一種制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，屬于彈簧的制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對(duì)于未知區(qū)域的探索越來越深入，而彈簧元件由于具有獨(dú)特的伸展能力，為探索活動(dòng)提供了巨大的幫助。等曲率半徑卷筒式彈簧能夠儲(chǔ)存在較小的空間內(nèi)，并且在其伸展過程中不需要任何外界推力。同時(shí)，由于等曲率半徑卷筒式彈簧每圈具有相同的成形直徑，當(dāng)螺旋角大于0°時(shí)，伸展彈出后相鄰各圈之間貼合緊密，具有較好的軸向剛度，水平放置產(chǎn)生的撓度較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種制備每圈具有相同成形直徑卷筒式彈簧的方法，本發(fā)明以金屬帶材為原材料，制備具有一定長度(大于3M)螺旋卷筒式彈簧，其工藝簡單有效，產(chǎn)品使用范圍廣。
[0004]一種制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，包括如下步驟:以金屬帶材為原材料，采用異步軋制(差速軋制，即兩個(gè)工作輥輥面線速度不等)的方法對(duì)帶材施加道次軋制變形量，經(jīng)過一次以上的軋制，得到每圈具有相同成形直徑的卷筒式彈簧。
[0005]所述的金屬帶材的厚度為0.05?2mm,可以是冷軋帶材。
[0006]通過調(diào)整異步軋制兩個(gè)工作輥輥面線速度差、軋制道次變形量及軋制道次數(shù)量，來控制卷筒式彈簧的成形直徑，以獲得具有不同成形直徑的卷筒式彈簧。所述的異步軋制兩個(gè)工作輥輥面線速度之比Vl/V2=l.5?10，所述的道次軋制變形量控制在2%?10%，所述的軋制道次數(shù)量為I?5道次。
[0007]通過改變金屬帶材與軋機(jī)軋制方向的喂入角度，來控制等曲率半徑卷筒式彈簧的螺旋角角度，以獲得具有不同螺旋角的等曲率半徑卷筒式彈簧。所述的金屬帶材與軋機(jī)軋制方向的喂入角度為O?70°，即金屬帶材以與軋制方向成O?70°的角度喂入軋機(jī)。
[0008]制備得到的等曲率半徑卷筒式彈簧還可進(jìn)一步進(jìn)行時(shí)效處理。對(duì)于采用可時(shí)效強(qiáng)化的金屬帶材制備的彈簧，進(jìn)行時(shí)效處理，可以提高彈簧的彈力及重復(fù)使用次數(shù)。
[0009]本方法所制得的每圈具有相同成形直徑的卷筒式彈簧，其成形直徑為10?200mm，偏差范圍為± 1mm，螺旋角為O?70°，偏差范圍為±5°。
[0010]所制備彈簧各圈成形直徑相同，當(dāng)螺旋角為0°時(shí)，可制備一種形式的恒力彈簧，當(dāng)螺旋角大于0°時(shí)，伸展彈出后相鄰各圈之間貼合緊密，具有較好的剛度，水平放置產(chǎn)生的撓度小于5cm/m。
[0011]本發(fā)明主要有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012](I)采用異步軋制的方式，通過控制兩個(gè)工作輥輥面線速度差、軋制道次變形量及軋制道次數(shù)量，可獲得具有不同成形直徑的卷筒式彈簧。其中，各工作輥輥面線速度之比V1/V2=!.5?10，變形量為2%?10%，軋制道次為I?5。
[0013](2)通過調(diào)整帶材與軋制方向的角度，可獲得具有不同螺旋角的等曲率半徑卷筒式彈簧，其中喂入角度為O?70°。
[0014](3)所制備彈簧各圈成形直徑相同，當(dāng)螺旋角為0°時(shí)，可制備一種形式的恒力彈簧，當(dāng)螺旋角大于0°時(shí)，伸展彈出后相鄰各圈之間貼合緊密，具有較好的剛度，水平放置產(chǎn)生的撓度小于5cm/m。
[0015](4)對(duì)于采用可時(shí)效強(qiáng)化的金屬帶材制備的彈簧，經(jīng)過時(shí)效處理后，可提高彈簧的彈力及重復(fù)使用次數(shù)。
[0016](5)制備得等曲率半徑卷筒式彈簧成形直徑為10?200mm，偏差范圍為± 1mm，螺旋角為O?70°，偏差范圍為±5°。
[0017]對(duì)于同一種金屬帶材，通過調(diào)整異步軋制兩個(gè)工作輥輥面線速度差、軋制道次變形量及軋制道次數(shù)量，即可獲得具有不同成形直徑的卷筒式彈簧；通過改變帶材與軋機(jī)軋制線喂入角度，可以獲得具有不同螺旋角的等曲率半徑卷筒式彈簧。
【附圖說明】
[0018]圖1為等曲率半徑卷筒式彈簧示意圖，圖示為螺旋角大于0°的情況。
[0019]圖2為本發(fā)明異步軋制過程示意圖。
[0020]圖3為螺旋角大于0°時(shí)異步軋制過程俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖2所示，為本發(fā)明異步軋制過程示意圖，Vl/V2=l.5?10。其中I是上軋輥，2是待軋制帶材，3是下軋輥，4是等曲率半徑卷筒式彈簧。圖3為螺旋角大于0°時(shí)異步軋制過程俯視圖，其中I是上軋輥，2是待軋制帶材，4是等曲率半徑卷筒式彈簧。
[0022]本發(fā)明以0.05?2_金屬帶材為原材料，采用異步軋制(差速軋制，即兩個(gè)工作輥輥面線速度不等)的方法對(duì)帶材施加2%?10%道次軋制變形量，兩個(gè)工作輥輥面線速度之比Vl/V2=l.5?10，且?guī)Р呐c軋制方向成O?70°角度喂入軋機(jī)，經(jīng)過I?5道次軋制，即可制備出每圈具有相同成形直徑的卷筒式彈簧，其成形直徑為10?200mm，偏差范圍為± 1mm，螺旋角為O?70°，偏差范圍為±5° ;對(duì)于采用可時(shí)效強(qiáng)化的金屬帶材制備的彈簧，經(jīng)過時(shí)效處理后，可提高彈簧的彈力及重復(fù)使用次數(shù)。
[0023]如圖1所示，為等曲率半徑卷筒式彈簧示意圖，其中螺旋角大于0°的情況。當(dāng)螺旋角為0°時(shí)，為平卷恒力彈簧。
[0024]實(shí)施例1:實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:帶材厚度為2mm ；Vl=8r/min, V2=4r/min ;變形量為5% ;軋制道次為2;喂入角度為70°。制備出每圈成形直徑為122±1_的等曲率半徑卷式彈簧，螺旋角為70 ± 5 °，撓度4cm/m。
[0025]實(shí)施例2:實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:帶材厚度為Imm ；Vl=6r/min, V2=4r/min ;變形量為8% ;軋制道次為I ;喂入角度為45°。制備出每圈成形直徑為200±lmm的等曲率半徑卷式彈簧，螺旋角為45 ± 5 °，撓度4cm/m。
[0026]實(shí)施例3:實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:帶材厚度為0.05mm ；Vl=10r/min, V2=4r/min ;變形量為2%;軋制道次為5 ;喂入角度為30°。制備出每圈成形直徑為65± Imm的等曲率半徑卷式彈簧，螺旋角為30±5°，撓度3cm/m。此合金帶材為時(shí)效強(qiáng)化型金屬，對(duì)其進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為480°C，保溫I小時(shí)后空冷。強(qiáng)化處理后，此彈簧的彈性性能提高。冷加工態(tài)抗拉強(qiáng)度為2100MPa，時(shí)效處理后為2450MPa。
[0027]實(shí)施例4:實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:帶材厚度為0.1mm ；Vl=15r/min, V2=l.5r/min ;變形量為10% ;軋制道次為3 ;喂入角度為45°。制備出每圈成形直徑為10±lmm的等曲率半徑卷式彈簧，螺旋角為45±5° ,撓度3cm/m。
[0028]實(shí)施例5:實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:帶材厚度為0.1mm ；Vl=6r/min, V2=4r/min ;變形量為2% ；軋制道次為2;喂入角度為0°。制備出每圈成形直徑為80±lmm的等曲率半徑卷式彈簧，螺旋角為O±5°。
[0029]采用本發(fā)明制備得卷筒式彈簧每圈具有相同的成形直徑，當(dāng)螺旋角為0°時(shí)，采用本發(fā)明制備的彈簧為一種形式的恒力彈簧，當(dāng)螺旋角大于0°時(shí)，其在被壓縮后能夠自主伸展彈出，伸展彈出后相鄰各圈之間貼合緊密，因此展開后具有較好的剛度，產(chǎn)生的撓度小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，包括如下步驟:以金屬帶材為原材料，采用異步軋制的方法對(duì)帶材施加道次軋制變形量，經(jīng)過一次以上的軋制，得到每圈具有相同成形直徑的卷筒式彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:所述的金屬帶材的厚度為0.05?2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:所述的金屬帶材為冷軋帶材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:通過調(diào)整異步軋制兩個(gè)工作輥輥面線速度差、軋制道次變形量及軋制道次數(shù)量，控制卷筒式彈簧的成形直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:所述的異步軋制兩個(gè)工作輥輥面線速度之比為1.5?10，所述的道次軋制變形量為2%?10%，所述的軋制道次數(shù)量為I?5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:通過改變金屬帶材與軋機(jī)軋制方向的喂入角度，控制等曲率半徑卷筒式彈簧的螺旋角角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:所述的金屬帶材與軋機(jī)軋制方向的喂入角度為O?70°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:將制備得到的等曲率半徑卷筒式彈簧進(jìn)行時(shí)效處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:得到的每圈具有相同成形直徑的卷筒式彈簧，其成形直徑為10?200mm，偏差范圍為±lmm，螺旋角為O?70°，偏差范圍為±5°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，其特征在于:得到的具有相同成形直徑的卷筒式彈簧，當(dāng)螺旋角為0°時(shí)，是一種恒力彈簧，當(dāng)螺旋角大于0°時(shí)，撓度小于5cm/m。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備等曲率半徑卷筒式彈簧的方法，該方法以金屬帶材為原材料，采用異步軋制的方法對(duì)帶材施加道次軋制變形量，經(jīng)過一次以上的軋制，得到每圈具有相同成形直徑的卷筒式彈簧。采用本發(fā)明制備得卷筒式彈簧每圈具有相同的成形直徑，當(dāng)螺旋角為0°時(shí)，制備的彈簧為一種形式的恒力彈簧，當(dāng)螺旋角大于0°時(shí)，其在被壓縮后能夠自主伸展彈出，伸展彈出后相鄰各圈之間貼合緊密，展開后具有較好的剛度，產(chǎn)生的撓度小；對(duì)于同一種金屬帶材，通過調(diào)整異步軋制兩個(gè)工作輥輥面線速度差、軋制道次變形量及軋制道次數(shù)量，即可獲得具有不同成形直徑的卷筒式彈簧；通過改變帶材與軋機(jī)軋制線喂入角度，可以獲得具有不同螺旋角的等曲率半徑卷筒式彈簧。
【IPC分類】B21D11-06
【公開號(hào)】CN104707885
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310692888
【發(fā)明人】陳松, 閆曉東, 楊銀
【申請(qǐng)人】北京有色金屬研究總院
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月17日