螺旋弹性元件热处理定型的工装的制作方法

本实用新型涉及热处理设备领域，特别涉及一种螺旋弹性元件热处理定型的工装。

背景技术：

螺旋弹性元件广泛应用于航空航天、仪表、核电等领域，随着对螺旋弹性元件等产品质量要求的提高，其尺寸公差要求也被压缩在了更小的范围，精度要求越来越高。目前对螺旋弹性元件定型的方法多为直接热处理定型绕制后的螺旋弹性元件，对于尺寸偏大（或偏小）的螺旋弹性元件，本行业技术人员有的会将螺旋弹性元件直接套在外筒中（或内筒上），在拧紧装置（如螺栓等）压力下使用压筒压紧以定型并热处理，但这种方法使用的工装由于外筒、内筒的直径大小是固定的，为了方便螺旋弹性元件套在上面，其直径与螺旋弹性元件的直径有相对较大的间隙差，只限制了螺旋弹性元件径向的一侧（外筒限制外侧，内筒限制内侧），导致热处理定型后，螺旋弹性元件的尺寸波动较大，更重要的是仍然不能消除螺旋弹性元件原有存在的错位、平面度差等结构缺陷，同时影响了螺旋弹性元件的尺寸精度，也严重影响了成品元件的外观质量。更有甚者对尺寸偏大（或偏小）的螺旋弹性元件，通过反复的“缩小（或扩大）→扩大（或缩小）”方法来热处理定型，这样处理虽然最终可能获得满足结构和尺寸要求的螺旋弹性元件产品，但该繁琐的处理过程不仅费时费力、浪费资源，效率低下，更重要的是长时间反复的热处理会严重恶化材料性能，最终可能得到性能达不到要求的报废产品，导致报废率高，成品率低，增加了成本。

技术实现要素：

本实用新型为了解决以上现有技术存在的问题，提供一种螺旋弹性元件热处理定型的工装，可以校正螺旋弹性元件的尺寸，消除错位问题，本实用新型的技术方案如下：

一种螺旋弹性元件热处理定型的工装，包括底板、外筒、压筒、压板，所述底板的上端面设有一用于外筒定位的圆形槽，所述外筒下端设有向内延伸的环形限位凸台，该环形限位凸台用于放置螺旋弹性元件，外筒的内壁对称设有沿轴向延伸的取件槽，所述圆形槽的中心设有一矩形定位槽，所述矩形定位槽的四边与外筒之间留有用于给矫正件限位的限位平面，一个下梯形块定位在矩形定位槽中，所述矫正件包括两个劣弧半圆柱，两个劣弧半圆柱呈轴对称设置在外筒内，两个劣弧半圆柱的圆弧面与外筒内壁之间形成放置螺旋弹性元件的空间，两个劣弧半圆柱的相向面之间留有间隔距离，所述两个劣弧半圆柱的相向面的上、下部分别设有导向斜面，所述下梯形块两腰与两个劣弧半圆柱下部的导向斜面接触，一个上梯形块倒置通过两腰与两个劣弧半圆柱上部的导向斜面接触，一压缩弹簧设置在上梯形块上端，所述压筒从放置螺旋弹性元件的空间上方插入，用于压住螺旋弹性元件，所述压板位于压筒上端，抵住压筒和压缩弹簧，一调节杆依次穿过底板、下梯形块、上梯形块、压缩弹簧、压板，调节杆的上端与调节螺母螺纹配合。

所述外筒内壁上的取件槽为通槽，且贯穿环形限位凸台。

所述取件槽的槽底为与外筒同心的圆弧，取件槽的两槽壁之间呈15～45°夹角。

所述环形限位凸台向内延伸的宽度小于螺旋弹性元件的宽度。

所述外筒的内径与待处理的螺旋弹性元件的目标外径相同。

所述两个劣弧半圆柱的圆弧半径与待处理的螺旋弹性元件的内圆目标半径相同。

所述外筒的内壁与压筒的外壁之间留有间隙，所述两个劣弧半圆柱的圆弧面与压筒的内壁之间留有间隙。

所述压板上设有气孔。

所述下梯形块的下底面形状与矩形定位槽形状相吻合。

所述上梯形块、下梯形块均为等腰梯形，该等腰梯形的两底角均为60°，所述两个劣弧半圆柱的导向斜面均为30°，与等腰梯形两腰对应。

采用上述技术方案：包括底板、外筒、压筒、压板，所述底板的上端面设有一用于外筒定位的圆形槽，所述外筒下端设有向内延伸的环形限位凸台，该环形限位凸台用于放置螺旋弹性元件，外筒的内壁对称设有沿轴向延伸的取件槽，所述圆形槽的中心设有一矩形定位槽，所述矩形定位槽的四边与外筒之间留有用于给矫正件限位的限位平面，一个下梯形块定位在矩形定位槽中，所述矫正件包括两个劣弧半圆柱，两个劣弧半圆柱呈轴对称设置在外筒内，两个劣弧半圆柱的圆弧面与外筒内壁之间形成放置螺旋弹性元件的空间，两个劣弧半圆柱的相向面之间留有间隔距离，所述两个劣弧半圆柱的相向面的上、下部分别设有导向斜面，所述下梯形块两腰与两个劣弧半圆柱下部的导向斜面接触，一个上梯形块倒置通过两腰与两个劣弧半圆柱上部的导向斜面接触，一压缩弹簧设置在上梯形块上端，所述压筒从放置螺旋弹性元件的空间上方插入，用于压住螺旋弹性元件，所述压板位于压筒上端，抵住压筒和压缩弹簧，一调节杆依次穿过底板、下梯形块、上梯形块、压缩弹簧、压板，调节杆的上端与调节螺母螺纹配合。由此，本装置可以同时限制螺旋弹性元件径向的两侧，拧紧调节螺母的过程中，压板下压，会使压筒不断压紧螺旋弹性元件，使其平面度、翘曲度可以得到保证（若是碟簧可以保证碟形度），同时，压板向下压紧压缩弹簧，使压缩弹簧向下压迫上梯形块，上梯形块因此向下移动并对两个劣弧半圆柱产生作用力，两个劣弧半圆柱的导向斜面与上梯形块的腰滑动配合，使两个劣弧半圆柱向外筒移动，进而挤压螺旋弹性元件内圈，使存在错位的螺旋弹性元件不断向外筒运动、扩张，这就保证了可以消除螺旋弹性元件存在的错位问题。本装置在热处理定型后，螺旋弹性元件的尺寸波动小，能够保证螺旋弹性元件的平面度、翘曲度，并且能消除螺旋弹性元件存在的错位问题，尺寸精度高，成品元件的性能优良、外观质量好，报废率低，成品率高，节约了成本。

所述外筒内壁上的取件槽为通槽，且贯穿环形限位凸台，所述取件槽的槽底为与外筒同心的圆弧，取件槽的两槽壁之间呈15～45°夹角，便于热处理后将螺旋弹性元件取出。

所述环形限位凸台向内延伸的宽度小于螺旋弹性元件的宽度，以便让位给矫正件，使矫正件能够对螺旋弹性元件进行矫正。

所述外筒的内径与待处理的螺旋弹性元件的目标外径相同，便于将待处理的螺旋弹性元件矫正到目标尺寸。

所述两个劣弧半圆柱的圆弧半径与待处理的螺旋弹性元件的内圆目标半径相同，便于将待处理的螺旋弹性元件矫正到目标尺寸。

所述外筒的内壁与压筒的外壁之间留有间隙，所述两个劣弧半圆柱的圆弧面与压筒的内壁之间留有间隙，以免压筒和外筒、两个劣弧半圆柱发生干涉。

所述压板上设有气孔，可使本装置能够满足真空热处理炉、保护气氛热处理炉和大气热处理炉等不同热处理环境要求。

所述下梯形块的下底面形状与矩形定位槽形状相吻合，以便于将下梯形块定位。

所述上梯形块、下梯形块均为等腰梯形，该等腰梯形的两底角均为60°，所述两个劣弧半圆柱的导向斜面均为30°，与等腰梯形两腰对应，以便两个劣弧半圆柱的导向斜面能与上梯形块、下梯形块的腰贴合。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为底板的结构示意图；

图3为图2的c-c向视图；

图4为两个劣弧半圆柱的结构示意图；

图5为图4的d-d向视图；

图6为外筒的结构示意图；

图7为图6的e-e向视图；

图8为上梯形块的结构示意图；

图9为图8的f-f向视图。

具体实施方式

本实用新型螺旋弹性元件热处理定型的工装的一种实施例：

参见图1-图9，一种螺旋弹性元件热处理定型的工装，本实施例中的螺旋弹性元件4是由不锈钢精密带材绕制形成的。包括底板23、外筒25、压筒6、压板38，所述底板23的上端面设有一用于外筒25定位的圆形槽36，所述外筒25下端设有向内延伸的环形限位凸台35，该环形限位凸台35用于放置螺旋弹性元件4，所述外筒25的内径与待处理的螺旋弹性元件4的目标外径相同，便于将待处理的螺旋弹性元件4矫正到目标尺寸。外筒25的内壁对称设有沿轴向延伸的取件槽34，所述取件槽34为通槽，且贯穿环形限位凸台35，所述取件槽34的槽底为与外筒25同心的圆弧，取件槽34的两槽壁之间呈15～45°夹角，便于热处理后将螺旋弹性元件4取出。所述圆形槽36的中心设有一矩形定位槽37，所述矩形定位槽37的四边与外筒25之间留有用于给矫正件限位的限位平面36-1，一个下梯形块24定位在矩形定位槽37中，所述下梯形块24的下底面形状与矩形定位槽37形状相吻合，以便于将下梯形块24定位。所述矫正件包括两个劣弧半圆柱27，两个劣弧半圆柱27呈轴对称设置在外筒25内，两个劣弧半圆柱27的圆弧面与外筒25内壁之间形成放置螺旋弹性元件4的空间，两个劣弧半圆柱27的相向面之间留有间隔距离，两个劣弧半圆柱27的圆弧半径与待处理的螺旋弹性元件4的内圆目标半径相同，便于将待处理的螺旋弹性元件4矫正到目标尺寸，本实施例的两个劣弧半圆柱27由同一圆柱体对称切割而成，切去的宽度为圆柱体的三分之一直径。所述两个劣弧半圆柱27的相向面的上、下部分别设有导向斜面32，所述下梯形块24两腰与两个劣弧半圆柱27下部的导向斜面32接触，一个上梯形块28倒置通过两腰与两个劣弧半圆柱27上部的导向斜面32接触。所述上梯形块28、下梯形块24均为等腰梯形，该等腰梯形的两底角均为60°，所述两个劣弧半圆柱27的导向斜面32均为30°，与等腰梯形两腰对应，以便两个劣弧半圆柱27的导向斜面32能与上梯形块28、下梯形块24的腰贴合。所述上梯形块28的上端正中设有一环形槽30，一压缩弹簧29下端位于该环形槽30中；所述压筒6从放置螺旋弹性元件4的空间上方插入，用于压住螺旋弹性元件4，所述外筒25的内壁与压筒6的外壁之间留有间隙，所述两个劣弧半圆柱27的圆弧面与压筒6的内壁之间留有间隙，以免压筒6和外筒25、两个劣弧半圆柱27发生干涉。所述压板38位于压筒6上端，抵住压筒6和压缩弹簧29，所述压缩弹簧29上端位于压板38下端的弹簧固定槽39中。所述下梯形块24设有第一中心孔31a，所述上梯形块28设有第二中心孔31b，所述底板23上设有一通孔22，所述第一中心孔31a、第二中心孔31b、底板23上的通孔22的轴心线相同，一调节杆18依次穿过底板23上的通孔22、第一中心孔31a、第二中心孔31b、压缩弹簧29、压板38，调节杆18的上端与调节螺母11螺纹配合。所述环形限位凸台35向内延伸的宽度小于螺旋弹性元件4的宽度，以便让位给矫正件，使矫正件能够对螺旋弹性元件4进行矫正。所述压板38上设有气孔9，可使本装置能够满足真空热处理炉、保护气氛热处理炉和大气热处理炉等不同热处理环境要求。由此，本装置可以同时限制螺旋弹性元件4径向的两侧，拧紧调节调节螺母11的过程中，压板38下压，会使压筒6不断压紧螺旋弹性元件4，使其平面度、翘曲度、碟形度可以得到保证，同时，压板38向下压紧压缩弹簧29，使压缩弹簧29向下压迫上梯形块28，上梯形块28因此向下移动并对两个劣弧半圆柱27产生作用力，两个劣弧半圆柱27的导向斜面32与上梯形块28的腰滑动配合，使两个劣弧半圆柱27向外筒25移动，进而挤压螺旋弹性元件4内圈，使存在错位的螺旋弹性元件4不断向外筒25运动、扩张，这就保证了可以消除螺旋弹性元件4存在的错位问题。本装置在热处理定型后，螺旋弹性元件4的尺寸波动小，能够保证螺旋弹性元件4的平面度、翘曲度，并且能消除螺旋弹性元件4存在的错位问题，尺寸精度高，成品元件的性能优良、外观质量好，报废率低，成品率高，节约了成本。

本装置的使用步骤是，先将下梯形块24放入底板23的矩形定位槽37中，再将待处理的螺旋弹性元件4套入外筒25内，使待处理的螺旋弹性元件4放置在外筒25的环形限位凸台35上，然后将外筒25的环形限位凸台35放置在底板23的圆形槽36中形成定位，使下梯形块24位于外筒25内，再从螺旋弹性元件4的空间上方插入压筒6，使压筒6压住螺旋弹性元件4上端，再放入两个劣弧半圆柱27，使两个劣弧半圆柱27下部的导向斜面32与下梯形块24的两腰相接触，再倒置放入上梯形块28，使上梯形块28的两腰与两个劣弧半圆柱27上部的导向斜面32相接触，再将压缩弹簧29的下端放在上梯形块28的环形槽30中，再把压板38放在压筒6上，并使压缩弹簧29的上端固定在压板38下端的弹簧固定槽39中，再将调节杆18依次穿过底板23上的通孔22、下梯形块24的第一中心孔31a、上梯形块28的第二中心孔31b、压缩弹簧29、压板38，最后通过调节螺母11与调节杆18的上端螺纹配合，从而下压压板38，使压筒6不断压紧螺旋弹性元件4，同时使压缩弹簧29向下压迫上梯形块28，上梯形块28因此向下移动并对两个劣弧半圆柱27产生作用力，使两个劣弧半圆柱27向外筒25移动，进而挤压螺旋弹性元件4内圈，对螺旋弹性元件4进行矫正。