微電機(jī)平面渦卷彈簧的制造
陳志方（貴陽華烽電器總廠）
1 平面渦卷彈簧的制造工藝
微電機(jī)用的電刷彈簧中，平面渦卷彈簧是較常用的一種，其螺旋線在一個平面內(nèi)的彈簧如圖1所示。
微電機(jī)用平面渦卷彈簧是直流微電機(jī)的關(guān)鍵零件，其制造的一般程序是，設(shè)計產(chǎn)品圖紙，按產(chǎn)品的圖紙編制工藝規(guī)程，按工藝規(guī)程設(shè)計、制造彈簧用工藝裝備，彈簧投料、試生產(chǎn)，成功后再投入批量生產(chǎn)。
平面渦卷彈簧制造的工藝流程如圖2所示。
由于發(fā)蘭與浸漆對彈力有影響，發(fā)蘭彈力會降低，浸漆后彈力又有升高。對要求立定處理的，特別是強(qiáng)扭處理的彈簧，在處理過程中，有一定的彈性塑性變形，在隨后的發(fā)蘭、浸漆、烘烤及存放過程中，會發(fā)生反向變形，有減輕或淡化立定處理與強(qiáng)扭處理的作用。故此，對這類平面渦卷彈簧，在工藝流程的安排上，應(yīng)放在最后。
2下料及預(yù)處理
微電機(jī)平面渦卷彈筍用帶材，其材料絕大多數(shù)采用碳素綱T9A，有少數(shù)要求高的，采用合金鋼�，F(xiàn)以碳素鋼為例，采用表面光潔、精度等級高的鋼帶，厚度要求均勻一致，因彈簧的彈力與其厚度的立方成正比，所以彈簧鋼帶表面應(yīng)沒有銹蝕、劃傷、傷痕等缺陷。對其厚度應(yīng)嚴(yán)格控制，應(yīng)將簧片按不同厚度分組。
下料可以采用剪切或沖切，但沖切比剪切好。因為沖切能保證彈簧鋼帶的寬度精度，毛料無扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
預(yù)先熱處理鋼帶退火。這道工序按實際需要進(jìn)行。比如，在繞制過程中發(fā)現(xiàn)彈性過大。繞制困難，則需進(jìn)行退火處理。
在生產(chǎn)中，還有一種現(xiàn)象。即在繞制彈簧的過程中出現(xiàn)明顯的皺折。平面渦卷彈簧在繞簧前是退火狀態(tài)的軟料。一般是在下料之后，直接繞簧。但在生產(chǎn)中時常發(fā)生在繞簧時鋼帶不呈圓滑的阿基米得螺線形，而出現(xiàn)明顯的皺紋、折線，甚至小裂紋。經(jīng)分析，認(rèn)為鋼帶是再結(jié)晶退火，而有些鋼廠的鋼帶或是再結(jié)晶退火不完全，或是完全沒有再結(jié)晶，從金相顯微鏡分析可見，有部分拉長的纖維組織，珠光體呈片狀組織。為了彌補這一缺陷，采用球化退火。對于T9A高碳鋼，不完全退火即可達(dá)到球化目的。推薦的球化熱處理工藝為，加熱至760±lO℃，保溫1.5-2h，隨爐降至680～700℃，保溫1.5～2h，空冷。進(jìn)行這一熱處理工藝后，其金相組織是球扶珠光體，這種組織有良好的塑性。在繞簧過程中不再出現(xiàn)皺紋、折線。
3卷繞彈簧
繞簧是在專用的繞簧夾具上進(jìn)行的。繞簧的程序是選擇合適的繞簧心軸，根據(jù)鋼帶的厚度進(jìn)行試?yán)@，以確定是否要進(jìn)行熱處理等。
在繞簧的過程中，有兩個方面要認(rèn)真選擇，一個是繞簧心軸，一個是襯墊。
3.1繞簧心軸
繞簧心軸如圖3所示。用此繞簧心軸，繞制出的彈簧合格率比較高。
3.2繞簧襯墊
為了在繞簧時保持一定的間距，在繞簧時簧片中間墊上紙墊，該墊稱繞簧襯墊。繞簧襯墊有紙墊和橡膠墊兩種。
3.3繞制工藝
a．將簧片的端頭放入一個特制的繞簧心軸的缺口處，進(jìn)行繞制。
b．簧片繞至心軸周圍的1/4或1/2處，在簧片與心軸之間墊上一條與圈距相同的厚紙墊（青殼紙），如圖3所示。
c．將紙墊夾在簧圈之間，跟簧片一起進(jìn)行盤繞，見圖4。繞完后，將紙墊取出，該紙墊可繼續(xù)使用。
采用橡膠薄膜做襯墊，代替原來的紙墊繞制渦卷彈簧。實踐證明，橡膠墊比紙墊好，方便、耐用。
橡膠墊和紙墊一樣，在始端要削成一定的斜度，如圖5所示。
4彎頭與整形
繞制好的彈簧，按圖紙要求進(jìn)行彎頭，彎頭是在專用的彎頭夾具上進(jìn)行，如圖6所示。
圖6專用彈簧彎頭夾具形狀與尺寸、間距及不平度、起始角等進(jìn)行整形，然后去掉多余的料頭。
5熱處理
平面渦卷彈簧一般采用高碳鋼制造。例如T9A，厚度為0.15～0. 4mm的帶材，均在淬火、回火后使用。
平面渦卷彈簧熱處理的目的是使彈簧得到較高的抗拉強(qiáng)度、屈服極限和較高的彈性極限，并能保持適當(dāng)?shù)乃苄院蜎_擊韌性，但最根本的是具有較高的彈性極限。
淬火指在箱式電爐中加熱，油淬。在托盤里，彈簧用鐵末保護(hù)，淬火時，將托盤翻轉(zhuǎn)，彈簧、鐵末一并傾入油槽中。要求淬火硬度HRc53～55。這種處理方法的缺點是硬度不均勻，勞動條件差。采用真空淬火，則沒有這些缺點。
回火的傳統(tǒng)方法是在硝石槽中回火，其缺點是鹽不易洗干凈，易銹蝕，表面出現(xiàn)斑點，表面處理發(fā)蘭時，斑點不易去掉�；鼗鹂梢圆捎谜婵栈鼗�，基本消除了硝石槽回火的缺點，達(dá)到了光亮的目的。
6表面處理
平面渦卷彈簧的表面處理通常是采用發(fā)蘭與浸漆。 表面處理的目酌是使平面渦卷彈簧具有一定的抗蝕能力，另一方面也可以進(jìn)行調(diào)節(jié) 彈簧還要經(jīng)過校正，根據(jù)樣板，對彈簧的 彈力，使其符合技術(shù)要求。 |
