CN105592952A - 螺旋弹簧的成形方法以及成形装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书所公开的螺旋弹簧的制造方法包括：第1成形工序，通过将螺旋弹簧用线材卷绕在第1芯棒上，以成形为圆筒形；第2成形工序，对已成形为圆筒形的螺旋弹簧的端部进行后续加工。第2成形工序包括：夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端以外的特定部位的步骤；夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端的步骤；使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位至少沿已成形为圆筒形的螺旋弹簧的轴线方向移动的移动步骤。
Description
技术领域
本说明书公开一种螺旋弹簧的成形技术。详细来说，公开一种用于对螺旋弹簧的端部进行后续加工(例如，用于成形钩环(pigtail)的加工)的技术。
背景技术
现有技术中，公知一种通过对端部进行后续加工制造而成的螺旋弹簧(例如，在端部成形有钩环的螺旋弹簧)。为了制造这种螺旋弹簧，首先，将作为原材料的线材卷绕在芯棒上，成形为圆筒形的螺旋弹簧(半成品)，接着，对该圆筒形的螺旋弹簧的端部进行后续加工，以成形为最终形状。在日本发明专利公开公报特开2005-349447号中公开了一种用于在圆筒形的螺旋弹簧的端部成形钩环的成形装置。在该成形装置中，在转轴上安装有成形夹具。另外，由第1卡止机构将圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端(开放端)固定在成形夹具(芯棒)上，并且，由第2卡止机构夹持螺旋弹簧用线材中开始成形钩环的部位。接着，使转轴以其自身的轴线为中心转动，并且使该转轴在与转轴垂直的平面内移动，从而将螺旋弹簧用线材卷绕在成形夹具上，并在圆筒形的螺旋弹簧的端部成形钩环。
在现有技术所涉及的成形装置中，由于在成形钩环时，仅使转轴在与转轴垂直的平面内移动，因而，有时是无法使螺旋弹簧用线材成形为所期望的形状的。即，在现有技术中的成形装置中，螺旋弹簧的支承圈部的节距在成形为半成品时就已经固定，之后无法进行变更。因此，在成形半成品时无法使支承圈部的节距为所期望的节距时，最终成品时的支承圈部的节距也无法变为所期望的节距。
发明内容
本说明书的目的在于提供一种在对螺旋弹簧的端部进行后续加工时能够使螺旋弹簧的支承圈部的节距成形为所期望的节距的技术。
本说明书所公开的螺旋弹簧的成形方法用于将螺旋弹簧用线材成形为所期望的形状，该螺旋弹簧的成形方法包括：第1成形工序，通过将螺旋弹簧用线材卷绕在第1芯棒上，以成形为圆筒形；第2成形工序，对已成形为圆筒形的螺旋弹簧的端部进行后续加工。第2成形工序包括：夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端以外的特定部位的步骤；夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端的步骤；使被夹持的材料线的一端相对于被夹持的特定部位至少沿已成形为圆筒形的螺旋弹簧的轴线方向移动的移动步骤。
在该螺旋弹簧的成形方法中，在对螺旋弹簧用线材的端部进行后续加工时，使螺旋弹簧用线材的一端相对于螺旋弹簧用线材的特定部位至少沿与已成形为圆筒形的螺旋弹簧的轴线平行的轴线方向移动。因此，在成形钩环时，能够使螺旋弹簧用线材间的距离发生变化，以调整螺旋弹簧的支承圈部的节距。从而，能够将螺旋弹簧的支承圈部的节距成形为所期望的节距。
另外，本说明书公开一种用于对已成形为圆筒形的螺旋弹簧的一个端部进行后续加工的螺旋弹簧的成形装置。即，本说明书所公开的螺旋弹簧的成形装置具有：第1夹持构件，其夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端；第2夹持构件，其夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端以外的特定部位；移动机构，其使第1夹持构件相对于第2夹持构件至少沿已成形为圆筒形的螺旋弹簧的轴线方向移动；控制装置，其在螺旋弹簧用线材被夹持于第1夹持构件和第2夹持构件的状态下驱动移动机构，以使第1夹持构件相对于第2夹持构件至少沿所述轴线方向移动。采用该成形装置能够成形支承圈部的节距为所期望的节距的螺旋弹簧。
附图说明
图1是表示本实施例所涉及的螺旋弹簧的制造过程的流程图。
图2是示意性地表示用于在本实施例所涉及的螺旋弹簧的端部成形钩环的成形装置的结构的侧视图。
图3是表示在螺旋弹簧的端部成形钩环时的成形夹具(芯棒)和螺旋弹簧的端部的图。
图4是表示本实施例所涉及的螺旋弹簧的外观的图。
具体实施方式
在本说明书所公开的成形方法中，第2成形工序可以在设置于转轴上的夹持部夹持螺旋弹簧用线材的一端的状态下进行。这种情况下，在移动步骤中，可以进一步使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位以作为所述转轴的轴线的x轴为中心，以及/或者以与x轴垂直的y轴为中心，以及/或者以与x轴和y轴垂直的z轴为中心转动。
采用这种结构能够使螺旋弹簧用线材的一端相对于特定部位以x轴、y轴及z轴中的至少一个轴为中心转动。因而能够向任意方向弯曲螺旋弹簧用线材，将螺旋弹簧的形状成形为所期望的形状。此外，在该成形方法中，成形时转轴的轴线(x轴)方向发生变化的情况下，将第2成形工序开始时的转轴的轴线设定为x轴。因此，成形时转轴的轴线(x轴)方向发生变化时，转轴(x轴)与y轴及z轴不垂直。即，成形时，不需要使转轴的轴线始终与y轴及z轴垂直。此外，上述定义在下面的成形方法中也相同。
在本说明书所公开的成形方法中，在移动步骤中，可以进一步使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位沿x轴方向、以及/或者y轴方向、以及/或者z轴方向移动。采用这种结构能够向任意方向缩小或者扩大螺旋弹簧用线材的弯曲直径。
在本说明书所公开的成形方法中，在转轴上还可以设置有第2芯棒。这种情况下，在移动步骤中，可以通过使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位移动，从而使螺旋弹簧用线材卷绕在第2芯棒上。采用这种结构时，将螺旋弹簧用线材卷绕在芯棒上对螺旋弹簧的端部进行后续加工，因而能够以良好的精度成形端部。
在本说明书所公开的成形工序中，第2芯棒可以与被夹持的螺旋弹簧用线材的一端一起沿x轴方向，以及/或者y轴方向，以及/或者z轴方向移动。采用这种结构时，由于螺旋弹簧用线材的一端与第2芯棒之间不会产生相对移动，因而能够简单地构成将螺旋弹簧的一端(开放端)夹持于第2芯棒上的机构。
在本说明书所公开的成形方法中，第2成形工序可以在将成形为圆筒形的螺旋弹簧加热到300℃以上的状态下进行。采用这种结构时，由于在易变形的状态下使螺旋弹簧用线材成形，因而能够降低成形时所需的加工力。
(实施例)对实施例所涉及的螺旋弹簧的成形方法进行说明。首先，对实施例所涉及的螺旋弹簧进行简单地说明。实施例所涉及的螺旋弹簧是装备在汽车等上的撑杆式悬架装置用的螺旋弹簧。如图4所示，在螺旋弹簧S的中央成形有圆筒部S1，在该螺旋弹簧S的两端成形有钩环S2。使用螺旋弹簧S的撑杆式悬架装置具有减震器(shockabsorber)，该减震器配置在螺旋弹簧S的内侧。在撑杆式悬架装置中，由路面作用于轮胎的外力的方向与减震器的轴线方向不一致。因此，会产生横向力作用于减震器，而使乘坐舒适度降低等问题。为了解决该问题，需要使螺旋弹簧S的载荷轴线以所期望的角度倾斜，降低作用于减震器的横向力。例如，使螺旋弹簧S的圆筒部S1的中心轴与钩环S2的中心轴错开，或者通过调整钩环S2的节距，使支承圈部倾斜。因此，为了使本实施例所涉及的螺旋弹簧S的载荷轴线以所期望的角度倾斜，需要将钩环S2成形为所期望的形状。
为了制造上述的螺旋弹簧S，首先，将弹簧钢(例如，SUP6、SUP9、SUP9A、SUP11A等)加工成规定尺寸的线材。接着，如图1所示，利用加热炉对已加工成规定尺寸的线材进行加热，将加热后的线材卷绕在一次成形用的芯棒(第1芯棒的一个例子)上，以一次成形为圆筒形(S10)。如图2所示，一次成形后的线材(下面称为半成品形状的线材)的一端成形有钩环S2，而另一端则未成形有钩环S2。即，半成品形状的线材成形为圆筒部S1，并且在圆筒部S1的一端成形有钩环S2。但是，在圆筒部S1的另一端并未成形有钩环S2。
接着，在半成品形状的线材的另一端(未成形有钩环S2的端部)成形钩环S2(S12)。从而，制造出图4所示的螺旋弹簧S。此外，优选在半成品形状的线材被加热到300℃以上的状态下实施步骤S12的成形工序。例如，通过在步骤S10的成形工序后立即实施步骤S12的成形工序，能够在半成品形状的线材为300℃以上的状态下成形钩环S2。即，通过在加热后的线材降温的期间执行步骤S12，能够提高执行步骤S12时的线材的温度。采用这样的结构，能够减小成形钩环S2时的加工力，抑制后述的成形装置10的大型化。下面详细地说明对半成品形状的线材进行的步骤12所示的钩环S2的成形。
首先，对在半成品形状的线材(下面，有时仅称为线材)的端部成形钩环S2的成形装置10进行说明。如图2所示，成形装置10具有：主体(12、14、16、18)；转轴20，其安装在主体(12、14、16、18)上且能够转动；夹持机构(30、32(第2夹持构件的一个例子))，其夹持线材S的端部附近的特定部位。
主体(12、14、16、18)具有基座12、螺纹轴14、移动工作台16以及滑块18。在基座12内配置有未图示的驱动装置(马达等)，该驱动装置与螺纹轴14连接。螺纹轴14沿z轴方向(铅直方向：成形开始时的与转轴20的轴线(即，x轴)垂直的方向)延伸，该螺纹轴14的下端支承在基座12上且能够转动。在使基座12内的驱动装置动作时，伴随于此，螺纹轴14转动。移动工作台16与螺纹轴14螺合。当螺纹轴14转动时，移动工作台16沿z轴方向(铅直方向)移动。在移动工作台16的上表面上放置有滑块18。滑块18被未图示的驱动装置(马达)驱动，相对于移动工作台16的上表面沿x轴方向(成形开始时的转轴20的轴线(即，x轴)方向)以及y轴方向(与x轴方向和z轴方向垂直的y轴方向)作进退运动，并且以z轴(铅直轴线)为中心摆动。
转轴20安装在滑块18上。转轴20向夹持机构(30、32)一侧延伸，其一端支承在滑块18上。转轴20的一端以能够以转轴20的轴线为中心相对于滑动18转动的方式被支承，并且以能够以y轴为中心摆动的方式被安装。当未图示的驱动装置动作时，转轴20以其自身轴线为中心转动，并且，以滑块18一侧的端部为支点且以y轴为中心摆动。
在转轴20的另一端设置有芯棒26(第2芯棒的一个例子)和夹持构件24(第1夹持构件24的一个例子)。如图2、图3所示，芯棒26为圆柱形的构件，具有用于卷绕线材S的外周面26a。在外周面26a上成形有向外周方向突出的突出部26b。半成品形状的线材S的一端与突出部26b抵接。夹持构件24把持半成品形状的线材S的一端。具体来说，线材S的一端在其端面与芯棒26的突出部26b抵接的状态下被夹持构件24和芯棒26的外周面26a夹持，从而被夹持于芯棒26上。通过未图示的驱动装置，能够使夹持构件24在夹持线材S的一端的状态与不夹持线材S的一端状态之间切换。此外，由于芯棒26和夹持构件24固定在转轴20上，因而，当转轴20转动时，伴随于此，芯棒26和夹持构件24也转动。
夹持机构(30、32)配置在于x轴(+)方向上与基座12相离的位置。具体来说，在x轴(+)方向上与基座12相离的位置设置有基台28，在该基台28上设置有夹持机构(30、32)。通过未图示的驱动装置，能够使夹持机构(30、32)在夹持线材S的状态(夹持构件30、32相互抵接的状态)与不夹持线材S的状态(夹持构件30、32相互分离的状态)之间切换。由于基台28相对于基座12位置不发生变化，因而，夹持机构(30、32)也相对于基座12位置不发生变化。
另外，成形装置10具有控制成形装置10的各部的控制装置34。控制装置34由具有CPU、ROM、RAM等的计算机构成。规定螺旋弹簧S的设计形状(包括钩环S2的形状)的CAD数据被输入控制装置34内。控制装置34基于输入的CAD数据来控制上述的各驱动装置。从而，在成形钩环S2时，移动工作台16沿z轴方向移动，滑块18沿x轴方向和y轴方向移动，另外，滑块18以z轴为中心摆动，再者，转轴20以其自身的轴线为中心转动且以y轴为中心摆动。再者，控制装置34控制夹持构件24和夹持机构(30、32z)，使其在夹持线材S的状态和不夹持线材S的状态之间切换。控制装置34控制成形装置10的各部，从而在半成品形状的线材S的端部成形钩环S2。
接下来，对利用上述的成形装置10在半成品形状的线材S的端部成形钩环S2时的成形装置10的动作进行说明。首先，将半成品形状的线材S固定在成形装置10上。具体来说，控制装置34驱动各驱动装置，使移动工作台16、滑块18以及转轴20移动至初始位置。接着，由未图示的机械手臂等将半成品形状的线材S移入成形装置10内。半成品形状的线材S被移入后，控制装置34驱动夹持机构(30、32)夹持住线材S的特定部位，并且，驱动夹持构件24将线材S的端部(未成形有钩环S2的一侧的端部)夹持于芯棒26上。
接着，控制装置34在线材S的端部和特定部位被夹持着的状态下，基于规定螺旋弹簧S的最终成品形状的CAD数据，控制用于驱动移动工作台16、滑块18以及转轴20的各驱动装置。从而，移动工作台16沿z轴方向移动，以及/或者滑块18沿x轴方向移动，以及/或者滑块18沿y轴方向移动，以及/或者滑块18以z轴为中心摆动，以及/或者转轴20以其自身的轴线为中心转动，以及/或者转轴20以y轴为中心摆动。其结果为，在半成品形状的线材S的端部形成钩环S2。
这里，在成形钩环S2时，在使转轴20以其自身的轴线为中心转动时，线材S卷绕在芯棒26的外周面26a上。由于通过将线材S卷绕在芯棒26的外周面26a上来成形钩环S2，因而，能够以良好的精度成形钩环S2。另外，在成形钩环S2时，通过使移动工作台16和滑块18移动，另外，使滑块18和转轴20摆动，从而能够任意控制钩环S2的轴线和节距。其结果为，成形的钩环S2具有CAD数据规定的最终成品形状。
钩环S2成形后，驱动夹持构件24以放开线材S的端部，并且，驱动夹持机构(30、32)以放开线材S的特定部位。接着，由未图示的机械手臂等将最终成品形状的螺旋弹簧S从成形装置10中移出。从而能够使半成品形状的线材S上成形有钩环S2。
由上述内容明确可知，在本实施例的螺旋弹簧的成形方法中，在半成品形状的线材S的端部成形钩环S2时，通过使滑块18(转轴20和芯棒24)沿x轴方向移动，能够对成形的钩环S2的节距进行控制，使之为任意节距。另外，在成形钩环S2时，通过使移动工作台16、滑块18以及转轴20适当地移动，能够将钩环S2成形为所期望的形状。尤其是，由于控制装置34基于CAD数据驱动移动工作台16、滑块18以及转轴20，因而，能够成形由CAD数据规定的形状(设计形状)的螺旋弹簧S。
上面对本说明书公开的技术的具体例子进行了详细说明，但是，这些仅仅是具体例子，其不是对权利要求书的限定。在权利要求书记载的技术中包含有对上面例示的具体例子进行各种变形、变更后得到的内容。
例如，在上述实施例中，转轴20(芯棒26)能够沿x轴方向、y轴方向以及z轴方向移动，并且能够以y轴以及z轴为中心摆动，但是，本发明并不局限于此。例如，可以使转轴20(芯棒26)具有能够仅沿x轴方向、y轴方向以及z轴方向移动的结构，或者可以使转轴20(芯棒26)具有能够沿x轴方向移动且能够以y轴以及z轴为中心摆动的结构，再者，可以使转轴20具有适当地选择这些移动方式中的几种方式而构成的结构。即使采用这样的结构，也能够调整钩环的节距。另外，在上述实施例中，转轴20为一体结构，但是，也可以由基端部和顶端部这2个构件构成转轴。在该情况下，可以使顶端部能够相对于基端部以y轴(沿与基端部的轴线垂直的水平方向延伸的轴)为中心摆动，以及/或者以z轴(沿与y轴垂直的铅直方向延伸的轴)为中心转动。即，调整夹持构件24的位置的移动机构可以采用各种结构。再者，芯棒26不一定是必须的，也可以在不使用芯棒26的情况下成形钩环。
本说明书或者附图所说明的技术要素单独或者通过各种组合发挥技术有用性，其并不局限于申请时权利要求记载的组合。另外，本说明书或者附图例示的技术能够同时达成多个目的，并且，也能够仅达成其中一个目的，而发挥技术有用性。
Claims (7)
1.一种螺旋弹簧的成形方法，其用于将螺旋弹簧用线材成形为所期望的形状，其特征在于，包括：
第1成形工序，通过将螺旋弹簧用线材卷绕在第1芯棒上，以成形为圆筒形；
第2成形工序，对成形为圆筒形的螺旋弹簧的端部进行后续加工，
第2成形工序包括：
夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端以外的特定部位的步骤；
夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端的步骤；
使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位至少沿已成形为圆筒形的螺旋弹簧的轴线方向移动的移动步骤。
2.根据权利要求1所述的螺旋弹簧的成形方法，其特征在于，
第2成形工序在螺旋弹簧用线材的一端被夹持于设置于转轴上的夹持部的状态下进行，
在移动步骤中，进一步使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位以作为所述转轴的轴线的x轴为中心、以及/或者以与x轴垂直的y轴为中心、以及/或者以与x轴和y轴垂直的z轴为中心转动。
3.根据权利要求2所述的螺旋弹簧的成形方法，其特征在于，
在移动步骤中，进一步使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位沿x轴方向、以及/或者y轴方向、以及/或者z轴方向移动。
4.根据权利要求2或3所述的螺旋弹簧的成形方法，其特征在于，
在所述转轴上还设置有第2芯棒，
在移动步骤中，通过使被夹持的螺旋弹簧用线材的一端相对于被夹持的特定部位移动，从而使螺旋弹簧用线材卷绕在第2芯棒上。
5.根据权利要求4所述的螺旋弹簧的成形方法，其特征在于，
第2芯棒与被夹持的螺旋弹簧用线材的一端一起沿x轴方向、以及/或者y轴方向、以及/或者z轴方向移动。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的螺旋弹簧的成形方法，其特征在于，
第2成形工序在将已成形为圆筒形的螺旋弹簧加热到300℃以上的状态下进行。
7.一种螺旋弹簧的成形装置，其用于对已成形为圆筒形的螺旋弹簧的一个端部进行后续加工，其特征在于，具有：
第1夹持构件，其夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端；
第2夹持构件，其夹持已成形为圆筒形的螺旋弹簧用线材的一端以外的特定部位；
移动机构，其使第1夹持构件相对于第2夹持构件至少沿已成形为圆筒形的螺旋弹簧的轴线方向移动；
控制装置，其在螺旋弹簧用线材被夹持于第1夹持构件和第2夹持构件的状态下驱动移动机构，以使第1夹持构件相对于第2夹持构件至少沿所述轴线方向移动。
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