CN220372097U - 一种螺旋挡圈的制造装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种螺旋挡圈的制造装置，包括：四辊万能轧机组件，用于将圆丝线材进行多道次连续的轧制，制成扁丝状线材；轧辊校直组件，用于将扁丝状线材进行校直，生成校直扁丝线材；送线组件，用于将校直扁丝线材送入至下一个加工位置；绕制成形组件，用于将校直扁丝线材绕制为螺旋挡圈；热处理定型组件，用于对螺旋挡圈进行热处理定型，制成热定型螺旋挡圈。圆丝线材经过大变形连续轧制，线材内部组织均匀；经过校直、校平处理，可消除线材在运输存放过程的塑性变形；绕制成形组件实现校直扁丝线材的弯曲和导向，线材受力一致均匀，绕制尺寸精度高，表面质量好；经过热处理进行校形和定型，提高产品的硬度并稳定螺旋挡圈最终的形状尺寸。

Description

一种螺旋挡圈的制造装置

技术领域

本说明书涉及螺旋挡圈技术领域，具体涉及一种螺旋挡圈的制造装置。

背景技术

螺旋挡圈也称为螺旋弹性挡圈，由扁平金属丝线卷制而成，经热处理、表面处理，具有良好的弹性和韧性。分轴用和孔用、根据负荷不同分单圈、双圈及多圈，螺旋挡圈用于轴向定位。螺旋挡圈广泛应用于液压件装配、阀门、仪表、各种锁心组件、滚针轴承、皮带轮、连接器、快速接头及其他机械装配。

现有的螺旋挡圈制成技术主要采用板材直线分条，如图6所示，或者螺旋分条见图7所示，然后再在弯曲成形设备上进行绕制。同时，绕制成形设备一般较简单，如图8所示，通过绕制芯轴带动线材进行绕制成形，在绕制前未对线材进行校直以及整形处理，绕制过程中未提供张力(P1和P2为两个分条，A为分条的厚度)。

航空发动机用螺旋挡圈存在规格种类多、单台数量少、原材料成本高、产品质量不稳定及交付周期长等问题。由于批量较小企业内部往往直接在板材或棒材上取样，因此一般取样的线材会出现以下几个问题：(1)线材宽度及厚度方向尺寸偏差较大，并且在整个长度上不一致；(2)取样线材边部往往具有毛刺；此类线材加工的产品往往需要对其进行去毛刺处理，增加铣削工艺以使线材宽度或厚度方向尺寸一致，因此由于增加了成形工序，延长了加工周期，会在一定程度上提高生产成本，并且生产出的线材尺寸不稳定，成品率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种螺旋挡圈的制造装置，以达到加工尺寸精度高且稳定、材料组织均匀的螺旋挡圈的目的。

本说明书实施例提供以下技术方案：

一种螺旋挡圈的制造装置，包括：

依次设置在螺旋挡圈的制造过程中的四辊万能轧机组件、轧辊校直组件、送线组件、绕制成形组件和热处理定型组件；

四辊万能轧机组件，用于将圆丝线材进行多道次连续的轧制，制成扁丝状线材；

轧辊校直组件，用于将扁丝状线材进行校直，生成校直扁丝线材；

送线组件，用于将校直扁丝线材送入至下一个加工位置；

绕制成形组件，用于将校直扁丝线材绕制为螺旋挡圈；

热处理定型组件，用于对螺旋挡圈进行热处理定型，制成热定型螺旋挡圈。

进一步地，四辊万能轧机组件包括：

4组呈90度间隔设置的轧辊，4组轧辊中间构成空隙部；

圆丝线材穿过空隙部，空隙部的尺寸与扁丝状线材的尺寸一致。

进一步地，轧辊校直组件包括：

第一辊轮和扁丝状线材，多组第一辊轮均匀设置在扁丝状线材的加工方向的两侧。

进一步地，送线组件包括：

第二辊轮，多组第二辊轮均匀设置在校直扁丝线材的加工方向的两侧。

进一步地，绕制成形组件包括：

送料轧辊、送料芯模和弯曲模；

多组送料轧辊均匀设置在校直扁丝线材的加工方向的两侧；

送料轧辊的加工方向依次设置有送料芯模和弯曲模，其中，送料芯模用于将弯曲校直扁丝线材送入弯曲模中，弯曲模用于弯曲校直扁丝线材。

进一步地，热处理定型组件包括：

热处理定型模具和螺旋挡圈，多个热处理定型模具相互叠放，相邻两个热处理定型模具构成的空隙中放置螺旋挡圈；

热处理定型组件整体放置于真空热处理炉或者惰性气体氛围炉中。

进一步地，制造装置还包括两辊轧机，两辊轧机用于在将圆丝线材进行多道次连续的轧制之前，采用两辊轧机对圆丝线材进行多道次的预轧制。

进一步地，制造装置还包括圆丝拉拔设备，圆丝拉拔设备用于在预轧制前，将圆丝线材进行预加工。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

采用轧制的圆丝线材，由于圆丝线材经过大变形连续轧制，线材内部组织均匀；圆丝线材经过校直、校平处理，可消除线材在运输存放过程的塑性变形；绕制成形组件实现校直扁丝线材的弯曲和导向，在绕制成形过程中线材受力一致均匀，绕制尺寸精度高，且没有边部毛刺，表面质量好；最后，经过热处理进行校形和定型，提高产品的硬度并且稳定螺旋挡圈最终的形状尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例的四辊万能轧机组件结构示意图；

图2是本实用新型实施例的轧辊校直组件结构示意图；

图3是本实用新型实施例的送线组件结构示意图；

图4是本实用新型实施例的绕制成形组件的正视图及侧视图；

图5是本实用新型实施例的热处理定型组件结构示意图；

图6是现有技术中板材直线分条的示意图；

图7是现有技术中板材螺旋分条的示意图；

图8是现有技术中线材绕制成形示意图。

附图标记说明：1、四辊万能轧机组件；101、轧辊；102、圆丝线材；2、轧辊校直组件；201、第一辊轮；202、扁丝状线材；3、送线组件；301、第二辊轮；302、校直扁丝线材；4、绕制成形组件；401、送料轧辊；402、送料芯模；403、弯曲模；5、热处理定型组件；501、热处理定型模具；502、螺旋挡圈。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

本实用新型实施例的螺旋挡圈的制造装置包括：

依次设置在螺旋挡圈的制造过程中的四辊万能轧机组件1、轧辊校直组件2、送线组件3、绕制成形组件4和热处理定型组件5；

四辊万能轧机组件1，用于将圆丝线材102进行多道次连续的轧制，制成扁丝状线材202；

轧辊校直组件2，用于将扁丝状线材202进行校直，生成校直扁丝线材；

送线组件3，用于将校直扁丝线材302送入至加工位置；

绕制成形组件4，用于将校直扁丝线材302绕制为螺旋挡圈502；

热处理定型组件5，用于对螺旋挡圈502进行热处理定型，制成热定型螺旋挡圈。

如图1所示，四辊万能轧机组件1包括：4组呈90度间隔设置的轧辊101。4组轧辊101中间构成空隙部；圆丝线材102穿过空隙部，空隙部的尺寸与扁丝状线材的尺寸一致(即四个轧辊101相互交错形成圆丝线材102所需的尺寸)。四辊万能轧机组件1可以与两辊轧机及圆丝拉拔设备配合使用以提高生产效率和线材加工精度。多个四辊万能轧机组件1或搭配两辊轧机组成连轧机组，完成圆丝线材102的轧制，轧制过程中需要为圆丝线材102提供恒定张力。

如图2所示，轧辊校直组件2包括：第一辊轮201和扁丝状线材202。多组第一辊轮201均匀设置在扁丝状线材202的加工方向的两侧。

如图3所示，送线组件3包括：第二辊轮301。多组第二辊轮301均匀设置在校直扁丝线材的加工方向的两侧。

如图4所示，绕制成形组件4包括：送料轧辊401、送料芯模402和弯曲模403。多组送料轧辊401均匀设置在校直扁丝线材302的加工方向的两侧；送料轧辊401的加工方向依次设置有送料芯模402和弯曲模403，其中，送料芯模402用于将弯曲校直扁丝线材302送入弯曲模403中，弯曲模403用于弯曲校直扁丝线材302。

如图5所示，热处理定型组件5包括：

热处理定型模具501和螺旋挡圈502，多个热处理定型模具501相互叠放，相邻两个热处理定型模具501构成的空隙中放置一个螺旋挡圈502；热处理定型组件5整体放置于真空热处理炉或者惰性气体氛围炉中。

使用本实用新型实施例的制造装置生产螺旋挡圈包括如下步骤：

第一步、根据圆丝线材轧制所需的应变量需求选择圆丝线材102(圆形截面金属丝材)的规格，其中，圆丝线材的总应变量高于等于0.5。

具体的，根据所需产品材料以及尺寸规格选择合适的圆丝线材102规格，所需圆丝线材102经轧制以后需满足最终产品的尺寸需求，以及最终产品所需的硬度指标，此处要求圆丝线材102总的应变量一般不低于0.5。

第二步、将圆丝线材102进行多道次连续的轧制，制成扁丝状线材202；

具体的，制成扁丝状线材202需满足形状尺寸稳定均匀、以及微观组织及力学性能均匀，同时扁丝状线材202表面不允许出现肉眼可见的划伤。

具体的，多道次连续的轧制的过程中，最后一个道次的轧制需要使用四辊万能轧机组件1以保证扁丝状线材202的最终尺寸，前面几个道次可以使用四辊万能轧机组件1或两辊轧机进行粗轧压扁，当所选的圆丝线材102尺寸偏大时在轧制之前可以添加拉拔工序以减小圆丝线材的直径。无论是否使用，线材在加工过程中均需要保持恒定张力及导向。

具体的，圆丝线材102经连续轧制后可获得形状尺寸均匀，表面质量好，无毛刺的扁丝状线材202，不能采用在板材上直接分切的线材。

具体的，原材料为圆丝线材102，经过大变形连续轧制后可生产截面为矩形、梯形等异形线材。由于圆丝线材102经过大变形连续轧制，线材内部组织均匀，截面及长度方向上形状尺寸稳定，力学性能在截面以及长度方向上均一稳定，线材在绕制后受力均匀，尺寸一致性好。

第三步、使用轧辊校直组件2将扁丝状线材202进行校直，生成校直扁丝线材；

具体的，经多道次连续轧制后需对扁丝状线材202进行校直，生成校直扁丝线材。校直操作使得轧制的扁丝状线材202在整个长度上尺寸性能稳定，其中，在校直过程中需要避免第一辊轮201对扁丝状线材202表面造成划伤。螺旋挡圈502在绕制前对线材进行校直、校平处理，可消除线材在运输存放过程的塑性变形，更有利于满足螺旋挡圈对线形的形状尺寸要求。

第四步、利用送线组件3将校直扁丝线材送入至加工位置；

具体的，校直扁丝线材在一系列第二辊轮301的摩擦力作用下向前推进，在工作过程中同样需要保证校直扁丝线材不被弯曲变形，以及校直扁丝线材表面不被划伤。

第五步、使用绕制成形组件4并将校直扁丝线材绕制为螺旋弯曲线材，制成螺旋挡圈；

具体的，将轧制获得的校直扁丝线材，导入绕制成形组件4中，进行绕制。校直扁丝线材在一系列送料轧辊401的摩擦力作用下向前推进，并在弯曲模403的作用下线材发生弯曲。在绕制成形过程中需要解决的关键问题为绕制过程中回弹和起皱，其他问题有表面划伤，绕制成形后线材外圆厚度减薄，内圆厚度增厚从而导致整个螺旋挡圈的蝶形度较大，两层之间间隙超差。为了解决螺旋挡圈在绕制过程中的起皱问题，尤其是宽厚比较大的产品，需要严格控制送料芯模402模腔的尺寸以及送料芯模402的长度。在送料芯模402附近配有弯曲模403及导向轮和支撑轮，用以实现校直扁丝线材的弯曲和导向。其中，送料芯模402与弯曲模403之间的间距需要保持较低水平，当两者之间的间距较大时，在绕制过程中线材容易失稳翘曲。

第六步、对螺旋挡圈502进行热处理定型，制成热定型螺旋挡圈；

具体的，将绕制后的螺旋挡圈502放在热处理定型组件5中进行热处理。热处理采用真空热处理炉或者惰性气体氛围炉，热处理过程中严禁磕碰到螺旋挡圈502。

在绕制模具上设置回弹补偿并且同时通过最终热处理工艺进行校形，以解决回弹问题。另外，在绕制成形组件4上配有折弯模具和切断模具(上述两种模具未标注在图4中)，以及热处理定型模具501，实现螺旋挡圈的折弯、切断和最终的热处理定型。

由于作为原材料的圆丝线材102根据金属的品种分为不可时效热处理强化的金属线材和可时效热处理强化的金属线材，故，在进行热处理定型的时候：

不可时效热处理强化的金属线材在轧制变形后的硬度应满足最终产品的硬度需求，并且使用该类材料加工的螺旋挡圈需要在后续热处理工艺过程中进行热处理定型，以稳定产品最终尺寸；

可时效热处理强化的金属线材在轧制后除需满足形状尺寸及组织方面的要求外，无需对线材的硬度提出限制，此类金属需要在时效热处理过程中提高产品的硬度并且稳定螺旋挡圈502最终的形状尺寸。

在热处理过程中一般情况下热处理夹具与螺旋挡圈502材料使用不同，因此在加热过程中的热膨胀系数也不同，因此需要精确计算热处理夹具在热处理过程中的形状尺寸变化，并根据该结果调整热处理定型组件5与螺旋挡圈502的装配尺寸。

本实用新型实施例的有益效果：

采用轧制的圆丝线材，由于圆丝线材经过大变形连续轧制，线材内部组织均匀，截面及长度方向上形状尺寸稳定，力学性能在截面以及长度方向上均一稳定，尺寸精度高且稳定，材料组织均匀；圆丝线材经过校直、校平处理，可消除线材在运输存放过程的塑性变形，在整个长度上没有翘曲变形，更有利于满足螺旋挡圈对线形的形状尺寸要求；在绕制成形组件的送料芯模附近配有弯曲模以及导向轮和支撑轮，用以实现校直扁丝线材的弯曲和导向，在绕制成形过程中由于线材宽度与厚度在整个长度方向上均匀一致，并且组织均匀。在绕制成形过程中线材受力一致均匀，绕制尺寸精度高，且没有边部毛刺，表面质量好；最后，经过热处理进行校形和定型，提高产品的硬度并且稳定螺旋挡圈最终的形状尺寸。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，包括：

依次设置在所述螺旋挡圈的制造过程中的四辊万能轧机组件(1)、轧辊校直组件(2)、送线组件(3)、绕制成形组件(4)和热处理定型组件(5)；

四辊万能轧机组件(1)，用于将圆丝线材(102)进行多道次连续的轧制，制成扁丝状线材(202)；

轧辊校直组件(2)，用于将扁丝状线材(202)进行校直，生成校直扁丝线材(302)；

送线组件(3)，用于将校直扁丝线材(302)送入至下一个加工位置；

绕制成形组件(4)，用于将校直扁丝线材(302)绕制为螺旋挡圈(502)；

热处理定型组件(5)，用于对螺旋挡圈(502)进行热处理定型，制成热定型螺旋挡圈。

2.根据权利要求1所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，四辊万能轧机组件(1)包括：

4组呈90度间隔设置的轧辊(101)，4组轧辊(101)中间构成空隙部；

圆丝线材(102)穿过所述空隙部，所述空隙部的尺寸与扁丝状线材(202)的尺寸一致。

3.根据权利要求1所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，轧辊校直组件(2)包括：

第一辊轮(201)和扁丝状线材(202)，多组第一辊轮(201)均匀设置在扁丝状线材(202)的加工方向的两侧。

4.根据权利要求1所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，送线组件(3)包括：

第二辊轮(301)，多组第二辊轮(301)均匀设置在校直扁丝线材(302)的加工方向的两侧。

5.根据权利要求1所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，绕制成形组件(4)包括：

送料轧辊(401)、送料芯模(402)和弯曲模(403)；

多组送料轧辊(401)均匀设置在校直扁丝线材(302)的加工方向的两侧；

送料轧辊(401)沿加工方向依次设置有送料芯模(402)和弯曲模(403)，其中，送料芯模(402)用于将弯曲校直扁丝线材(302)送入弯曲模(403)中，弯曲模(403)用于弯曲校直扁丝线材(302)。

6.根据权利要求1所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，热处理定型组件(5)包括：

热处理定型模具(501)和螺旋挡圈(502)，多个热处理定型模具(501)相互叠放，相邻两个热处理定型模具(501)构成的空隙中放置螺旋挡圈(502)；

热处理定型组件(5)整体放置于真空热处理炉或者惰性气体氛围炉中。

7.根据权利要求1所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，所述制造装置还包括两辊轧机，所述两辊轧机用于在将所述圆丝线材进行多道次连续的轧制之前，采用所述两辊轧机对所述圆丝线材进行多道次的预轧制。

8.根据权利要求7所述的螺旋挡圈的制造装置，其特征在于，所述制造装置还包括圆丝拉拔设备，所述圆丝拉拔设备用于在所述预轧制前，将圆丝线材(102)进行预加工。