节两力臂部之间的间距，从而调节力臂部之间的张合程度，实现能根据实际应用的需要，在同一规格的扭簧上进行调节，以满足不同作用力的需要。
本发明进一步设置为：所述调节组件包括与两力臂部相互卡接的勾部以及位于勾部之间的调节部，所述调节部呈“Ω”状。
通过采用上述技术方案，调节组件由勾部与两力臂部分别连接，并通过呈“Ω”形状的调节部，在欲调节两勾部之间的间距时，仅需通过夹钳对调节部的凸部进行夹紧或扩宽，从而实现对两力臂部之间的间距调节。
本发明进一步设置为：所述调节部上螺纹连接有贯穿调节部的凸部的调节螺杆，所述调节螺杆用于调节相邻勾部之间的间距。
通过采用上述技术方案，调节部上螺纹连接调节螺杆，能通过转动调节螺杆，能调节调节部处凸部的开口大小，进而能更加精准的调节两力臂部之间的间距大小
本发明进一步设置为：相邻所述力臂部相互背向的一侧设有凹陷形成若干间隔设置的弧形凹部，所述勾部转动且嵌于弧形凹部内。
通过采用上述技术方案，力臂部上形成的弧形凹部，能使勾部位于弧形凹部内时，能根据调节螺杆的转动以改变勾部与弧形凹部接触的部位，且能增大力臂部与勾部之间的连接强度，便于实现对两力臂部之间间距的调节
本发明进一步设置为：所述勾部包括嵌于弧形凹部内的端柱，所述端柱的一端与调节部呈一体结构，所述端柱远离调节部的一端设有位于力臂部另一侧的限位板，所述端柱的外周壁贴合弧形凹部的内表面。
通过采用上述技术方案，由于端柱呈圆柱状，与弧形凹部具有良好的接触面积，同时通过限位板位于力臂部的另一侧，能配合调节部实现勾部与力臂部的包围，增加力臂部与勾部之间的连接强度。
本发明进一步设置为：所述弧形弯部远离扭力部的一端抵于另一所述力臂部与扭力部的连接处。
通过采用上述技术方案，由于弧形弯部抵于另一力臂部与扭力部的连接处，能在两力臂部相互靠近时，能提高一端的阻尼力，从而在维持扭力部圈数一致时，提高扭簧提供的扭矩。
一种扭转弹簧的制备工艺，用于制备扭转弹簧，其制备步骤包括：
S1选材，选用碳素纤维钢材质的弹簧丝，其中碳元素的质量分数为0.45-1.00，锰成分含量的质量分数为0.5-1.2，硅成分含量的质量分数为0.1-0.3,；
S2修整，根据成品所需规格，将若干弹簧丝螺旋合股形成指定粗细，并经冷拉工艺进行修整，打磨形成弹簧原材；
S3卷簧，将弹簧原材经自动卷簧机进行卷簧形成一体结构的扭力部，并在扭力部的两端预留5-10cm的长度形成力臂部；
S4热处理去应力，以250-320℃的温度下进行回火操作，保温15-40min后，空冷冷却至室温；
S5弯制弧形弯部，将扭力部一端沿扭力部的螺距方向弯曲并抵于另一端部的旋拧方向的下方，弯折力臂部的端部；
S6冷压，通过冲压机在力臂部相互背向的一侧点压形成弧形凹部，并采用弹簧原材经冲压机冷压形成呈“Ω”形状的调节部，并通过打孔和攻丝工艺在调节部上形成螺孔；
S7冷弯、组装，在调节部的两端冷弯形成端柱，并在端柱的端面焊接碳钢材质的限位板，并将调节部自扭力部向力臂部位移，使端柱嵌至弧形凹部内；
S8热处理定型，将成型的扭簧重新加热进行热处理，弹簧在加热时以装炉方式进行热处理,并于淬入冷却方法进行定型；
S9质检电镀，检查表面是否有脱碳、裂纹以及弹簧的疲劳极限，然后于扭簧表面形成电镀层。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
设置力臂部和扭力部，在力臂部受到相互挤压的作用力时，扭力部发生形变而提供恢复的作用力，由于其中一力臂部向另一力臂部弯曲形成弧形弯部，使得两力臂部位于同一平面上，便于减小力臂之间的偏差，在对力臂部进行施力时，能使作用力作用在力臂部之间，减少分力的产生而损失，并且弧形弯部的设置，能使另一力臂部抵触弧形弯部，从而在节省扭簧用料的情况下，增大扭簧的扭矩作用力，并且两力臂部之间设置调节组件，能调节两力臂部之间的间距，即调节两力臂部之间的间距，从而调节力臂部之间的张合程度，实现能根据实际应用的需要，在同一规格的扭簧上进行调节，以满足不同作用力的需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中调节组件的结构示意图。
图中：1、扭力部；2、力臂部；3、弧形弯部；4、勾部；5、调节部；6、调节螺杆；7、弧形凹部；8、端柱；9、限位板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例一：一种扭转弹簧，如图1至图3所示，包括呈一体结构的扭力部1和位于扭力部1两端的力臂部2，扭力部1呈螺旋结构，一个力臂部2与扭力部1的连接处设有朝向另一力臂部2弯曲的弧形弯部3，弧形弯部3远离扭力部1的一端抵于另一力臂部2与扭力部1的连接处，力臂部2位于弧形弯部3远离扭力部1的一端与另一力臂部2位于同一平面，相邻力臂部2相互背向的一侧设有凹陷形成若干间隔设置的弧形凹部7，相邻力臂部2之间可拆卸连接有用于调节两力臂部2之间张合程度的调节组件。
如图3所示，调节组件包括与两力臂部2相互卡接的勾部4以及位于勾部4之间的调节部5，调节部5呈“Ω”状，并且调节部5上螺纹连接有贯穿调节部5的凸部的调节螺杆6，调节螺杆6用于调节相邻勾部4之间的间距，勾部4转动且嵌于弧形凹部7内，勾部4包括嵌于弧形凹部7内的端柱8，端柱8的一端与调节部5呈一体结构，端柱8远离调节部5的一端设有位于力臂部2另一侧的限位板9，端柱8的外周壁贴合弧形凹部7的内表面。
在本实施例中，扭簧的粗度为3.2～6.5mm，且扭力部1的圈数为1.5-1.8圈，扭力部1的螺距为0-0.5mm。
工作过程：设置力臂部2和扭力部1，在力臂部2受到相互挤压的作用力时，扭力部1发生形变而提供恢复的作用力，由于其中一力臂部2向另一力臂部2弯曲形成弧形弯部3，且弧形弯部3抵于另一力臂部2与扭力部1的连接处，能在两力臂部2相互靠近时，能提高一端的阻尼力，并且实现两力臂部2位于同一平面上，便于减小力臂之间的偏差，在对力臂部2进行施力时，能使作用力作用在力臂部2之间，减少分力的产生而减小作用力，并且弧形弯部3的设置，能使另一力臂部2抵触弧形弯部3，从而在节省扭簧用料的情况下，增大扭簧的扭矩作用力，并且两力臂部2之间设置调节组件，能调节两力臂部2之间的间距，即调节两力臂部2之间的间距，从而调节力臂部2之间的张合程度，实现能根据实际应用的需要，在同一规格的扭簧上进行调节，以满足不同作用力的需要。
并且，调节组件由勾部4与两力臂部2分别连接，并通过呈“Ω”形状的调节部5，在欲调节两勾部4之间的间距时，仅需通过夹钳对调节部5的凸部进行夹紧或扩宽，从而实现对两力臂部2之间的间距调节，更进一步通过调节部5上螺纹连接调节螺杆6，能通过转动调节螺杆6，能调节调节部5处凸部的开口大小，进而能更加精准的调节两力臂部2之间的间距大小。
力臂部2上形成的弧形凹部7，能使勾部4位于弧形凹部7内时，能根据调节螺杆6的转动以改变勾部4与弧形凹部7接触的部位，且能增大力臂部2与勾部4之间的连接强度，便于实现对两力臂部2之间间距的调节，由于端柱8呈圆柱状，与弧形凹部7具有良好的接触面积，同时通过限位板9位于力臂部2的另一侧，能配合调节部5实现勾部4与力臂部2的包围，增加力臂部2与勾部4之间的连接强度。
实施例二：一种扭转弹簧的制备工艺，用于制备扭转弹簧，其制备步骤包括：
S1选材，选用碳素纤维钢材质的弹簧丝，其中碳元素的质量分数为0.45-1.00，锰成分含量的质量分数为0.5-1.2，硅成分含量的质量分数为0.1-0.3,；
S2修整，根据成品所需规格，将若干弹簧丝螺旋合股形成指定粗细，并经冷拉工艺进行修整，打磨形成弹簧原材；
S3卷簧，将弹簧原材经自动卷簧机进行卷簧形成一体结构的扭力部1，并在扭力部1的两端预留5-10cm的长度形成力臂部2；
S4热处理去应力，以250-320℃的温度下进行回火操作，保温15-40min后，空冷冷却至室温；
S5弯制弧形弯部3，将扭力部1一端沿扭力部1的螺距方向弯曲并抵于另一端部的旋拧方向的下方，弯折力臂部2的端部；
S6冷压，通过冲压机在力臂部2相互背向的一侧点压形成弧形凹部7，并采用弹簧原材经冲压机冷压形成呈“Ω”形状的调节部5，并通过打孔和攻丝工艺在调节部5上形成螺孔；
S7冷弯、组装，在调节部5的两端冷弯形成端柱8，并在端柱8的端面焊接碳钢材质的限位板9，并将调节部5自扭力部1向力臂部2位移，使端柱8嵌至弧形凹部7内；
S8热处理定型，将成型的扭簧重新加热进行热处理，弹簧在加热时以装炉方式进行热处理,并于淬入冷却方法进行定型；
S9质检电镀，检查表面是否有脱碳、裂纹以及弹簧的疲劳极限，然后于扭簧表面形成电镀层。
以包辛格扭转试验法对经热处理定型后的产品进行测验，通过测定包辛格角ABT，实现对扭簧扭矩以及抗应力松弛性能的检测，若角越大，则抗应力松弛性能越好，且在使用时，调节部5一端的端柱8以及限位部位于任意力臂部2的一端，并限位部夹持力臂部2，且力臂部2的端部至端柱8的部分与外界的零部件连接，若扭簧位于零部件内部时，需零部件在注塑开模时，预留容纳调节部5以及端柱8、限位板9的放置腔，即可不妨碍扭簧的正常使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种扭转弹簧，其特征在于：包括呈一体结构的扭力部(1)和位于扭力部(1)两端的力臂部(2)，所述扭力部(1)呈螺旋结构，一个所述力臂部(2)与扭力部(1)的连接处设有朝向另一力臂部(2)弯曲的弧形弯部(3)，所述力臂部(2)位于弧形弯部(3)远离扭力部(1)的一端与另一力臂部(2)位于同一平面，相邻所述力臂部(2)之间可拆卸连接有用于调节两力臂部(2)之间张合程度的调节组件。
2.根据权利要求1所述的扭转弹簧，其特征在于：所述调节组件包括与两力臂部(2)相互卡接的勾部(4)以及位于勾部(4)之间的调节部(5)，所述调节部(5)呈“Ω”状。
3.根据权利要求2所述的扭转弹簧，其特征在于：所述调节部(5)上螺纹连接有贯穿调节部(5)的凸部的调节螺杆(6)，所述调节螺杆(6)用于调节相邻勾部(4)之间的间距。
4.根据权利要求2所述的扭转弹簧，其特征在于：相邻所述力臂部(2)相互背向的一侧设有凹陷形成若干间隔设置的弧形凹部(7)，所述勾部(4)转动且嵌于弧形凹部(7)内。
5.根据权利要求4所述的扭转弹簧，其特征在于：所述勾部(4)包括嵌于弧形凹部(7)内的端柱(8)，所述端柱(8)的一端与调节部(5)呈一体结构，所述端柱(8)远离调节部(5)的一端设有位于力臂部(2)另一侧的限位板(9)，所述端柱(8)的外周壁贴合弧形凹部(7)的内表面。
6.根据权利要求1所述的扭转弹簧，其特征在于：所述弧形弯部(3)远离扭力部(1)的一端抵于另一所述力臂部(2)与扭力部(1)的连接处。
7.一种扭转弹簧的制备工艺，用于制备如权利要求1-6任意一项的一种扭转弹簧，其特征在于：其制备步骤包括：
S1选材，选用碳素纤维钢材质的弹簧丝，其中碳元素的质量分数为0.45-1.00，锰成分含量的质量分数为0.5-1.2，硅成分含量的质量分数为0.1-0.3,；
S2修整，根据成品所需规格，将若干弹簧丝螺旋合股形成指定粗细，并经冷拉工艺进行修整，打磨形成弹簧原材；
S3卷簧，将弹簧原材经自动卷簧机进行卷簧形成一体结构的扭力部(1)，并在扭力部(1)的两端预留5-10cm的长度形成力臂部(2)；
S4热处理去应力，以250-320℃的温度下进行回火操作，保温15-40min后，空冷冷却至室温；
S5弯制弧形弯部(3)，将扭力部(1)一端沿扭力部(1)的螺距方向弯曲并抵于另一端部的旋拧方向的下方，弯折力臂部(2)的端部；
S6冷压，通过冲压机在力臂部(2)相互背向的一侧点压形成弧形凹部(7)，并采用弹簧原材经冲压机冷压形成呈“Ω”形状的调节部(5)，并通过打孔和攻丝工艺在调节部(5)上形成螺孔；
S7冷弯、组装，在调节部(5)的两端冷弯形成端柱(8)，并在端柱(8)的端面焊接碳钢材质的限位板(9)，并将调节部(5)自扭力部(1)向力臂部(2)位移，使端柱(8)嵌至弧形凹部(7)内；
S8热处理定型，将成型的扭簧重新加热进行热处理，弹簧在加热时以装炉方式进行热处理,并于淬入冷却方法进行定型；
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