[发明专利]螺旋挡圈绕制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别是涉及一种螺旋挡圈的绕制。 

背景技术

螺旋挡圈广泛应用于液压件装配、阀门、仪表、各种锁芯组件、轴承、连接器及其他机械装配，其形状为由扁平材料沿宽度方向弯曲成连续无缺口的螺旋圆周，厚度方向层叠，如图1所示。 

由于此类挡圈的装配和使用性能特点，为保证能与装配件充分接触，内圆需光滑完整，不干涉配合件，内外径尺寸精度要求高，挡圈螺旋贴合紧密。 

目前，国内各螺旋挡圈生产厂家在绕制此类挡圈时易出现零件内侧起皱、零件外缘开裂、零件腹面扭斜挠曲等缺陷。经分析得知出现此类缺陷原因是零件绕制弯曲时中性层内缘受压，外侧材料受拉，当相对弯曲半径过小时内缘易受压失稳而起皱，外侧纤维拉伸变形达到材料极限延伸率时易产生破裂，送料切向张力控制不当、零件失去轴向侧压力易导致零件腹面扭斜挠曲。且一套绕制夹具只能生产一种规定尺寸的螺旋挡圈，为解决上述问题，急需寻求一种加工效率高、产品质量可靠的加工工艺方法。 

发明内容

发明目的：提供一种提高螺旋挡圈制造效率，不受挡圈尺寸大小和螺旋圈数影响的工艺方法，从而实现螺旋挡圈大批量生产。 

发明方案： 

螺旋挡圈绕制装置，包括送料夹紧装置、绕制芯棒5、绕制挡块7、套筒8、拧紧螺钉6、转动动力源10、平移动力源11以及控制装置12； 

所述的送料夹紧装置固定在固定架9上，送料夹紧装置包括夹块1和夹块2，夹块1和夹块2通过螺栓3以及锁紧螺母4拼成一个槽形件，槽的大小可供扁平金属丝线13通过，并提供进给张力控制弯曲回弹； 

绕制芯棒5为台阶轴，绕制芯棒5的台阶一侧为螺旋绕制面，螺 旋绕制面外沿上开有供扁平金属丝线13端头通过的径向缝，台阶圆周面上装有用于固定金属丝线端头的拧紧螺钉6，套筒8固定在绕制芯棒5上，套筒8上套有固定在固定架9上的绕制挡块7，二者为间隙配合，绕制挡块7的端面为与绕制芯棒5台阶螺旋绕制面相反旋向的螺旋绕制面；绕制芯棒5可在转动动力源10的作用下绕其中心轴旋转，绕制挡块7可在平移动力源11作用下随固定架9沿芯棒中心轴轴向平移； 

所述的控制装置12用于，在其控制下，每当绕制芯棒5旋转一圈，绕制挡块7随固定架9沿轴向移动的移动距离为扁平金属丝线13厚度加挡圈螺旋间隙。 

所述的螺旋绕制面的螺距为扁平金属丝线13的厚度。 

螺旋挡圈绕制方法，本方法包括以下步骤： 

第一步，根据扁平金属丝线13的材料近似实际应力曲线的屈服极限、材料应变刚模量、材料的弹性模量、截面积对x轴的静矩以及截面对x轴的惯性矩，通过下式计算扁平金属丝线13绕弯曲率的回弹值 

ΔK=1ρ-1ρo=σs×SXE×IX+DE×ρ]]>

式中：ρ、ρ_o为回弹前及回弹后零件中性层处的曲率半径， 

ρ=2/(φ+b)； 

σs——零件材料的近似实际应力曲线的屈服极限； 

D——材料的应变刚模量； 

Sx——截面积对x轴的静矩； 

Jx——截面对x轴的惯性矩； 

E——零件材料的弹性模量； 

b——扁平金属丝线宽度； 

φ——需要绕制的螺旋挡圈的内径； 

再根据回弹值ΔK和需要绕制的螺旋挡圈的内径φ,得到绕制挡块7的内径和套筒8的外径为φ1=（φ-2*ΔK），选择相应的绕制挡块7和套筒8；