[0001] 本发明涉及弹簧制造领域，具体涉及一种适用于各型号异形扭转弹簧的制造方法。

[0002] 异形扭转弹簧是飞机重要零件，为部附件提供缓冲、减振，机械的储能，控制等功能。在飞机大修过程中，需要更换各种型号的异形扭转弹簧，而异形扭转弹簧的生产制作，一直是飞机修理工厂零备件生产中的一个难题。飞机修理工厂生产制作异形扭转弹簧的特点是小批量、多型号，为自制出各种型号的异形扭转弹簧，飞机修理工厂需要摸索出符合自身特点需求的异形扭转弹簧制造方法。

[0003] 本发明的目的在于提供一种适用于各型号异形扭转弹簧的制造方法，生产成本低，适用于各种型号的异形扭转弹簧。

[0004] 为了达到上述的目的，本发明提供一种适用于各型号异形扭转弹簧的制造方法，对于碳素弹簧丝，在卷制步骤中，芯棒直径由 确定；制作弯梁/臂时应考虑异形扭转弹簧的角度在热处理过程中的变形，在设计图纸要求的角度上加上变形量 ，  ；对于50CrVA弹簧钢丝，在卷制步骤中，芯棒直径由
确定；其中，k1=0.0000735，d为弹簧丝直径， 为弹簧丝材料强
度，D为弹簧外径，D0为弹簧内径，D0=D–2d，k2=0.0000067，为弹簧平均直径， =D–d，T0为回火温度，k3 =0.00089， n为弹簧工作圈数，计算时，D采用设计图纸要求的弹簧外径值。

[0005] 本发明的适用于各型号异形扭转弹簧的制造方法适用于各种型号的异形扭转弹簧的制造，无需专门的弹簧制造设备，采用普通车床或手动卷绕机就能精确制造出符合尺寸要求的异形扭转弹簧，生产成本低，适合于小批量、多型号的飞机修理工厂。附图说明

[0006] 本发明的适用于各型号异形扭转弹簧的制造方法由以下的实施例及附图给出。

[0007] 图1是某型号异形扭转弹簧的主视图。

[0008] 图2是图1中的异形扭转弹簧的左视图。

[0009] 以下将结合图1～图2对本发明的适用于各型号异形扭转弹簧的制造方法作进一步的详细描述。

[0010] 异形扭转弹簧的制造工艺通常包括如下步骤：1）卷制；2）弯梁/臂制作；3）热处理；4）工艺试验及强压处理。其中，卷制是把合乎技术条件规定的弹簧丝卷绕在芯棒上。单件及小批量生产时，可在普通车床或手动卷绕机上卷制。卷制分冷卷和热卷两种，飞机修理中使用的异形扭转弹簧多采用冷卷。热处理用于消除卷制时产生的内应力。

[0011] 图1所示为某型号异形扭转弹簧的主视图，图2所示为该型号异形扭转弹簧的左视图。如图1和图2所示，该型号异形扭转弹簧包括两组通过弯梁2连接的簧圈，每组簧圈的另一端均设有带挂钩的弯臂1。图1和图2中，H0表示该型号异形扭转弹簧的簧体尺寸，l1表示弯梁2的长度，l表示带挂钩的弯臂1的长度，r2表示带挂钩的弯臂1挂钩上弯曲半径，r1表示弯梁2的上弯曲半径，Dn表示弹簧内径， 表示该型号异形扭转弹簧的角度， 是该型号异形扭转弹簧使用状态下弯梁2转过的角度， 是该型号异形扭转弹簧测试状态下弯梁2转过的角度。

[0012] 在异形扭转弹簧制造中，所采用的弹簧丝材料虽然牌号及供应状态有所不同，但它们都具有一定的弹性，当弹簧丝受到外力作用绕成弹簧后，弹簧直径将产生与受力相反方向的回弹，这种现象称为弹簧直径伸胀。因此，要掌握芯轴尺寸，首先应把弹簧直径伸胀数值计算出来。经过长期摸索研究发现，弹簧直径伸胀与弹簧丝材料强度、弹簧的旋绕比、旋转角等有关，具体计算公式如下：弹簧直径伸胀数值： （1）
故得出， 芯轴尺寸： （2）
式中，k1=0.0000735，d为弹簧丝直径， 为弹簧丝材料强度，D为弹簧外径，D0为弹簧内径，D0=Dn=D–2d， 为弹簧平均直径，=D–d。

[0013] 制造异形扭转弹簧的弹簧丝材料不同，热处理会有区别，对于碳素弹簧丝，热处理为回火处理，对于50CrVA弹簧钢丝，热处理为淬火处理后回火处理。实践证明，在热处理过程中，异形扭转弹簧的弹簧内径均会有不同程度的变形，而且变形的方向是和螺旋线的方向相一致的。弹簧内径的变形引起弹簧圈数的变化，进而引起异形扭转弹簧的角度 的变形。

[0014] 经过长期摸索研究发现，异形扭转弹簧的弹簧内径变形量与制造该异形扭转弹簧的弹簧丝材料有关，碳素弹簧丝制造的异形扭转弹簧的变形量要比50CrVA弹簧钢丝制造的异形扭转弹簧的变形量大；即使采用相同弹簧丝材料制造异形扭转弹簧，其变形量也受弹簧的旋绕比、热处理温度等影响。

[0015] 对于碳素弹簧丝制造的异形扭转弹簧，回火后弹簧平均直径收缩量的计算公式如下：（3）
式中，k2=0.0000067，为弹簧平均直径，即 =D–d，T0表示回火温度。

[0016] 由公式（3）推导出弹簧圈数及异形扭转弹簧的角度的变形计算公式：弹簧圈数增加量： （4）
异形扭转弹簧的角度收缩量： （5）
式中， n为弹簧工作圈数。

[0017] 对于50CrVA弹簧钢丝制造的异形扭转弹簧，淬火后弹簧内径收缩量的计算公式如下：（6）
式中，k3 =0.00089。

[0018] 50CrVA弹簧钢丝制造的异形扭转弹簧在热处理过程中变形较小，因此， 变形量可忽略不计。

[0019] 实施例一：按设计图纸要求准备材料，300mm长钢丝（碳素弹簧丝）6根，目视（包括5倍放大镜）检查钢丝应无裂纹、压伤、折痕、麻坑、腐蚀等缺陷。检查材料牌号、规格、批次号以及合格证。

[0020] 确定芯棒直径：芯棒直径由公式（2）和公式（3）确定，即在公式（2）的基础上增加变形量，芯棒直径= ，计算时，D采用设计图纸要求的弹簧外径值，D0=D–2d， =D–d。

[0021] 在芯棒上根据设计图纸要求的工作圈数绕出簧圈，根据设计图纸要求制作弯梁/臂时应考虑异形扭转弹簧的角度的变形量，即在设计图纸要求的角度上增加变形量， += 。

[0022] 回火处理：回火温度280°C±10°C，保温30分钟。

[0023] 表面处理：异形扭转弹簧表面镀镉或氧化，电镀后的弹簧应立即在180°C～200°C下除氢，时间不少于24小时。

[0024] 表面处理后按相关规定进行异形扭转弹簧的立定处理、加温加荷试验、强扭处理，零件尺寸应完全符合设计图纸要求和相关技术指标要求。立定处理是将异形扭转弹簧扭转至最大工作扭转角的1.2倍，做10次连续扭转。设计图纸中未注明工作扭转角则不进行立定处理。当弹簧的工作温度超过+60°时，应进行“加温加荷时效处理”：即将弹簧扭转至最大工作扭矩，在高于工作温度20°C下保持一定时间，每次不少于2小时（热处理后一次，表面处理后一次），由此引起的色泽变化允许存在。设计图纸中规定有强扭处理要求的进行强扭处理，具体为将弹簧扭转至最大扭转角的1.2倍，保持（6～48）小时（时间由设计者确定）。

[0025] 实施例二：按设计图纸要求准备材料，50CrVA弹簧钢丝备料，目视（包括5倍放大镜）检查钢丝应无裂纹、压伤、折痕、麻坑、腐蚀等缺陷。检查材料牌号、规格、批次号以及合格证。

[0026] 确定芯棒直径：芯棒直径由公式（2）和公式（6）确定，芯棒直径= ，计算时，D采用设计图纸要求的弹簧外径值，D0=D–2d， =D–d。

[0027] 在芯棒上根据设计图纸要求的工作圈数绕出簧圈，根据设计图纸要求制作弯梁/臂。

[0028] 热处理：淬火温度840°C～860°C；回火处理温度370°C～420°C，时间不少于30分钟，硬度HRC45～50。

[0029] 表面处理：异形扭转弹簧表面镀镉或氧化，电镀后的弹簧应立即在180°C～200°C下除氢，时间不少于24小时。

[0030] 表面处理后按相关规定进行异形扭转弹簧的立定处理、加温加荷试验、强扭处理，零件尺寸应完全符合设计图纸要求和相关技术指标要求。立定处理是将异形扭转弹簧扭转至最大工作扭转角的1.2倍，做10次连续扭转。设计图纸中未注明工作扭转角则不进行立定处理。当弹簧的工作温度超过+60°时，应进行“加温加荷时效处理”：即将弹簧扭转至最大工作扭矩，在高于工作温度20°C下保持一定时间，每次不少于2小时（热处理后一次，表面处理后一次），由此引起的色泽变化允许存在。设计图纸中规定有强扭处理要求的进行强扭处理，具体为将弹簧扭转至最大扭转角的1.2倍，保持（6～48）小时（时间由设计者确定）。