螺旋初拉力弹簧加工方法

摘要

本发明提出了一种螺旋初拉力弹簧加工方法，该方法包括以下步骤：将预绕制螺旋弹簧钢丝绕制成螺旋形钢丝；然后通过第二次缠绕使钢丝的位相发生变化，从而形成圈与圈之间的并紧力。本发明提供的螺旋初拉力弹簧加工方法适用于任意截面钢丝弹簧的加工，且各圈的并紧力均匀性好。

权利要求

1.一种螺旋初拉力弹簧加工方法，其特征在于，包括以下步骤：将预绕制螺旋弹簧钢丝(1)绕制成螺旋形钢丝；

然后通过第二次缠绕使钢丝的位相发生变化，从而形成圈与圈之间的并紧力；

预绕制螺旋弹簧钢丝(1)经过二次绕制成绕制螺旋初拉力弹簧(7)，从预绕制螺旋弹簧钢丝(1)加工成终绕制螺旋初拉力弹簧(7)的过程中两端互换；

其中：

预绕制螺旋弹簧钢丝(1)的长度与终绕制螺旋初拉力弹簧(7)的关系为：f0＝K(L1+L2)K1....................................(关系式1)；

关系式1中，螺旋初拉力弹簧(7)的初拉力为f0，刚度系数为K，L1是终绕制螺旋初拉力弹簧(7)的长度，L2是预绕制螺旋弹簧钢丝(1)的长度，K1是弹簧钢丝在二次绕制过程中，弹簧轴向方向上的应力损耗系数；

其中，K1小于1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法适用于任意截面钢丝弹簧的加工。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：准备冷拉弹簧钢丝，将冷拉弹簧钢丝绕制成螺旋弹簧钢丝，然后进行回火稳定处理，得到预绕制螺旋弹簧钢丝(1)；

将芯轴(3)装夹在旋转机床卡盘(2)上，将钢丝挡块(4)安装在芯轴(3)上，将预绕制螺旋弹簧钢丝(1)套在辅助装置(5)上，将辅助装置(5)装夹到机床刀架(6)上，将预绕制螺旋弹簧钢丝(1)的一端固定在钢丝挡块(4)与芯轴(3)之间；

开启机床使旋转机床卡盘(2)按预定的旋转方向旋转，预绕制螺旋弹簧钢丝(1)缠绕在芯轴(3)上而被加工成终绕制螺旋初拉力弹簧(7)；

终绕制螺旋初拉力弹簧(7)圈与圈之间具有均匀的并紧力，在成品弹簧中表现为初拉力。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括：将终绕制螺旋初拉力弹簧(7)从芯轴(3)上取下。

说明书

螺旋初拉力弹簧加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及弹簧技术领域，尤其是涉及一种螺旋初拉力弹簧加工方法。

背景技术

[0002] 当前，螺旋初拉力弹簧的加工方法已经比较成熟，主要有并紧钢丝法和增加扭矩法。但现有的并紧钢丝法和增加扭矩法均只适用于圆柱截面钢丝弹簧的加工，局限性很大，
并且加工后的弹簧存在各个圈的并紧力不均匀的情况。无法用于精密度要求高的航空技术
领域。

发明内容

[0003] 鉴于此，为了解决现有技术中的至少一种技术问题，本发明提供了一种螺旋初拉力弹簧加工方法。该方法包括：

[0004] 将预绕制螺旋弹簧钢丝1绕制成螺旋形钢丝；然后通过第二次缠绕使钢丝的位相发生变化，从而形成圈与圈之间的并紧力。

[0005] 本发明提供一种螺旋初拉力弹簧加工方法，适用于任意截面钢丝弹簧的加工，且各圈的并紧力均匀性好。

附图说明

[0006] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本
领域的技术人员来讲，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他的附
图。

[0007] 图1为本发明一实施例的螺旋初拉力弹簧加工方法的预绕制螺旋弹簧钢丝示意图；

[0008] 图2是二次绕制示意图；

[0009] 图3是终绕制螺旋初拉力弹簧示意图；

[0010] 图4是螺旋初拉力弹簧加工方法的计算方法示意图。

[0011] 其中：1‑预绕制螺旋弹簧钢丝、2‑旋转机床卡盘、3‑芯轴、4‑钢丝挡块、5‑辅助装置、6‑机床刀架、7‑终绕制螺旋初拉力弹簧、L1‑终绕制螺旋初拉力弹簧7的长度、L2‑预绕制
螺旋弹簧钢丝1的长度、t1‑终绕制螺旋初拉力弹簧7的节距、t2‑预绕制螺旋弹簧钢丝1的节
距、D1‑终绕制螺旋初拉力弹簧7的直径、D2‑预绕制螺旋弹簧钢丝1的直径。

具体实施方式

[0012] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员
在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0013] 下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来
说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实
施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不
限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结
构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技
术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

[0014] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0015] 在一些实施例中，可以将冷拉弹簧钢丝绕制成螺旋形钢丝，然后通过第二次缠绕使钢丝的位相发生变化，从而形成圈与圈之间的并紧力。

[0016] 如图1、图2、图3所示：图1中的预绕制螺旋弹簧钢丝1经过图2的方法二次绕制成图3中的终绕制螺旋初拉力弹簧7，从预绕制螺旋弹簧钢丝1加工成终绕制螺旋初拉力弹簧7的
过程中a端和b端位置互换。

[0017] 本方法适用于任意截面钢丝弹簧的加工。

[0018] 预绕制螺旋弹簧钢丝1的旋向与终绕制螺旋初拉力弹簧7的旋向相反。

[0019] 如图4所示，可以预绕制螺旋弹簧钢丝1的长度与终绕制螺旋初拉力弹簧7的关系，设终绕制螺旋初拉力弹簧7的初拉力为f0，刚度系数为K，K即为胡克定律中的常数K，那么符
合以下公式：

[0020] f0＝K(L1+L2)K1…………………………(公式1)

[0021] 公式1中K1是弹簧钢丝在二次绕制过程中，弹簧轴向方向上的应力损耗系数，K1小于1。

[0022] K1的大小与预绕制螺旋弹簧钢丝1的直径、螺距有关。设预绕制螺旋弹簧钢丝1的直径D2、螺距t2，则：

[0023] K1＝f(D2，t2)…………………………(关系式2)

[0024] 预绕制螺旋弹簧钢丝1的直径D2越大，K1值越小；预绕制螺旋弹簧钢丝1的直径D2越小，K1值越大；预绕制螺旋弹簧钢丝1的螺距t2越大，K1值越小；预绕制螺旋弹簧钢丝1的
螺距t2越小，K1值越大。

[0025] 关系式2中L1是终绕制螺旋初拉力弹簧7的长度，L2是预绕制螺旋弹簧钢丝1的长度，因为无论如何绕制，弹簧钢丝的总长度是不变的，所以可以建立L1和L2的关系，可以由
L1推出L2。L2又与D2和t2有关：

[0026] L2＝f(D2，t2)…………………………(关系式3)

[0027] 至此，预绕制螺旋弹簧钢丝1与终绕制螺旋初拉力弹簧7的所有参数建立了完整的关系，任意给定D2或t2就可以进行推算。

[0028] 还可以推导出如下关系式：(推导过程不在此赘述)

[0029] f0＝n*K(t1+t2)K1…………………………(公式4)

[0030] 公式4中n为终绕制螺旋初拉力弹簧7的圈数。

[0031] 在实际生产中，终绕制螺旋初拉力弹簧7的所有参数都是已知的，所以可以根据公式(1)、(2)、(3)进行计算出预绕制螺旋弹簧钢丝1的D2、t2、L2参数；也可以根据公式(4)、
(2)进行计算出预绕制螺旋弹簧钢丝1的D2、t2、L2参数；两种途径的本质是一样的。

[0032] 实现步骤：

[0033] 第一步：计算，利用公式(1)和关系式(2)(3)，已知f0、K和L1，未知L2。而K1是个无单位的常数，所以任意给定D2或t2都可以进行推算。同理，利用公式(4)和关系式(2)也可进
行推算。

[0034] 第二步：试制，如果试制合格，那么按照固定D2和t2进行批量加工。如果试制不合格，可以按照关系式(2)的规律调整D2和t2，直至试制合格，再进行批量加工。

[0035] 试制及批量加工的操作步骤：

[0036] 第一步：准备冷拉弹簧钢丝，将冷拉弹簧钢丝绕制成螺旋弹簧钢丝，然后进行回火稳定处理，得到预绕制螺旋弹簧钢丝1；

[0037] 第二步：将芯轴3装夹在旋转机床卡盘2上，将钢丝挡块4安装在芯轴3上，将预绕制螺旋弹簧钢丝1套在辅助装置5上，将辅助装置5装夹到机床刀架6上，将预绕制螺旋弹簧钢
丝1的一端固定在钢丝挡块4与芯轴3之间，开启机床使旋转机床卡盘2按预定的旋转方向旋
转，预绕制螺旋弹簧钢丝1缠绕在芯轴3上而被加工成终绕制螺旋初拉力弹簧7，终绕制螺旋
初拉力弹簧7圈与圈之间具有均匀的并紧力，在成品弹簧中表现为初拉力；将终绕制螺旋初
拉力弹簧7从芯轴3上取下，进行后续加工处理即可。

[0038] 预绕制一个右旋初拉力为10牛顿的初拉力弹簧。

[0039] 第一步：计算，利用公式(1)和关系式(2)(3)，已知f0、K和L1，未知L2。而K1是个无单位的常数，所以任意给定D2或t2都可以进行推算。同理，利用公式(4)和关系式(2)也可进
行推算。

[0040] 第二步：试制，如果试制合格，那么按照固定D2和t2进行批量加工。如果试制不合格，可以按照关系式(2)的规律调整D2和t2，直至试制合格，再进行批量加工。

[0041] 第三步：批量加工，或调整D2和t2重试，直至试制合格。

[0042] 试制及批量加工的操作步骤：

[0043] 第一步：准备冷拉弹簧钢丝，将冷拉弹簧钢丝绕制成螺旋弹簧钢丝，然后进行回火稳定处理，得到预绕制螺旋弹簧钢丝1；

[0044] 第二步：将芯轴3装夹在旋转机床卡盘2上，将钢丝挡块4安装在芯轴3上，将预绕制螺旋弹簧钢丝1套在辅助装置5上，将辅助装置5装夹到机床刀架6上，将预绕制螺旋弹簧钢
丝1的一端固定在钢丝挡块4与芯轴3之间，开启机床使旋转机床卡盘2按预定的旋转方向旋
转，预绕制螺旋弹簧钢丝1缠绕在芯轴3上而被加工成终绕制螺旋初拉力弹簧7，终绕制螺旋
初拉力弹簧7圈与圈之间具有均匀的并紧力，在成品弹簧中表现为初拉力；将终绕制螺旋初
拉力弹簧7从芯轴3上取下，进行后续加工处理即可。

[0045] 需要说明的是，上述流程操作可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式，本领域的技术人员可以按实际需要将上述的操作步骤的顺序进行灵
活调整，或者将上述步骤进行灵活组合等操作。

[0046] 最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想
到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。