本发明涉及防松紧固件领域,尤其涉及歪碟形弹簧防松垫圈的一种歪碟簧的加工方法,及用该方法加工的歪碟簧。
背景技术:
1、现有防松垫圈,一种歪碟簧,如中国专利zl202322434464.0为偏轴锥形弹性垫圈,俗称“歪碟簧”,是从垫圈的结构上来实现防松的,包括锥形垫圈,圈顶比圈底小,圈顶的平面与圈底的平面相互平行,所述圈顶与所述圈底二者均为圆形的,其特征在于:圈顶的圆心与圈底的圆心连线为所述歪碟簧的偏轴,圈顶的轴与圈底的轴为不同轴;圈底的轴与偏轴之间有一夹角;所述圈顶的直径大于螺栓螺杆的直径,圈底的直径大于圈顶的直径;偏轴不垂直于圈顶或圈底,其外锥面轴向剖面线为直线的,或为外凸弧线形的,或为内凸弧线形的。
2、生产以上这种结构的歪碟簧时,先冲压出偏轴锥形垫圈,再经淬火,回火热处理,对重要的碟簧还要进行强压处理。为保障歪碟簧可靠工作,其材料满足具有较高的强度和屈服极限外,还必须具有较高的弹性极限,疲劳极限,冲击韧性,塑性和良好的热处理工艺性等。该歪碟簧在热处理之前的冲压、或机加工时,就已定型为偏轴锥形垫圈,热处理使其具有弹性。其生产工艺与普通碟形弹簧相同,只不过是冲压时圈顶与圈底不同轴,即为偏轴的。由于采用了偏轴结构,使得歪碟簧的周圈弹力不等,即一侧弹力大,另一侧弹力小,使螺母掉斜而锁定于螺栓上,不会松动。
3、而以上这种偏轴结构的歪碟簧,在加工过程中,需偏心的上模与偏心的下模配合使用,才能冲压歪碟簧。这种加工方法常因板材厚度、硬度的不同,而出现上、下模具不适配,导致啃模损坏,或产品带飞边,最终使生产成本很高,所加工出的歪碟簧成本也就很高。
4、另外,普通碟簧加工容易,对称结构,不易啃模。但由于它是对称结构的,在组装使用过程中,螺母内螺纹与螺栓外螺纹展开后,为两平行的斜面啮合。这种碟簧结构容易在螺母与螺栓旋合预紧后,遇到强烈振动时,造成螺母螺旋退松,防松性能差。
技术实现思路
1、为克服以上现有技术中的缺点,本案旨在提供加工容易,不易损坏模具,或机加工更容易,加工成本低的一种歪碟簧的加工方法,以及用该方法加工出的、成本很低的歪碟簧。
2、为达到上述目的,本发明一种歪碟簧的加工方法,采用了普通对称碟簧的再加工方法,其特征在于:
3、在所述普通对称碟簧加工过程中,或加工过程后,再采用外部压力迫使该普通对称碟簧一侧轴向受力,发生自由状态下形成的不对称永久变形,使该侧一部分失去一定的轴向弹力,以满足所述歪碟簧的左右两侧轴向弹力不均等,此时碟簧任意一处锥形侧壁轴向剖面的宽度是相等的,顶圈面不平行于底圈面,成α角倾斜,而形成的无对称轴的歪碟簧结构。
4、所述加工过程中,即在普通碟簧冲压时,就将其一侧轴向受外力挤压变成左右不对称的、不能自由恢复的所述歪碟簧结构,然后,再经过热处理,而使其弹性定型。
5、所述加工过程后,即在已成型的,经过热处理后定型的对称的普通碟簧,再施加轴向外力挤压,使其左右两侧形成不对称的、无轴的、永久的、不可自由恢复的弹性形变。
6、根据上述一种歪碟簧的加工方法,加工出的歪碟簧,其特征在于:所述普通碟簧一侧施加的轴向外力越大,所述α角的值也就越大;反之,所述α角的值也就越小,α角的值大小代表了歪碟簧“歪”的程度,满足0.1°≤α≤30°,优选地1°≤α≤10°。
7、所述歪碟簧,在弹性高度范围内,其左、右两侧的轴向弹力为不对称的,即一侧轴向弹力大,另一侧轴向弹力小。
8、所述歪碟簧为带有弹性的金属的。
9、所述弹性的金属的,包括50crv、51crmnv、或60si2mn,其化学成分符合gb/t1222的规定;采用gb/t3279及yb/t5058中规定的带、板材或符合gb/t1222要求的锻造材料加工。
10、所述普通对称碟簧的加工工艺符合gb/t1972标准,或iso19690标准的规定。
11、所述歪碟簧,在防松螺纹副中应用时,将螺栓头的另一端的螺杆分别穿进两被紧固件的螺孔中,在露出的螺杆上套入本案所述无轴锥形弹性垫圈,即歪碟簧,其底圈紧贴上被紧固件的螺孔四周表面,其内圈套在螺杆上,其顶圈紧贴螺母圆环平面,预紧螺栓上螺旋的螺母,压缩螺母与上被紧固件之间的歪碟簧。
12、本案所述歪碟簧的工作原理是:螺母预紧后,首先,该歪碟簧弹性大的一边,所得到的预紧力将比另一边的预紧力大得多,即所述本案的歪碟簧的左右两侧的预紧力不对称,左边的预紧力大于右边的预紧力,由于左边的预紧力大,则螺母的圆环平面的左边所受的弹力就大,螺母的圆环平面的右边所受的弹力就小,或反之,这样螺母左右两边受力不均匀,使得原本相互平行螺纹啮合的螺母内螺纹与螺栓外螺纹,在其间隙范围内,螺母的内丝在螺杆的外丝上则因少许的间隙而充分掉斜,螺母因所述歪碟簧的弹力作用及掉斜作用而退松单向旋转锁死,螺母的圆环平面所受弹力大的一边,使得螺母内丝峰谷错齿卡住螺栓外丝,使螺母只能旋紧,不能退松,而起到止退防松的作用;其次,用预紧力将螺母拧一下,使得螺母预紧后,这将起到使螺母在预紧的方向上,不能再继续振动预紧,起到了螺母在左右螺旋两个方向上都不能旋动,使螺纹副起到防松的作用;再次,因歪碟簧具有轴向弹力,预紧后的螺母在外碟簧弹性范围内,都能起到轴向防松的作用,所以本案所述歪碟簧能三维防松。
13、由此可见,本案所述歪碟簧不需更换或改变原来的螺栓、螺母、及改变被紧固件结构,只需在螺母与上被紧固件之间使用本案的歪碟簧,预紧后即可达到比现有对称碟形弹簧更好防松性能的目的,其结构简单,使用方便,防松性能远比现有的一对对称的碟形弹簧好,且只用一只歪碟簧,节约了一半的成本费用,还易拆卸,可重复使用。
14、本案所述一种歪碟簧的加工方法,绕开了偏轴模具加工歪碟簧易损坏模具的加工工艺,直接将对称的正轴普通碟簧在加工环节中,或对称的正轴普通碟簧加工成型后,再通过压力机施加轴向压力,挤压普通碟簧一侧的一部分,使普通碟簧直接变成不对称的、无轴歪碟簧,使加工工艺更容易,对称的模具不易损坏,机加工不需较难的偏心加工,从而使加工成本降低,歪碟簧的成本也就降低了,从而达到了本发明的目的。
1.一种歪碟簧的加工方法,采用了普通对称碟簧的再加工方法,其特征在于:
2.根据权利要求1所述一种歪碟簧的加工方法,其特征在于:所述加工过程中,即在普通碟簧冲压时,就将其一侧轴向受外力挤压变成左右不对称的、不能自由恢复的所述歪碟簧(11)结构,然后,再经过热处理,而使其弹性定型。
3.根据权利要求1所述一种歪碟簧的加工方法,其特征在于:所述加工过程后,即在已成型的,经过热处理后定型的对称的普通碟簧,再施加轴向外力挤压,使其左右两侧形成不对称的、无轴的、永久的、不可自由恢复的弹性形变。
4.根据权利要求1所述一种歪碟簧的加工方法,加工出的歪碟簧(11),其特征在于:所述普通碟簧一侧施加的轴向外力越大,所述α角的值也就越大;反之,所述α角的值也就越小,α角的值大小代表了歪碟簧(11)“歪”的程度,满足0.1°≤α≤30°,优选地1°≤α≤10°。
5.根据权利要求4所述的歪碟簧,其特征在于:所述加工过程中与加工过程后,所加工出的不对称结构的歪碟簧(11),在弹性高度范围内,其左、右两侧的轴向弹力为不对称的,即一侧轴向弹力大,另一侧轴向弹力小。
6.根据权利要求1所述的歪碟簧,其特征在于:所述歪碟簧(11)为带有弹性的金属的。
7.根据权利要求6所述的歪碟簧,其特征在于:所述弹性的金属的,包括50crv、51crmnv、或60si2mn,其化学成分符合gb/t1222的规定;采用gb/t3279及yb/t5058中规定的带、板材或符合gb/t1222要求的锻造材料加工。
8.根据权利要求1所述的歪碟簧,其特征在于:所述普通对称碟簧的加工工艺符合gb/t1972标准,或iso19690标准的规定。
9.根据权利要求1所述的歪碟簧,其特征在于:所述歪碟簧(11),在防松螺纹副中应用时,将螺栓头(3)的另一端的螺杆(4)分别穿进两被紧固件的螺孔(10)中,在露出的螺杆(4)上套入本案所述无轴锥形弹性垫圈(13),即歪碟簧(11),其圈底(14)紧贴上被紧固件(8)的螺孔(10)四周表面,其内圈套在螺杆(4)上,其圈顶(12)紧贴螺母圆环平面(7),预紧螺栓(2)上螺旋的螺母(1),压缩螺母(1)与上被紧固件(8)之间的歪碟簧(11),为内凸弧线形的(20)。