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弹簧垫圈的制造方法

阅读：704发布：2021-02-26

IPRDB可以提供弹簧垫圈的制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及弹簧垫圈的制造方法，该方法用硬度和韧性高的硬钢丝材料，经二面辊轮和四面辊轮的二次高精度异形压延成长方形或梯形断面，再经前加工工序和由三个滚轮构成的无轴向力作用的后加工工序，将硬钢丝卷绕成连续的线圈形，三个滚轮中的一个是驱动轮，两个是从动轮，在进行一个个弹簧垫圈的切制同时，使上述的连续的线圈状的弹簧垫圈毛坯做微小位移转动。最后进行发蓝热处理或电镀处理。，下面是弹簧垫圈的制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.弹簧垫圈的制造方法，包括，冷加工成异形、卷绕、切断、发蓝热处理与电镀，其特征在于：用硬度和韧性高的圆形断面的线状钢材进行二次高精度异形压延加工；由设有支承、保持卷绕成线圈状的连续的弹簧垫圈毛坯的外形的后加工工序进行卷绕加工；将边旋转的线圈状的连续的弹簧垫圈毛坯作一次切断。

2.根据权利要求1的弹簧垫圈的制造方法，其特征在于：高精度异形压延加工由二面辊轮加工部分和四面辊轮加工部分进行。

3.根据权利要求1的弹簧垫圈的制造方法，其特征在于：卷绕加工的后加工工序由用平行于线圈状的连续弹簧、垫圈毛坯送出方向的轴支承的且沿该毛坯外圆周面转动的一个驱动滚轮与两个从动滚轮来进行。

说明书全文

本发明与截面为矩形或者梯形的新式弹簧垫圈的制造方法有关。

以前，弹簧垫圈是用下述的方法制造，即用硬度低、韧性小的，例如含炭量高于0.60%的高炭钢丝，经软化退火处理，再用不同形状的模具反拔丝加工成所需要规格的软化的异形截面的钢丝，再将这种钢丝卷绕成线圈形状，并按1个螺距切断1个的方式将其切制成弹簧垫圈的毛坯，将这样制造弹簧垫圈毛坯进行连续地淬火、退火热处理加工，使其具有符合要求的标准值硬度，将其镀锌后再进行热烘除去镀锌时渗入的氢以便消除脆性。这样就制造出弹簧垫圈的最终产品。

然而，最近公开了一种简易的弹簧垫圈的制造方法，即用硬度高、韧性大的硬钢丝在适当的收缩率下，以冷加工的方式直接进行异形拔丝加工，再经卷绕，切断工序制成所要求形状的弹簧垫圈毛坯，用发兰热处理消除上述毛坯中的内应力，经电镀。这样就制造出所需要的弹簧垫圈。

而这种制造方法，在日本的特公昭56-3891号公报中虽然确认可以省略镀锌后的热烘处理工序的优点，可是在该公报中并没有公开怎样对硬度高、韧性大的硬钢丝进行拔丝加工，怎样进行异形加工，怎样进行卷绕加工，怎样进行切断加工。

所公开的只是把硬钢丝，即高炭钢丝作为原材料，对其进行铅浴淬火热处理加工和拔丝加工而得到产品，及关于铅浴淬火处理的具体的做法。

因此，就用硬度高、韧性大的弹簧垫圈的材料，即用硬钢丝制造弹簧垫圈的方法而言，目前，各个制造厂家正如比较保密地开发加工机械及转让这种机械。

可是，各种用途中使用的机械、工具，目前正趋向高级化、高精度化，因此产业界强烈地呼吁弹簧垫圈要高质量化、大量生产化及低成本化。

本发明的目的是为实现上述要求而提供一种不论是用硬钢丝，还是用不锈钢丝，磷青铜等各种原材料高效率、低成本、高精度地制造弹簧垫圈的方法。

本发明主要是用经铅浴淬火处理的高炭钢材料且经过拔丝而得到的硬钢丝，用不锈钢丝或者磷青铜等的硬度和韧性比较高的金属丝进行高精度异形压延加工，再进行卷绕成线圈形状的加工，再切断成一个一个的弹簧垫圈毛坯，然后用发兰热处理消除经上述一系列机械加工加工出的弹簧垫圈毛坯内的应力以及镀锌等的电镀处理。这样就能制造出所要求大小的弹簧垫圈。

高精度异形压延加工方法由二面辊轮压延加工部分和四面辊轮压延加工部分组合而成，首先将截面为圆形的钢丝原材料用二面辊轮加工成具有左右两侧面为扁平的钢丝引线，接着直接用四面辊轮高精度地压延拔丝加工出所要求的长方形或者梯形的截面形状。

卷绕加工方法，通常，在卷绕线圈的加工工序中备有由三个滚轮构成的支承机构，三个滚轮中，一个是驱动轮，其余的两个是从动轮，它们都压靠在卷绕的弹簧垫圈毛坯的外径上。尤其是用支承机构的三个滚轮夹紧驱动弹簧垫圈毛坯外径，当卷绕的弹簧垫圈毛坯被送出时，因为各滚轮用平行于被送出的弹簧垫圈毛坯的轴支承在弹簧垫圈毛坯的外周，并可自由转动，也能在连续卷绕弹簧垫圈毛坯的旋转方向上产生驱动力，而且当卷绕的弹簧垫圈毛坯被送出时不在被移动的弹簧垫圈毛坯的线圈状外径的夹紧处产生轴向力。这样就能制造出高精度的连续的线圈状弹簧垫圈毛坯。

切断加工方法，即将长长的线圈状的弹簧垫圈毛坯切断成一个一个的弹簧垫圈毛坯。为了防上弹簧垫圈切口的重合及其它的弹簧垫圈毛坯产生链锁，在切断过程中转动线圈状的弹簧垫圈毛坯移动切口的部位，以便在一个弹簧垫圈毛坯的两个切断面之间形成一定量的微小间隙。

将经过上述一系列机械加工方法而得到弹簧垫圈毛坯用常规发兰热处理消除其内应力，再镀锌。这样就能制造出大量的所要求的弹簧垫圈。

本发明的优点是高精度异形压延方法分成两次异形拔丝加工，所以适合冷加工，而且用四面辊轮能高精度高效率地加工长方形断面或者梯形断面。由于二面辊轮和四面辊轮的磨损小，所以减少更换辊轮的次数，因此操作性好;由于在卷绕经过异形拔丝的弹簧垫圈钢丝的加工方法中，将顺序拼紧卷绕出的线圈状弹簧垫圈毛坯用三个滚轮支承并送出，因此没有轴向力作用在上述的弹簧垫圈毛坯上，不必担忧弹簧垫圈毛坯外表面被损伤，所以能保证产品质量高;由于在切断方法中，每切一个弹簧垫圈毛坯就要将长长的线圈状弹簧垫圈毛坯做一次微小的移位转动，所以能在一个弹簧垫圈的两个切断面之间形成微小间隙，从而避免了切口的重合及与其它弹簧垫圈毛坯产生链锁。经低温发兰热处理就能制造出高精度的弹簧垫圈。

附图表示本发明的新式弹簧垫圈制造方法的一个实施例。

图1是高精度异形压延方法的具体构成的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的两个辊轮加工部分的主视图。

图4是图1的四个辊轮加工部分的主视图。

图5中的（a）、（b）、（c）分别表示图1的压延方法的异形拔丝三个阶段的弹簧垫圈钢丝的断面的放大图。

图6是卷绕加工方法的关键部分的剖视图。

图7是图6中关键部分的放大图。

图8是具体的切断方法的关键部分的主视图。

图9是图8的左视图。

图10中的（a），（b），（c）表示切断加工部位的放大图，（a）是不带上成型刀的视图，（b）是带上成型刀的视图，（c）是侧视图。

图11中的（a）是下成型刀的主视图，（b）是仰视图，（c）是侧视图。

图12中的（a）是上成型刀的主视图，（b）是仰视图，（c）是侧视图。

下面，结合附图说明本发明的一个实施例。

首先，说明用能作为弹簧垫圈原材料的硬钢丝的制造工序。

将含炭量高于0.60%的高炭钢丝进行铅浴淬火处理，即加热到钢的变态点A3（约1000℃左右），然后再用500℃-550℃的流化床或者铅浴，盐浴进行强制冷却产生索氏体组织，再经拔丝加工制成圆形断面的所要求直径的弹簧垫圈钢丝a。

这种弹簧垫圈钢丝就是所谓的硬钢丝，可根据弹簧垫圈的宽度、厚度尺寸确定硬钢丝的直径。

其次，结合图1或者图5的实施例来说明高精度异形压延方法。

在拔丝机基体1上，在同一加工中心直线上并列地安装二面辊轮加工部分2和四面辊轮加工部分3，驱动的卷绕毂4安装在两组辊轮加工部分2和3加工中心线的延长线上，并毂4的外圆与上述延长线相切。

该毂4能将已卷绕的弹簧垫圈钢丝a2向下移动送进，使其卷绕在邻近的旋架5上。

二面辊轮加工部分2的一对辊轮2a，2a之间的相对间隙是可以自由调整的。使由上述二面辊轮加工部分2轧扁的弹簧垫圈的钢丝a1通过由四面辊轮加工部分3的辊轮3a，3b，3c，3d互相邻接形成的长方形孔或者梯形孔就可以拔丝加工出所要求的断面形状的弹簧垫圈的钢丝a2。

现在参照图5说明异形拔丝过程。图中（a），（b），（c）表示弹簧垫圈的钢丝a在连续拔丝过程中各阶段的该钢丝变化的断面图形的放大图（a）表示的是断面为圆形的直径为1.05毫米的弹簧垫圈的钢丝a，（b）表示的是经二面辊轮加工部分2轧扁拔丝加工的弹簧垫圈的钢丝a1的断面，其长为1.15毫米，宽为0.85毫米，（c）表示的是经四面辊轮加工部分3异形拔丝成梯形断面的弹簧垫圈的钢丝a2的断面图，其高为1.18毫米，最大宽为0.77毫米，中部宽为0.70毫米。并且（a），（b），（c）各断面的面积值分别为0.87平方毫米、0.82平方毫米、0.79平方毫米。从（a）的圆形断面一次异形加工成（c）的梯形断面的断面减小率为8.9%，而从（a）到（b），再从（b）到（c）经二次异形加工，其断面减小率分别为4.97%，4.13%。这与从（a）到（c）的一次加工相比，四面辊轮的负荷减少了一半，所以辊轮很少出现过载损坏或者疲劳损坏。而且，与一次加工相比，二次加工的加工速度也可以设计得快。

图中，符号6表示电动机，符号7、8表示旋转轴，适当地选定电动机6的转述，减速旋转上述的卷绕毂4的转速可以将弹簧垫圈的钢丝a的线速度控制在最佳状态。

现在，参照图6和图7说明卷绕成线圈状的卷绕加工方法。

将弹簧垫圈的钢丝a2卷绕成线圈的加工方法，虽然开发出各种方案，但卷成线圈的加工中本发明包括前加工工序（Ⅰ）和后加工工序（Ⅱ）。

即，在前加工工序（Ⅰ），为了制成有所要求的内径的弹簧垫圈毛坯，将直线状的弹簧垫圈的钢丝A卷绕在转动的卷绕轴9上，在后加工工序（Ⅱ）对应卷绕轴9的旋转，夹住卷成线圈状的连续的弹簧垫圈毛坯AO的外径，消除不适合的作用力实现连续的卷绕加工。

在本发明中，前加工工序（Ⅰ），没必要进行特殊的规定，可以包括公知的所有作业工序，然而最大的特征是在后加工工序中备有能彻底消除轴向方向的不适合的力的机构。

所谓后加工工序就是在连续加工送出的连续的线圈状的弹簧垫圈毛坯AO的外周设置三个辊轮10，11，11，它们的旋转轴的方向与AO的轴向方向相同，使线圈状的弹簧垫圈AO边旋转边穿过由三个辊轮10，11，11形成的导孔。三个辊轮与AO的外表接触，并且使其旋转。

而且，将三个辊轮10，11，11中的一个辊轮10做成驱动辊轮，其余的两个11，做成导向滚轮为好，这在理论上可以不产生轴负荷，能提高加工精度。

以下说明前加工工序的图示结构及作用，仅供参考。

沿着卷绕轴9设置压辊12，将要卷绕的弹簧垫圈的钢丝a2的一端的小部分卷绕在卷绕轴9的前端，开动驱动电机使卷绕轴9旋转。

在卷绕轴9处与其转动联动转动的呈倾斜设置的推出轴13，将卷绕在卷绕轴9上的连续的线圈状的弹簧垫圈毛坯AO沿着卷绕轴9推送到上述的后加工工序（Ⅱ）一侧，再由工序（Ⅱ）引导送出。这样就制造出连续的线圈状的弹簧垫圈毛坯AO。

关于上述的前加工工序（Ⅰ），已经在中国专利8510616（申请日为1985年8月15日）中，以图3和图4表示其构成。

以下结合图8至图12说明切制每一个弹簧垫圈毛坯的方法。

象图表示的那样，在上下运动的上成型刀14的下端固定着用钼钢、高速钢等高韧性的特殊钢制成的切断刀片15，用它一个一个地切断，这时刀片15应于固定的下成型刀16的突起部位17配合。这样就能用线圈状的连续的弹簧垫圈毛坯AO加工出单个弹簧垫圈毛坯。

即将长长的连续的弹簧垫圈毛坯AO的一端穿过一对引导支承的滚轮18，19之间的间隙，将摆杆20的靠近支承滚轮18，19的部位用连杆22和支承上述的上成型刀14的上下滑动体21活动连接，将随着与上、下滑动体21的上下滑动连动的摆杆20的前后移动，用切断刀片15将穿过滚轮18，19之间的弹簧垫圈毛坯AO切断，这时下成型刀16的突起部位17应靠紧弹簧垫圈毛坯AO。这样就能进行准确的切断。

在滚轮18，19之中，滚轮19各有棘轮机构23，它只能单向旋转，因此它能送出线圈状的弹簧垫圈毛坯AO。

长长的连续的线圈状的弹簧垫圈毛坯AO被收容在图8左侧没有画出的旋转筒内，并被转动，而这种转动可以使被切断的部位产生微小的位移，即将弹簧垫圈毛坯AO按图10中的（a），（b）所表示的箭头方向转动，这样就能在一个弹簧垫圈的两个切断面之间形成微小的间隙。

上述的下成型刀16，应根据连续的线圈状的弹簧垫圈毛坯AO的直径的大小备有各种大小的圆柱体，其上除具有突起部分17之外，还应备有与上成型刀14的切断刀片15配合的切削沟24。

因此，用上述那样的结构和工艺组成的切断方法能制造出一个个高精度的弹簧垫圈毛坯。

由于制造出的一个个弹簧垫圈毛坯有内应力，所以要用发兰热处理消除这种内应力，就这样，或者再进行镀锌等化学电镀就制造出弹簧垫圈的最终产品。

象上述那样，对于施行电镀等化学处理的弹簧垫圈，应考虑到所谓的电镀脆性问题，不过，象本发明这样，用金属组织极其细密的硬钢丝材料制造弹簧垫圈，至少在日本和欧美的弹簧垫圈加工工业的标准中，即使省略除脆性的热处理，弹簧垫圈也能具有充分的适用性能，这是很显然的。

标题	发布/更新时间	阅读量
垫圈-专利编号CN110894900A	2020-05-12	822
垫圈-专利编号CN110168262A	2020-05-11	223
垫圈-专利编号CN102797913B	2020-05-13	443
垫圈-专利编号CN1884874A	2020-05-13	584
垫圈-专利编号CN106321649A	2020-05-12	815
垫圈-专利编号CN111006017A	2020-05-12	478
垫圈-专利编号CN102797913A	2020-05-11	529
垫圈-专利编号CN100390444C	2020-05-11	189
垫圈-专利编号CN100439002C	2020-05-11	683
垫圈-专利编号CN101213390A	2020-05-13	1023

弹簧垫圈的制造方法

本发明与截面为矩形或者梯形的新式弹簧垫圈的制造方法有关。

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