CN1013743B - 用线材制作弹簧的设备 - Google Patents

Abstract

一种用线材制作弹簧的设备，它包括在机座(1)上固定安装的前床头(2)和后尾座(3)之间有一传动心轴(8)，此心轴用第一线材(10)卷制第一弹簧(9)线材由滑座(22)供给，供料滑座(22)能沿平行第一心轴(8)轴线的导轨(21)移动，在前床头(2)和后尾座(3)之间有第二传动心轴(23)它以滑座(22)供给的第二线材(25)卷制第二弹簧(24)，滑座(22)装在机座(1)上方的导轨(21)上，导轨(21)两端分别固定在前床头(2)和后尾座(3)的壳体(4和16)上。

Description

本发明属于金属压力加工范围，更准确地说是关于用线材制作弹簧的设备。

本发明在机器制造业，用来制作具有旋转比C＝1.8～3系数的弹簧时效果良好。它适用于卷制内燃发动机槽式活塞油环胀圈簧及具有线圈间压力的弹簧，即卷制护套弹簧。

此外，本设备还可卷制塑料螺旋线及电气工业用的加热电阻丝。

已知的用线材制作弹簧的这种设备有机座，在机座上装有前床头和后尾座（su，A，123138）。

前床头有一主轴组件，与旋转（主要运动）传动装置间有传动联接。空心主轴内有弹性夹头，与夹紧传动装置之间有传动联接。

卷制弹簧的心轴一端装在弹性夹头内，在弹性夹头内留有等于两倍线材直径的额定间隙，弹簧即通过此间隙制出。

后尾座内有轴承组件，心轴另一端刚性固定于轴承内。

设备的机座上有沿主轴方向的导向槽和能沿此导向槽移动的滑座。

为了使滑座从初始位置移动到终端位置（即卷制弹簧的过程），也为了使滑座能从终端位置回到初始位置（即从心轴上取下弹簧的过程），设备上还装有丝杠，丝杠的一端通过主轴组件与进给箱与主要运动传动装置进行传动联接;另一端支承在机座的导向槽上。滑座上 刚性固定一个螺帽，丝杠在螺帽的孔中穿过。

设备工作情况如下：

将带有一段已预先卷好的弹簧的心轴装入弹性夹头内，并借助于夹紧传动装置夹在夹头之内。

在把带有一段卷好的弹簧的心轴夹紧后，启动主传动装置，主轴开始旋转，并将旋转运动传送给心轴及丝杠。丝杠旋转时推动螺母及其上的滑座，滑座向心轴上递送线材，心轴旋转时即将线材卷绕于其上。

当滑座到达右端位置时，主轴停止转动，夹头松开，心轴停止卷绕线材。同时，主轴改变转动方向，开始向相反的方向转动，滑座向左端移动，卷制好的弹簧段通过主轴空腔从心轴上退下。

在滑座到达左端位置时，主轴改为向反方向旋轴，此时，夹头将带有一段卷好的弹簧的心轴夹紧，开始卷制新的弹簧段。

在已知的设备上，卷绕弹簧和从心轴上退下弹簧的过程交替发生，所以，从心轴上退下弹簧的时间与在心轴上卷绕弹簧的时间相等。

退下卷制好的弹簧的时间是空转时间，因此，实际上设备的生产率仅利用了一半。

除此之外，滑座在工作过程中经常作往复运动，使丝杠螺母运动副产生严重磨损，而逆向转动又使主传动装置经常损坏，不得不经常更换运动副和传动装置，致使设备的生产率降低。

本发明的基本任务是设计一种用线材制造弹簧的设备，其导向装置的位置和结构以及导向装置上的滑座装置可使滑座在被卷制的弹簧产生的力的作用下从一端向另一端移动时绕制弹簧，从而大大提高设 备的生产率。

本发明的实质在于：制造一种用线材制作弹簧的设备，其结构如下：

在机座上固定的前床头和后尾座之间有二根相互平行的传动心轴。第一心轴一端通过装在前床头上的主轴组件与旋转传动装置联接;另一端刚性固定在后尾座内的轴承组件内。第一心轴用于以第一线材卷制第一弹簧。第二心轴的传动联接与第一心轴相同，一端通过后尾座内的主轴组件与传动装置联接，另一端则与装于前床头内的轴承组件联接。第二心轴用于以第二线材卷制第二弹簧。导轨的方向平行于心轴的轴线，两端分别固定于前床头和后尾座内。滑座则装于机座上方的导轨上，在用第一线材卷制第一弹簧的最后一圈成形时产生的力的作用下，沿导轨从前床头向后尾座移动，在用第二线材卷制第二弹簧最后一圈成形时产生的力的作用下，从后尾座向前床头移动，向第一心棒供给第一线材，向第二心棒供给第二线材。

本发明解决此任务的方法是：在用线材制作弹簧的设备中，在固定安装在机座上的前床头与后尾座之间有一根第一传动心轴，用于以第一线材来卷制第一弹簧。线材由滑座供给，滑座沿平行于心轴轴线的导轨移动。第一心轴的一端通过前床头内的主轴组件与传动装置联接。另一端刚性固定于后尾座内的轴承组件内。在前床头和后尾座之间有一第二传动心轴，平行于第一心轴。它用来以第二线材卷制第二弹簧，由安装在机座上方的导轨上的滑座供给线材，第二心轴也固定于前床头与后尾座的壳体内。送料滑座在第一线材制成的第一弹簧的最后一圈成形时产生的力的作用下沿导轨由前床头向后尾座移动，在第二线材卷制的第二弹簧的最后一圈成形时产生的力的作用下由后尾 座向前床头方向移动，第二心轴的传动联接与第一心轴相同，一端通过后尾座内的主轴组件与传动装置联接，另一端与装于前床头的轴承组件相联接。

由于装设了第二根卷制弹簧的心轴，消除了空行程，在心轴上卷制的弹簧起到丝杠的作用，由弹簧使滑座作往复运动。

因此，当滑座向一端移动时，可同时在一个心轴上卷制弹簧和从另一心轴上退下弹簧。当滑座向另一端移动时，则同时从一个心轴上退下卷好的弹簧和在另一心轴上卷制弹簧。

所以，设备的生产率大大提高了，由于消除了空行程而提高了一倍。此外，在设备上除掉了受到严重磨损的丝杠一螺母运动副。而且没有了改变主传动装置的旋转方向的必要，而提高了设备的寿命。

由于消除了丝杠-螺母运动副和主传动装置的反向转动，减少了修理次数和停机时间，提高了生产率。

为了减少滑座沿导轨移动所需的单位压力，滑座壳体上有导轨通孔，壳体相对的两侧各固定一块侧板，每块侧板在有相对滑座壳体侧面的阶梯槽，因此通过心轴。阶梯槽一个阶梯的宽度和深度都等于心轴卷上弹簧后的外径，而另一阶梯的宽度等于心轴直径深度则等于心轴直径与在此心轴上卷绕的线材直径之和，侧板上还有线材通向心轴的导向孔，孔的出口在槽的阶梯边缘上。

线材导向孔的纵轴线与阶梯槽纵轴线，垂直线之间的夹角应等于心轴上卷绕的弹簧螺旋线的倾角。

为了降低滑座在导轨上移动时所需的单位压力，上述滑座应有一壳体，壳体上有孔用以通过上述导轨，壳体的相对两面上固定侧板，其中第一块侧板在朝向壳体的一面有阶梯槽，以第一心轴，及有一 孔，用来将第一线材导向第一心轴，孔的出口在阶梯槽边缘处;而第二块侧板在朝向壳体一面也有一阶梯槽，其中通过第二心轴，并有一将第二线材导向第二心轴的孔，孔的出口在阶梯槽边缘处。每一阶梯槽的一个阶梯的深度和宽度都等于此槽内的卷在心轴上的弹簧的外径，而每一槽的另一阶梯宽度等于此槽内的心轴的直径，深度等于槽内心轴直径和心轴上卷绕的线材的直径数值之和。

每个侧板上的上述线材导向孔的纵轴与阶梯槽纵轴垂线之间的夹角应等于在相应的心轴上所卷绕的弹簧螺旋线的倾角。

下面用实施例对本发明作更详细的说明，参看以下附图：

图1.本发明所述用线材制作弹簧的设备的总图，带有部分剖视的正视图;

图2.同上，带有部分剖视的顶视图;

图3.本发明中的滑座总图，在图1上为A向示图;

图4.图2上的B组件放大比例;

图5.图4上的C向示图;

图1中所建议的以线材制作弹簧的设备，有带脚的机座1，机座上装有前床头2和后尾座3;

在前床头2的壳体4内装有主轴组件5，组件5包括空心主轴6，与旋转（主运动）传动装置之间有传动联结。空心主轴6有夹头7，并与夹紧传动装置联接。在夹头7上安装着第一心轴8的一端，第一心轴由第一线盘11拉出的第一线材10卷制第一弹簧9。在此情况下，心轴8装有有规定间隙的夹头7内，此间隙值为制作弹簧9的线材10的两倍直径。

旋转（主运动）传动装置是一台电动机12，它悬挂在机座1 上，通过皮带传动机构13和主轴组件5联接，将电动机12的旋转运动传给空心主轴6，空心主轴6又通过夹头7将旋转运动传给心轴8。夹头夹紧传动装置是安装在前床头2的壳体4内的动力缸14，其连杆15与夹头7连接。

在后尾座3的壳体16内装有轴承组件17，它包括：轴承18装在轴承18内的衬套19及盖20，在衬套19中刚性固定着心轴8的另一端。

用线材制作弹簧的设备还包括;导轨21（图2），导轨与空心主轴6轴线方向相同，滑座22可沿导轨21移动并保证将线材10供给心轴8。

依照本发明，该设备有平行于第一心轴8的第二心轴23，第二心轴用从第二线盘26拉出来的第二线材25卷制第二弹簧24。心轴23在设备上的安装与心轴8相同。为此，在该设备的后尾座3的壳体16上装有第二主轴组件27，其空心主轴（图上未示）有夹头28，夹头与夹紧传动装置联接，夹紧传动装置是一个动力缸29。动力缸29的旋转（图中未示）与第二夹头28连接。心轴23的一端装于夹头28内，留有规定间隙，间隙的大小为制作第二弹簧24的第二线材25的两倍直径。

主轴组件27与主传动装置联接，主传动装置是装在机座1上的一台电动机30（图1）。

主轴组件27与传动装置30的传动联接，包括皮带传动机构31。利用它将电动机30的旋转运动传递给主轴组件27的空心主轴，而后由它通过夹头28带动心轴23转动。

在前床头2的壳体4内装有轴承组件32（图2），其装置与轴 承组件17相同。心轴23另一端刚性装入轴承组件32内。

滑座22装在机座1上方的导轨21上，导轨两端分别固定于前床头2和后尾座3的外壳4和16上，滑座22保证将第二线材25供给第二心轴23。

滑座22包括板状壳体33（图3），带有为导轨21开的孔34，并在壳体相对两面用螺钉固定于侧板36和37上。而每一侧板36和37都做成带阶梯槽38（图4）和39（图2）的形状，用以通过心轴8和23，阶梯槽38一个阶梯的宽度“a”（图5）和深度“B”等于在槽38内，由线材10在心轴8上绕制的弹簧9的外径D（图4）。槽38的另一阶梯宽度“C”（图5）等于心轴8的直径d（图4），而此阶梯的深度“e”（图5）等于卷在心轴8上的线材10的直径d₁（图4）和心轴与的直径d的数值之和。

阶梯槽39的两个阶梯的深度和宽度与心轴23和由线材25在心轴上卷制的弹簧24的尺寸有同样的比例关系。在侧板36和37上有线材导向孔40（图2）和41，分别将线材10和25导向心轴8和23，孔40和41在阶梯槽38和39的阶梯边缘上有出口。

线材10和25的导向孔40和41的纵轴线与阶段槽38和39纵向轴线0-0的垂线P间的夹角α（图4）应等于卷绕在心轴8和23上的弹簧9和24的螺旋线的倾角。

设备的工作程序如下：开始时进行设备的准备工作，举例说：从滑座22上卸下侧板36，从线盘11拉出线材10，使其穿过导向孔40进入侧板36。

将从导向孔40穿过的线材10的未端放在手工夹具（图中未 示）上，绕在一段直径与心轴8相同的棒上，做成一段弹簧9，其长度要保证能牢靠地夹紧在夹头7内，夹好的这段弹簧9插入侧板36的阶梯槽38内，侧板36安装在滑座22上，用螺钉35固定。

将心轴8的一端插入卷好的弹簧段9，滑座22置于左终端位置。

将滑座22放在左终端位置之后，心轴8的另一端刚性固定在轴承组件17中的轴承18的衬套19内。

在调试状态下，动力缸14，通过连杆15和夹头7将弹簧9在心轴8上夹紧。从操纵台（图上未示）发出启动电动机12和30的指令，电动机经过皮带传动机构13和31，将旋转运动传递给主轴组件5和27。此时，空心主轴6开始将转矩传递给上面卷有弹簧9的心轴8。

心轴8旋转时，把通过侧板36上的导向孔40的线材10卷绕在自身上。

在弹簧9最后一圈成形时，在阶梯槽38（图4）的阶梯与通过孔40导向心轴8的线材10之间产生，一个由前床头2指向后尾座3的力。侧板36将此力传给滑座22，滑座22开始由前床头2向后尾座3移动，直到右终端位置，在右终端位置时，动力缸14使连杆15向左端移动，夹头17松开，然后，滑座22停住，心轴8上卷绕线材10的工作停止，电动机12和30停止转动。主轴组件5和27也停止转动。

自滑座22上取下侧板37，从线盘26上拉出线材25，并穿过侧板37上的导向孔41，将穿过孔41的线材25的末端在手工夹具（图中未示）内用一段直径与心轴23相同的棒料卷成一段弹簧 24，其长度应保证能牢靠地夹紧在夹头28内。

卷好的一段弹簧24放入侧板37的阶梯槽39内，侧板37安装在滑座22上，用螺钉35固定，然后将卷好的一段弹簧24的末端插入夹头28内。

在滑座22上安装好侧板37后，心轴23的一端从前床头2方面插入弹簧24。

心轴23的另一端刚性固定于轴承组件32内。

动力缸29通过夹头28将弹簧24与心轴23夹紧在一起。从操纵台（图上未示）发出指令启动电动机30和12，主轴27和6开始转动，此时，主轴27将转矩传递给卷有弹簧24的心轴23。

心轴23转动，将线材25卷绕于其上，线材穿过侧板37上的导向孔41。弹簧最后一圈成形时，在阶梯槽39（图2）的阶梯与通过孔41导向心轴23的线材25之间产生一个力，其方向从后尾座3指向前床头2。

侧板37将此力传给滑座22，滑座22开始从后尾座3向前床头2移动，直到左终端位置，此时，通过侧板37，滑座22从心轴8上退下卷好的弹簧段9。

卷好的弹簧段9，此时经过夹头下空心主轴6和连杆15进入收集斗（图中未示）。

滑座22移到左终端位置。

当滑座22到达左终端位置时，动力缸29松开夹头28，夹头28则松开心轴23和弹簧24，滑座22停住，电动机30和12也停止转动，线材卷绕弹簧设备调试好后，即将其转入自动工作状态。

在操纵台（图中未示）上通过有关的转换开关将设备转入自动工 作状态。

在自动工作状态下，设备的工作情况如下：

在操纵台上按“启动”钮，电动机12和30启动，带动主轴6和主轴组件27的主轴旋转，动力缸14通过连杆15和夹头7将弹簧9与心轴8夹紧，在夹头7夹紧弹簧9与心轴8后，主轴6将转矩传递给卷上弹簧9的心轴8。

心轴8旋转，将从线盘11通过侧板36的导向孔40的线材10绕于其上。

弹簧9最后一圈成形时，在阶梯槽38的阶梯和通过孔40导向心轴8的线材10之间产生一个力，其方向由前床头2指向后尾座3。

侧板36将此力传递给滑座22，滑座22开始由前床头2向后尾座3移动，直到右终端位置。同时，从心轴23上退下，在调试状态下绕制的一段弹簧24，通过夹头28主轴组件27的空心主轴及动力缸29的连杆，投入收集斗（图中未示）。

当滑座22到达右终端位置时，动力缸14松开夹头7，由主轴6到卷着弹簧9的心轴8的转矩传递停止，滑座22停住。

夹紧夹紧头28的指令自动向动力缸29发出，夹头28夹紧心轴23和弹簧24。

夹头28夹紧弹簧24与心轴23后，主轴部件27的主轴开始通过夹头28将转矩传递给上面卷有弹簧24的心轴23，心轴23旋转，将由线盘26通过侧板37上的导向孔41引来的线材25卷绕于其上，弹簧24最后一圈成形时，在阶梯槽39和通过孔41导向的线材25之间产生一个力，其方向由后尾座3指向前床头2。

侧板37将此力传给滑座22，滑座22由后尾座3向前床头2移动，此时，它通过侧板36，由心轴8上退下卷制的一段弹簧9。

卷制好的弹簧段9通过夹头7，空心主轴6、连杆15进入收集斗（图中未示）。滑座22移到左终端位置。

当滑座22到达左终端位置时，动力缸29松开夹头28，夹头28则松开心轴23和弹簧24，主轴组件27的空心主轴停止将转矩传递给带有弹簧24的心轴23，滑座22停止移动，发给动力缸14压紧夹头7的指令，夹头7夹紧带有弹簧9的心轴8，空心主轴6将转矩传给带有弹簧9的心轴8，此工作循环重复进行。

本发明提出的用线材制作弹簧的设备与已知的同类设备相比，可以提高生产率而不降低卷制弹簧的质量。

此外，这种设备与已知的同类设备相比，具有同样的外形尺寸，而且能大大降低金属消耗量。

这种设备工作可靠，其主传动装置寿命显著提高。

Claims (3)

1、一种用线材制作弹簧的设备，包括在其机座(1)上固定安装的前床头(2)和后尾座(3)之间有第一传动心轴(6)，它用滑座(22)供给的第一线材(10)卷制第一弹簧(9)，滑座(22)能够沿平行于心轴(6)轴线的导轨(21)移动，心轴(6)的一端通过安装在前床头(2)内的主轴组件(5)与旋转传动装置联接，而另一端则刚性固定于装在后尾座(3)内的轴承组件(17)内，其特征为：在前床头(2)和后尾座(3)之间沿平行于第一心轴(8)的方向配置有第二心轴(23)，它用由滑座(22)供给的第二线材(25)绕制第二弹簧(24)，滑座(22)装在机座(1)上方的导轨(21)上，导轨两端固定于前床头(2)和后尾座(3)的壳体(4)和(16)内，在用第一线材(10)卷制的第一弹簧(9)的最后一圈成形时产生一个由前床头(2)指向后尾座(3)的力，滑座(22)在这个力的作用下沿导轨(21)由前床头(2)向后尾座(3)移动，在由第二线材(25)卷制的第二弹簧(24)的最后一圈成形时产生一个力，使滑座(22)由后尾座(3)向前床头(2)移动，第二心轴(23)与第一心轴(8)相同，通过装在后尾座(3)内的主轴组件(27)与旋转传动装置联接，并与装在前床头(2)内的轴承组件(32)联接。

2、按权利要求1中所述的设备，其特征为：滑座（22）上有带孔（34）的壳体（33），孔（34）用于通过导轨槽（21），在壳体上相对的两面上固定有侧板（36）和（37），每个侧板在朝向壳体（33）的面上都做成阶梯槽（38和39），阶梯槽用于通过心轴（8和23），槽的一个阶梯的宽度和深度等于相应心轴（8和23）上卷好的弹簧（9和10）的外径，而另一阶梯的宽度等于心轴（8和23）的直径，深度等于心轴（8和23）的直径与卷绕在相应心轴（8和23）上的线材（10和25）直径的数值之和，还有将线材（10和25）导向心轴（8和23）的孔（40和41），孔的出口在阶梯槽（38和39）的边缘上。

3、按权利要求2所述的设备，其特征为每块侧板（36和37）上的线材（10和25）用的导向孔（40和41）的纵轴线与阶梯槽（38和39）的纵轴线（0-0）的垂线（P）之间的夹角应等于卷绕在心轴（8和23）上的弹簧（9和24）的螺旋线倾角。

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