專利名稱：彈簧墊圈的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與截面為矩形或者梯形的新式彈簧墊圈的制造方法有關(guān)。
以前，彈簧墊圈是用下述的方法制造，即用硬度低、韌性小的，例如含炭量高于0.60%的高炭鋼絲，經(jīng)軟化退火處理，再用不同形狀的模具反拔絲加工成所需要規(guī)格的軟化的異形截面的鋼絲，再將這種鋼絲卷繞成線圈形狀，并按1個(gè)螺距切斷1個(gè)的方式將其切制成彈簧墊圈的毛坯，將這樣制造彈簧墊圈毛坯進(jìn)行連續(xù)地淬火、退火熱處理加工，使其具有符合要求的標(biāo)準(zhǔn)值硬度，將其鍍鋅后再進(jìn)行熱烘除去鍍鋅時(shí)滲入的氫以便消除脆性。這樣就制造出彈簧墊圈的最終產(chǎn)品。
然而，最近公開了一種簡(jiǎn)易的彈簧墊圈的制造方法，即用硬度高、韌性大的硬鋼絲在適當(dāng)?shù)氖湛s率下，以冷加工的方式直接進(jìn)行異形拔絲加工，再經(jīng)卷繞，切斷工序制成所要求形狀的彈簧墊圈毛坯，用發(fā)蘭熱處理消除上述毛坯中的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)電鍍。這樣就制造出所需要的彈簧墊圈。
而這種制造方法，在日本的特公昭56-3891號(hào)公報(bào)中雖然確認(rèn)可以省略鍍鋅后的熱烘處理工序的優(yōu)點(diǎn)，可是在該公報(bào)中并沒有公開怎樣對(duì)硬度高、韌性大的硬鋼絲進(jìn)行拔絲加工，怎樣進(jìn)行異形加工，怎樣進(jìn)行卷繞加工，怎樣進(jìn)行切斷加工。
所公開的只是把硬鋼絲，即高炭鋼絲作為原材料，對(duì)其進(jìn)行鉛浴淬火熱處理加工和拔絲加工而得到產(chǎn)品，及關(guān)于鉛浴淬火處理的具體的做法。
因此，就用硬度高、韌性大的彈簧墊圈的材料，即用硬鋼絲制造彈簧墊圈的方法而言，目前，各個(gè)制造廠家正如比較保密地開發(fā)加工機(jī)械及轉(zhuǎn)讓這種機(jī)械。
可是，各種用途中使用的機(jī)械、工具，目前正趨向高級(jí)化、高精度化，因此產(chǎn)業(yè)界強(qiáng)烈地呼吁彈簧墊圈要高質(zhì)量化、大量生產(chǎn)化及低成本化。
本發(fā)明的目的是為實(shí)現(xiàn)上述要求而提供一種不論是用硬鋼絲，還是用不銹鋼絲，磷青銅等各種原材料高效率、低成本、高精度地制造彈簧墊圈的方法。
本發(fā)明主要是用經(jīng)鉛浴淬火處理的高炭鋼材料且經(jīng)過拔絲而得到的硬鋼絲，用不銹鋼絲或者磷青銅等的硬度和韌性比較高的金屬絲進(jìn)行高精度異形壓延加工，再進(jìn)行卷繞成線圈形狀的加工，再切斷成一個(gè)一個(gè)的彈簧墊圈毛坯，然后用發(fā)蘭熱處理消除經(jīng)上述一系列機(jī)械加工加工出的彈簧墊圈毛坯內(nèi)的應(yīng)力以及鍍鋅等的電鍍處理。這樣就能制造出所要求大小的彈簧墊圈。
高精度異形壓延加工方法由二面輥輪壓延加工部分和四面輥輪壓延加工部分組合而成，首先將截面為圓形的鋼絲原材料用二面輥輪加工成具有左右兩側(cè)面為扁平的鋼絲引線，接著直接用四面輥輪高精度地壓延拔絲加工出所要求的長方形或者梯形的截面形狀。
卷繞加工方法，通常，在卷繞線圈的加工工序中備有由三個(gè)滾輪構(gòu)成的支承機(jī)構(gòu)，三個(gè)滾輪中，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)輪，其余的兩個(gè)是從動(dòng)輪，它們都?jí)嚎吭诰砝@的彈簧墊圈毛坯的外徑上。尤其是用支承機(jī)構(gòu)的三個(gè)滾輪夾緊驅(qū)動(dòng)彈簧墊圈毛坯外徑，當(dāng)卷繞的彈簧墊圈毛坯被送出時(shí)，因?yàn)楦鳚L輪用平行于被送出的彈簧墊圈毛坯的軸支承在彈簧墊圈毛坯的外周，并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，也能在連續(xù)卷繞彈簧墊圈毛坯的旋轉(zhuǎn)方向上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，而且當(dāng)卷繞的彈簧墊圈毛坯被送出時(shí)不在被移動(dòng)的彈簧墊圈毛坯的線圈狀外徑的夾緊處產(chǎn)生軸向力。這樣就能制造出高精度的連續(xù)的線圈狀彈簧墊圈毛坯。
切斷加工方法，即將長長的線圈狀的彈簧墊圈毛坯切斷成一個(gè)一個(gè)的彈簧墊圈毛坯。為了防上彈簧墊圈切口的重合及其它的彈簧墊圈毛坯產(chǎn)生鏈鎖，在切斷過程中轉(zhuǎn)動(dòng)線圈狀的彈簧墊圈毛坯移動(dòng)切口的部位，以便在一個(gè)彈簧墊圈毛坯的兩個(gè)切斷面之間形成一定量的微小間隙。
將經(jīng)過上述一系列機(jī)械加工方法而得到彈簧墊圈毛坯用常規(guī)發(fā)蘭熱處理消除其內(nèi)應(yīng)力，再鍍鋅。這樣就能制造出大量的所要求的彈簧墊圈。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是高精度異形壓延方法分成兩次異形拔絲加工，所以適合冷加工，而且用四面輥輪能高精度高效率地加工長方形斷面或者梯形斷面。由于二面輥輪和四面輥輪的磨損小，所以減少更換輥輪的次數(shù)，因此操作性好;由于在卷繞經(jīng)過異形拔絲的彈簧墊圈鋼絲的加工方法中，將順序拼緊卷繞出的線圈狀彈簧墊圈毛坯用三個(gè)滾輪支承并送出，因此沒有軸向力作用在上述的彈簧墊圈毛坯上，不必?fù)?dān)憂彈簧墊圈毛坯外表面被損傷，所以能保證產(chǎn)品質(zhì)量高;由于在切斷方法中，每切一個(gè)彈簧墊圈毛坯就要將長長的線圈狀彈簧墊圈毛坯做一次微小的移位轉(zhuǎn)動(dòng)，所以能在一個(gè)彈簧墊圈的兩個(gè)切斷面之間形成微小間隙，從而避免了切口的重合及與其它彈簧墊圈毛坯產(chǎn)生鏈鎖。經(jīng)低溫發(fā)蘭熱處理就能制造出高精度的彈簧墊圈。
附圖表示本發(fā)明的新式彈簧墊圈制造方法的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是高精度異形壓延方法的具體構(gòu)成的主視圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是圖1的兩個(gè)輥輪加工部分的主視圖。
圖4是圖1的四個(gè)輥輪加工部分的主視圖。
圖5中的(a)、(b)、(c)分別表示圖1的壓延方法的異形拔絲三個(gè)階段的彈簧墊圈鋼絲的斷面的放大圖。
圖6是卷繞加工方法的關(guān)鍵部分的剖視圖。
圖7是圖6中關(guān)鍵部分的放大圖。
圖8是具體的切斷方法的關(guān)鍵部分的主視圖。
圖9是圖8的左視圖。
圖10中的(a)，(b)，(c)表示切斷加工部位的放大圖，(a)是不帶上成型刀的視圖，(b)是帶上成型刀的視圖，(c)是側(cè)視圖。
圖11中的(a)是下成型刀的主視圖，(b)是仰視圖，(c)是側(cè)視圖。
圖12中的(a)是上成型刀的主視圖，(b)是仰視圖，(c)是側(cè)視圖。
下面，結(jié)合
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
首先，說明用能作為彈簧墊圈原材料的硬鋼絲的制造工序。
將含炭量高于0.60%的高炭鋼絲進(jìn)行鉛浴淬火處理，即加熱到鋼的變態(tài)點(diǎn)A3(約1000℃左右)，然后再用500℃-550℃的流化床或者鉛浴，鹽浴進(jìn)行強(qiáng)制冷卻產(chǎn)生索氏體組織，再經(jīng)拔絲加工制成圓形斷面的所要求直徑的彈簧墊圈鋼絲a。
這種彈簧墊圈鋼絲就是所謂的硬鋼絲，可根據(jù)彈簧墊圈的寬度、厚度尺寸確定硬鋼絲的直徑。
其次，結(jié)合圖1或者圖5的實(shí)施例來說明高精度異形壓延方法。
在拔絲機(jī)基體1上，在同一加工中心直線上并列地安裝二面輥輪加工部分2和四面輥輪加工部分3，驅(qū)動(dòng)的卷繞轂4安裝在兩組輥輪加工部分2和3加工中心線的延長線上，并轂4的外圓與上述延長線相切。
該轂4能將已卷繞的彈簧墊圈鋼絲a2向下移動(dòng)送進(jìn)，使其卷繞在鄰近的旋架5上。
二面輥輪加工部分2的一對(duì)輥輪2a，2a之間的相對(duì)間隙是可以自由調(diào)整的。使由上述二面輥輪加工部分2軋扁的彈簧墊圈的鋼絲a1通過由四面輥輪加工部分3的輥輪3a，3b，3c，3d互相鄰接形成的長方形孔或者梯形孔就可以拔絲加工出所要求的斷面形狀的彈簧墊圈的鋼絲a2。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5說明異形拔絲過程。圖中(a)，(b)，(c)表示彈簧墊圈的鋼絲a在連續(xù)拔絲過程中各階段的該鋼絲變化的斷面圖形的放大圖(a)表示的是斷面為圓形的直徑為1.05毫米的彈簧墊圈的鋼絲a，(b)表示的是經(jīng)二面輥輪加工部分2軋扁拔絲加工的彈簧墊圈的鋼絲a1的斷面，其長為1.15毫米，寬為0.85毫米，(c)表示的是經(jīng)四面輥輪加工部分3異形拔絲成梯形斷面的彈簧墊圈的鋼絲a2的斷面圖，其高為1.18毫米，最大寬為0.77毫米，中部寬為0.70毫米。并且(a)，(b)，(c)各斷面的面積值分別為0.87平方毫米、0.82平方毫米、0.79平方毫米。從(a)的圓形斷面一次異形加工成(c)的梯形斷面的斷面減小率為8.9%，而從(a)到(b)，再從(b)到(c)經(jīng)二次異形加工，其斷面減小率分別為4.97%，4.13%。這與從(a)到(c)的一次加工相比，四面輥輪的負(fù)荷減少了一半，所以輥輪很少出現(xiàn)過載損壞或者疲勞損壞。而且，與一次加工相比，二次加工的加工速度也可以設(shè)計(jì)的快。
圖中，符號(hào)6表示電動(dòng)機(jī)，符號(hào)7、8表示旋轉(zhuǎn)軸，適當(dāng)?shù)剡x定電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)述，減速旋轉(zhuǎn)上述的卷繞轂4的轉(zhuǎn)速可以將彈簧墊圈的鋼絲a的線速度控制在最佳狀態(tài)。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D6和圖7說明卷繞成線圈狀的卷繞加工方法。
將彈簧墊圈的鋼絲a2卷繞成線圈的加工方法，雖然開發(fā)出各種方案，但卷成線圈的加工中本發(fā)明包括前加工工序(Ⅰ)和后加工工序(Ⅱ)。
即，在前加工工序(Ⅰ)，為了制成有所要求的內(nèi)徑的彈簧墊圈毛坯，將直線狀的彈簧墊圈的鋼絲A卷繞在轉(zhuǎn)動(dòng)的卷繞軸9上，在后加工工序(Ⅱ)對(duì)應(yīng)卷繞軸9的旋轉(zhuǎn)，夾住卷成線圈狀的連續(xù)的彈簧墊圈毛坯A0的外徑，消除不適合的作用力實(shí)現(xiàn)連續(xù)的卷繞加工。
在本發(fā)明中，前加工工序(Ⅰ)，沒必要進(jìn)行特殊的規(guī)定，可以包括公知的所有作業(yè)工序，然而最大的特征是在后加工工序中備有能徹底消除軸向方向的不適合的力的機(jī)構(gòu)。
所謂后加工工序就是在連續(xù)加工送出的連續(xù)的線圈狀的彈簧墊圈毛坯A0的外周設(shè)置三個(gè)輥輪10，11，11，它們的旋轉(zhuǎn)軸的方向與A0的軸向方向相同，使線圈狀的彈簧墊圈A0邊旋轉(zhuǎn)邊穿過由三個(gè)輥輪10，11，11形成的導(dǎo)孔。三個(gè)輥輪與A0的處表接觸，并且使其旋轉(zhuǎn)。
而且，將三個(gè)輥輪10，11，11中的一個(gè)輥輪10做成驅(qū)動(dòng)輥輪，其余的兩個(gè)11，做成導(dǎo)向滾輪為好，這在理論上可以不產(chǎn)生軸負(fù)荷，能提高加工精度。
以下說明前加工工序的圖示結(jié)構(gòu)及作用，僅供參考。
沿著卷繞軸9設(shè)置壓輥12，將要卷繞的彈簧墊圈的鋼絲a2的一端的小部分卷繞在卷繞軸9的前端，開動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使卷繞軸9旋轉(zhuǎn)。
在卷繞軸9處與其轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的呈傾斜設(shè)置的推出軸13，將卷繞在卷繞軸9上的連續(xù)的線圈狀的彈簧墊圈毛坯A0沿著卷繞軸9推送到上述的后加工工序(Ⅱ)一側(cè)，再由工序(Ⅱ)引導(dǎo)送出。這樣就制造出連續(xù)的線圈狀的彈簧墊圈毛坯A0。
關(guān)于上述的前加工工序(Ⅰ)，已經(jīng)在中國專利8510616(申請(qǐng)日為1985年8月15日)中，以圖3和圖4表示其構(gòu)成。
以下結(jié)合圖8或圖12說明切制每一個(gè)彈簧墊圈毛坯的方法。
象圖表示的那樣，在上下運(yùn)動(dòng)的上成型刀14的下端固定著用鉬鋼、高速鋼等高韌性的特殊鋼制成的切斷刀片15，用它一個(gè)一個(gè)地切斷，這時(shí)刀片15應(yīng)于固定的下成型刀16的突起部位17配合。這樣就能用線圈狀的連續(xù)的彈簧墊圈毛坯A0加工出單個(gè)彈簧墊圈毛坯。
即將長長的連續(xù)的彈簧墊圈毛坯A0的一端穿過一對(duì)引導(dǎo)支承的滾輪18，19之間的間隙，將擺桿20的靠近支承滾輪18，19的部位用連桿22和支承上述的上成型刀14的上下滑動(dòng)體21活動(dòng)連接，將隨著與上、下滑動(dòng)體21的上下滑動(dòng)連動(dòng)的擺桿20的前后移動(dòng)，用切斷刀片15將穿過滾輪18，19之間的彈簧墊圈毛坯A0切斷，這時(shí)下成型刀16的突起部位17應(yīng)靠緊彈簧墊圈毛坯A0。這樣就能進(jìn)行準(zhǔn)確的切斷。
在滾輪18，19之中，滾輪19各有棘輪機(jī)構(gòu)23，它只能單向旋轉(zhuǎn)，因此它能送出線圈狀的彈簧墊圈毛坯A0。
長長的連續(xù)的線圈狀的彈簧墊圈毛坯A0被收容在圖8左側(cè)沒有畫出的旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)，并被轉(zhuǎn)動(dòng)，而這種轉(zhuǎn)動(dòng)可以使被切斷的部位產(chǎn)生微小的位移，即將彈簧墊圈毛坯A0按圖10中的(a)，(b)所表示的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就能在一個(gè)彈簧墊圈的兩個(gè)切斷面之間形成微小的間隙。
上述的下成型刀16，應(yīng)根據(jù)連續(xù)的線圈狀的彈簧墊圈毛坯A0的直徑的大小備有各種大小的圓柱體，其上除具有突起部分17之外，還應(yīng)備有與上成型刀14的切斷刀片15配合的切削溝24。
因此，用上述那樣的結(jié)構(gòu)和工藝組成的切斷方法能制造出一個(gè)個(gè)高精度的彈簧墊圈毛坯。
由于制造出的一個(gè)個(gè)彈簧墊圈毛坯有內(nèi)應(yīng)力，所以要用發(fā)蘭熱處理消除這種內(nèi)應(yīng)力，就這樣，或者再進(jìn)行鍍鋅等化學(xué)電鍍就制造出彈簧墊圈的最終產(chǎn)品。
象上述那樣，對(duì)于施行電鍍等化學(xué)處理的彈簧墊圈，應(yīng)考慮到所謂的電度脆性問題，不過，象本發(fā)明這樣，用金屬組織極其細(xì)密的硬鋼絲材料制造彈簧墊圈，至少在日本和歐美的彈簧墊圈加工工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)中，即使省略除脆性的熱處理，彈簧墊圈也能具有充分的適用性能，這是很顯然的。
權(quán)利要求
1.彈簧墊圈的制造方法，其特征在于該方法包括用硬度和韌性高的圓形斷面的線狀鋼材經(jīng)二次高精度異形壓延加工的方法；經(jīng)前加工工序和設(shè)有支承、保持卷繞成線圈狀的連續(xù)的彈簧墊圈毛坯的的外形的后加工工序構(gòu)成的卷繞加工方法；每隔一個(gè)螺距將邊旋轉(zhuǎn)的線圈狀的連續(xù)的彈簧墊圈毛坯作一次切斷的方法；再將經(jīng)過上述一系列機(jī)械加工的單個(gè)彈簧墊圈毛坯進(jìn)行發(fā)蘭熱處理，根據(jù)需要再進(jìn)行電鍍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彈簧墊圈的制造方法，其特征在于高精度異形壓延加工方法由二面輥輪加工部分和四面輥輪加工部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的彈簧墊圈的制造方法，其特征在于卷繞加工方法的后加工工序的一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪和兩個(gè)從動(dòng)滾輪都由在線圈狀的連續(xù)彈簧墊圈毛坯遞出的方向用軸支承著，且沿該彈簧墊圈毛坯的外圓周面轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及彈簧墊圈的制造方法，該方法用硬度和韌性高的硬鋼絲材料，經(jīng)二面輥輪和四面輥輪的二次高精度異形壓延成長方形或梯形斷面，再經(jīng)前加工工序和由三個(gè)滾輪構(gòu)成的無軸向力作用的后加工工序，將硬鋼絲卷繞成連續(xù)的線圈形，三個(gè)滾輪中的一個(gè)是驅(qū)動(dòng)輪，兩個(gè)是從動(dòng)輪，在進(jìn)行一個(gè)個(gè)彈簧墊圈的切制同時(shí)，使上述的連續(xù)的線圈狀的彈簧墊圈毛坯做微小位移轉(zhuǎn)動(dòng)。最后進(jìn)行發(fā)藍(lán)熱處理或電鍍處理。
文檔編號(hào)F16B43/00GK1041297SQ8810692
公開日1990年4月18日 申請(qǐng)日期1988年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月29日
發(fā)明者小瀨雅司 申請(qǐng)人:小瀨雅司