微电机平面涡卷弹簧的制造
陈志方（贵阳华烽电器总厂）
1 平面涡卷弹簧的制造工艺
微电机用的电刷弹簧中，平面涡卷弹簧是较常用的一种，其螺旋线在一个平面内的弹簧如图1所示。
微电机用平面涡卷弹簧是直流微电机的关键零件，其制造的一般程序是，设计产品图纸，按产品的图纸编制工艺规程，按工艺规程设计、制造弹簧用工艺装备，弹簧投料、试生产，成功后再投入批量生产。
平面涡卷弹簧制造的工艺流程如图2所示。
由于发兰与浸漆对弹力有影响，发兰弹力会降低，浸漆后弹力又有升高。对要求立定处理的，特别是强扭处理的弹簧，在处理过程中，有一定的弹性塑性变形，在随后的发兰、浸漆、烘烤及存放过程中，会发生反向变形，有减轻或淡化立定处理与强扭处理的作用。故此，对这类平面涡卷弹簧，在工艺流程的安排上，应放在最后。
2下料及预处理
微电机平面涡卷弹笋用带材，其材料绝大多数采用碳素纲T9A，有少数要求高的，采用合金钢。现以碳素钢为例，采用表面光洁、精度等级高的钢带，厚度要求均匀一致，因弹簧的弹力与其厚度的立方成正比，所以弹簧钢带表面应没有锈蚀、划伤、伤痕等缺陷。对其厚度应严格控制，应将簧片按不同厚度分组。
下料可以采用剪切或冲切，但冲切比剪切好。因为冲切能保证弹簧钢带的宽度精度，毛料无扭转现象。
预先热处理钢带退火。这道工序按实际需要进行。比如，在绕制过程中发现弹性过大。绕制困难，则需进行退火处理。
在生产中，还有一种现象。即在绕制弹簧的过程中出现明显的皱折。平面涡卷弹簧在绕簧前是退火状态的软料。一般是在下料之后，直接绕簧。但在生产中时常发生在绕簧时钢带不呈圆滑的阿基米得螺线形，而出现明显的皱纹、折线，甚至小裂纹。经分析，认为钢带是再结晶退火，而有些钢厂的钢带或是再结晶退火不完全，或是完全没有再结晶，从金相显微镜分析可见，有部分拉长的纤维组织，珠光体呈片状组织。为了弥补这一缺陷，采用球化退火。对于T9A高碳钢，不完全退火即可达到球化目的。推荐的球化热处理工艺为，加热至760±lO℃，保温1.5-2h，随炉降至680～700℃，保温1.5～2h，空冷。进行这一热处理工艺后，其金相组织是球扶珠光体，这种组织有良好的塑性。在绕簧过程中不再出现皱纹、折线。
3卷绕弹簧
绕簧是在专用的绕簧夹具上进行的。绕簧的程序是选择合适的绕簧心轴，根据钢带的厚度进行试绕，以确定是否要进行热处理等。
在绕簧的过程中，有两个方面要认真选择，一个是绕簧心轴，一个是衬垫。
3.1绕簧心轴
绕簧心轴如图3所示。用此绕簧心轴，绕制出的弹簧合格率比较高。
3.2绕簧衬垫
为了在绕簧时保持一定的间距，在绕簧时簧片中间垫上纸垫，该垫称绕簧衬垫。绕簧衬垫有纸垫和橡胶垫两种。
3.3绕制工艺
a．将簧片的端头放入一个特制的绕簧心轴的缺口处，进行绕制。
b．簧片绕至心轴周围的1/4或1/2处，在簧片与心轴之间垫上一条与圈距相同的厚纸垫（青壳纸），如图3所示。
c．将纸垫夹在簧圈之间，跟簧片一起进行盘绕，见图4。绕完后，将纸垫取出，该纸垫可继续使用。
采用橡胶薄膜做衬垫，代替原来的纸垫绕制涡卷弹簧。实践证明，橡胶垫比纸垫好，方便、耐用。
橡胶垫和纸垫一样，在始端要削成一定的斜度，如图5所示。
4弯头与整形
绕制好的弹簧，按图纸要求进行弯头，弯头是在专用的弯头夹具上进行，如图6所示。
图6专用弹簧弯头夹具形状与尺寸、间距及不平度、起始角等进行整形，然后去掉多余的料头。
5热处理
平面涡卷弹簧一般采用高碳钢制造。例如T9A，厚度为0.15～0. 4mm的带材，均在淬火、回火后使用。
平面涡卷弹簧热处理的目的是使弹簧得到较高的抗拉强度、屈服极限和较高的弹性极限，并能保持适当的塑性和冲击韧性，但最根本的是具有较高的弹性极限。
淬火指在箱式电炉中加热，油淬。在托盘里，弹簧用铁末保护，淬火时，将托盘翻转，弹簧、铁末一并倾入油槽中。要求淬火硬度HRc53～55。这种处理方法的缺点是硬度不均匀，劳动条件差。采用真空淬火，则没有这些缺点。
回火的传统方法是在硝石槽中回火，其缺点是盐不易洗干净，易锈蚀，表面出现斑点，表面处理发兰时，斑点不易去掉。回火可以采用真空回火，基本消除了硝石槽回火的缺点，达到了光亮的目的。
6表面处理
平面涡卷弹簧的表面处理通常是采用发兰与浸漆。 表面处理的目酌是使平面涡卷弹簧具有一定的抗蚀能力，另一方面也可以进行调节 弹簧还要经过校正，根据样板，对弹簧的 弹力，使其符合技术要求。 |
