□ 王 平 □ 王克剛 □ 許 鈐
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圖1是石化系統(tǒng)引進設(shè)備上常見的內(nèi)管彈簧擋圈,該彈簧擋圈一旦損壞或失效,無法用其它形狀的彈簧擋圈替代,只能按原樣仿制。
由于該彈簧擋圈是雙層的,每層都有一個圓弧形狀的缺口,制作難度很大。
▲圖1 內(nèi)管彈簧擋圈
類似形狀的零件傳統(tǒng)的制作方法是用扁鋼絲在芯軸上卷繞,但由于零件帶有缺口的原因,給卷繞帶來了很大的困難。如果卷繞前加工出缺口,卷繞時因缺口部分強度減弱,缺口部分卷繞時變形嚴重,無法完成卷繞。如卷繞后再加工缺口,則因缺口部分與另一層完整部分重疊,使圓弧缺口加工困難。另外,扁鋼絲豎立卷繞過程容易翻邊,也使制作的難度加大。
▲圖2 用65Mn彈簧鋼板下料的形狀及尺寸
▲圖3 彎圓模具示意圖
針對以上問題,筆者創(chuàng)新了一種新的制作工藝。放棄了用扁鋼絲卷繞的思路,采用彈簧鋼板制作,取得了成功,達到了良好的效果。下面以內(nèi)徑44 mm的內(nèi)管彈簧擋圈為例,介紹如下。
1)下料。用0.8 mm厚的65Mn彈簧鋼板,按圖2的形狀和尺寸通過線切割下料,該形狀的要點是兩端缺口部分的半徑和彈簧擋圈成品的半徑一致,而中間部分圓弧可以采用阿基米德螺線,保證線切割零件的中線展開長度與彈簧擋圈的展開長度相同。
2)卷繞成形。將加工好的零件用彎圓模具彎圓,圖3是彎圓模具示意圖。該模具由芯軸、壓緊套、壓輪、彈簧、夾緊塊等組成,通過轉(zhuǎn)動芯軸實現(xiàn)彎曲成形。
由于兩端缺口部分的圓弧半徑和彈簧擋圈成品半徑一致,只要中段彎曲成形,達到彈簧擋圈的半徑,即可形成兩層完全重合的雙層彈簧擋圈。兩端帶缺口部分在彎圓過程中沒有變形,保證了尺寸精度。
3)用夾具控制熱處理變形。由于材料較薄,為了防止淬火變形,確保兩層之間無間隙,需用夾具淬火、回火。
圖4是熱處理夾具示意圖,將彈簧擋圈裝入帶芯軸和套筒的夾具內(nèi),用螺栓壓緊,一次可裝80至100只。
▲圖4 熱處理夾具示意圖
通過以上工藝制作的內(nèi)管彈簧擋圈尺寸、精度都很高,完全可以替代進口配件。
[1] 汪曾祥,魏先英,劉祥至.彈簧設(shè)計手冊[M].上海:上海科技文獻出版社,1986.