CN110142358B - 一种高精度螺旋弹簧静压机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高精度螺旋弹簧静压机，包括机台，水平设置在机台中间在驱动机构驱动下沿中轴线转动的分料盘，该分料盘的周侧均匀分布有料孔；在分料盘周围且对应料孔的位置至少设置一个送套机构用于推送弹簧套筒，一个送簧机构用于推送被压弹簧，一个压簧机构用于推压被压弹簧，一个取料机构(8)用于取出装有被压弹簧的弹簧套筒；所述驱动机构、送套机构、送簧机构、压簧机构和取料机构通过可编程逻辑控制器进行配合协同动作；本发明具有结构简单、自动化程度高，其采用弹簧静强压停放工艺，保证弹簧具有较高尺寸精度和机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种制造高精密、高标准要求的高精度螺旋弹簧静压机。
背景技术
弹簧的强压处理是把弹簧压至材料层应力超过屈服点，使表面产生负剩余应力，心部产生正剩余应力。其工艺方法有两种，一种是静强压，把弹簧压至要求高度停放6-48h，然后放开。这种方法占用工艺装置及设备较多，占用场地也较大，但性能较稳定,宜用于一些小弹簧。另一种方法是用较慢速度(约1min)把弹簧压至规定高度，然后缓慢放开(约1min)，使弹簧产生塑性变形。随后在该高度下进行立定处理，这种方法与静强压有同样效果，适用于各类大弹簧。
现有公告号为CN201310533338.9的专利公开了一种弹簧强压机，其采用的技术方案为：包括工作台、驱动装置，所述的驱动装置带动一中心轴为水平状的驱动盘，沿驱动盘的径向均布分布若干支工件串杆，至少在一件工件串杆相对应的位置设有压力头，压力头与被强压的弹簧相匹配，压力头由气缸提供动力；所述的工作台上设有凹形缺口，驱动盘安装在凹形缺口中，驱动盘两端通过轴承座固定在凹形缺口两侧，压力头正对凹形缺口设置；所述的驱动装置、气缸通过可编程逻辑控制器进行配合协同动作。
上述技术方案实现了部分工序的自动化操作，提高了弹簧批量静强压的工作效率，然而该技术方案无法适用于需要在要求高度停放6-48h的高精度弹簧的生产，且其采用的自由落体式出料方式，弹簧在自由落体过程中不可避免的出现因跌落而导致的形变，而影响了弹簧的精度。
随着电子设备、汽车制造、航空航天等行业技术的发展，对高精度尺寸要求的螺旋弹簧需求越来越大，这就需要设计一种能够高效自动化生产高精度螺旋弹簧的静压机。
发明内容
本发明的目的是为了解决在自动化高效生产下，保证弹簧具有较高尺寸精度和机械性能以满足装备要求的问题，本发明提供了一种结构简单、自动化程度高的高精度螺旋弹簧静压机。
本发明采用的技术方案为：一种高精度螺旋弹簧静压机，其创新点在于：包括机台1，水平设置在机台1中间在驱动机构驱动下沿中轴线转动的分料盘3，该分料盘3的周侧均匀分布有料孔4；在分料盘3周围且对应料孔4的位置至少设置一个送套机构5用于推送弹簧套筒10，一个送簧机构6用于推送被压弹簧，一个压簧机构7用于推压被压弹簧，一个取料机构8用于取出装有被压弹簧的弹簧套筒10；所述驱动机构、送套机构5、送簧机构6、压簧机构7和取料机构8 通过可编程逻辑控制器进行配合协同动作。
在一些实施方式中，所述驱动机构为采用步进电机驱动齿轮减速箱，齿轮减速箱驱动分料盘3的结构。
在一些实施方式中，所述料孔4设置在分料盘3的径向上，其内部设有一根导向杆9，该导向杆9通过螺纹可拆卸连接于料孔4底部圆心位置。
进一步地，所述料孔4为圆柱形，其直径大于弹簧套筒10的直径，所述导向杆9为圆柱形，其直径小于被压弹簧的内径。
所述导向杆9的作用是：与被压弹簧的内径间隙配合，在被压弹簧压缩时对其进行导向和限位，防止被压弹簧在压缩过程中产生形变，提高产品质量。
在一些实施方式中，所述弹簧套筒10为圆筒形，其内壁顶部沿周向开有4 个均匀分布的矩形槽11，止位板12一端通过销轴结构可旋转的设置在矩形槽11 内，所述止位板12另一端通过压缩弹簧与矩形槽11底部连接。
弹簧套筒10所起的作用是：弹簧被压入弹簧套筒10中，在规定的工艺高度被止位板12锁止在弹簧套筒10内，在取料工序中弹簧连同弹簧套筒10一同被取出，弹簧在弹簧套筒10内停放至工艺时长后，通过另外的工装设备取出。
在一些实施方式中，所述弹簧套筒10底部开有一通孔，该通孔用于使导向杆9通过，且该通孔的直径小于被压弹簧的内径，弹簧套筒10的底部在开有通孔的情况下应能够保证与弹簧的接触面，能够有效的阻拦弹簧。
在一些实施方式中，所述压簧机构7包括与料孔4对应设置的压锤13，为该压锤提供动力的伸缩气缸，所述压锤13通过螺纹可拆卸的与伸缩气缸的伸缩杆连接，该伸缩气缸通过气缸座固定在机台1上。
因本发明的高精度螺旋弹簧的静压机多用于小型弹簧的静压工序中，小型弹簧的阻力较小，采用伸缩气缸提供压力具有控制简单、相应时间短、工作效率高的优势。
在一些实施方式中，所述压锤13包括头部15和与之连接的杆部16，所述头部15整体为圆柱体，其具有一凸台部17、台阶18、柱形部19，所述凸台部 17与弹簧套筒10配合用于将被压弹簧挤压至该弹簧套筒10内，所述台阶18在压锤13挤压被压弹簧时与分料盘3外壁接触用于限位。
在一些实施方式中，所述台阶18表面粘附有弹性缓冲垫。
在一些实施方式中，所述杆部16一端固定连接于柱形部19底部中心位置，另一端车有长螺纹，与所述伸缩气缸的伸缩杆通过并紧螺母可调节连接。
在一些实施方式中，所述杆部16一端固定连接于柱形部19底部中心位置，另一端与弹簧伸缩杆固定连接，该弹簧伸缩杆另一端与伸缩气缸的伸缩杆固定连接，本实施方式中在杆部16与伸缩气缸的伸缩杆之间加入弹簧伸缩杆的作用是：在伸缩气缸推动压锤13工作中，起到弥补间隙的作用，同时由于弹簧伸缩杆的弹力可调节性，也使得压锤13挤压被压弹簧的压力可调，进一步提高了产品质量，也提高了设备整体的安全性。
在一些实施方式中，所述料孔4及与之对应的送套机构5、送簧机构6、压锤13上均设置有光学接近开关，用于配合可编程逻辑控制器进行协同动作。
在一些实施方式中，所述送套机构5、送簧机构6、取料机构8采用气动管路进行物料运输，采用电磁伸缩杆进行物料推送的电气自动化机构。
本高精度螺旋弹簧静压机的工作过程是：
在可编程逻辑控制器(PLC)中录入程序，第一步：送套机构5将弹簧套筒 10推入料孔4内；第二步：分料盘3转动将第一步中装有弹簧套筒10的料孔4 对应至送簧机构6，送簧机构6将被压弹簧推入弹簧套筒10内；第三步：分料盘3转动将第二步中装有被压弹簧的料孔4对应到压簧机构7，压锤13在气缸的推动下将被压弹簧压入弹簧套筒10，被压弹簧在规定的工艺高度被止位板12 锁止在弹簧套筒10内；第四步：分料盘3转动将第三步中的料孔4对应到取料机构8，取料机构8将装有被压弹簧的弹簧套筒10取出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单、自动化程度高，采用弹簧静强压停放工艺，保证弹簧具有较高尺寸精度和机械性能以满足精密装备的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中弹簧套筒的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明披露了一种高精度螺旋弹簧静压机，如图1所示：包括机台1，水平设置在机台1中间在驱动机构驱动下沿中轴线转动的分料盘3，该分料盘3的周侧均匀分布有料孔4；在分料盘3周围且对应料孔4的位置至少设置一个送套机构5用于推送弹簧套筒10，一个送簧机构6用于推送被压弹簧，一个压簧机构7 用于推压被压弹簧，一个取料机构8用于取出装有被压弹簧的弹簧套筒10；所述驱动机构、送套机构5、送簧机构6、压簧机构7和取料机构8通过可编程逻辑控制器进行配合协同动作。
在一些实施方式中，所述料孔4设置在分料盘3的径向上，其内部设有一根导向杆9，该导向杆9通过螺纹可拆卸连接于料孔4底部圆心位置。
进一步地，所述料孔4为圆柱形，其直径大于弹簧套筒10的直径，所述导向杆9为圆柱形，其直径小于被压弹簧的内径。
所述导向杆9的作用是：与被压弹簧的内径间隙配合，在被压弹簧压缩时对其进行导向和限位，防止被压弹簧在压缩过程中产生形变，提高产品质量。
在一些实施方式中，所述弹簧套筒10为圆筒形，其内壁顶部沿周向开有4 个均匀分布的矩形槽11，止位板12一端通过销轴结构可旋转的设置在矩形槽11 内，所述止位板12另一端通过压缩弹簧与矩形槽11底部连接。
弹簧套筒10所起的作用是：弹簧被压入弹簧套筒10中，在规定的工艺高度被止位板12锁止在弹簧套筒10内，在取料工序中弹簧连同弹簧套筒10一同被取出，弹簧在弹簧套筒10内停放至工艺时长后，通过另外的工装设备取出。
在一些实施方式中，所述弹簧套筒10底部开有一通孔，该通孔用于使导向杆9通过，且该通孔的直径小于被压弹簧的内径，弹簧套筒10的底部在开有通孔的情况下应能够保证与弹簧的接触面，能够有效的阻拦弹簧。
在一些实施方式中，所述压簧机构7包括与料孔4对应设置的压锤13，为该压锤提供动力的伸缩气缸，所述压锤13通过螺纹可拆卸的与伸缩气缸的伸缩杆连接，该伸缩气缸通过气缸座固定在机台1上。
因本发明的高精度螺旋弹簧的静压机多用于小型弹簧的静压工序中，小型弹簧的阻力较小，采用伸缩气缸提供压力具有控制简单、相应时间短、工作效率高的优势。
在一些实施方式中，所述压锤13包括头部15和与之连接的杆部16，所述头部15整体为圆柱体，其具有一凸台部17、台阶18、柱形部19，所述凸台部 17与弹簧套筒10配合用于将被压弹簧挤压至该弹簧套筒10内，所述台阶18在压锤13挤压被压弹簧时与分料盘3外壁接触用于限位。
在一些实施方式中，所述台阶18表面粘附有弹性缓冲垫。
在一些实施方式中，所述杆部16一端固定连接于柱形部19底部中心位置，另一端车有长螺纹，与所述伸缩气缸的伸缩杆通过并紧螺母可调节连接。
在一些实施方式中，所述杆部16一端固定连接于柱形部19底部中心位置，另一端与弹簧伸缩杆固定连接，该弹簧伸缩杆另一端与伸缩气缸的伸缩杆固定连接，本实施方式中在杆部16与伸缩气缸的伸缩杆之间加入弹簧伸缩杆的作用是：在伸缩气缸推动压锤13工作中，起到弥补间隙的作用，同时由于弹簧伸缩杆的弹力可调节性，也使得压锤13挤压被压弹簧的压力可调，进一步提高了产品质量，也提高了设备整体的安全性。
在一些实施方式中，所述料孔4及与之对应的送套机构5、送簧机构6、压锤13上均设置有光学接近开关，用于配合可编程逻辑控制器进行协同动作。
在一些实施方式中，所述送套机构5、送簧机构6、取料机构8采用气动管路进行物料运输，采用电磁伸缩杆进行物料推送的电气自动化机构。
本高精度螺旋弹簧静压机的工作过程是：
在可编程逻辑控制器(PLC)中录入程序，第一步：送套机构5将弹簧套筒 10推入料孔4内；第二步：分料盘3转动将第一步中装有弹簧套筒10的料孔4 对应至送簧机构6，送簧机构6将被压弹簧推入弹簧套筒10内；第三步：分料盘3转动将第二步中装有被压弹簧的料孔4对应到压簧机构7，压锤13在气缸的推动下将被压弹簧压入弹簧套筒10，被压弹簧在规定的工艺高度被止位板12 锁止在弹簧套筒10内；第四步：分料盘3转动将第三步中的料孔4对应到取料机构8，取料机构8将装有被压弹簧的弹簧套筒10取出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：包括机台(1)，水平设置在机台(1)中间在驱动机构驱动下沿中轴线转动的分料盘(3)，该分料盘(3)的周侧均匀分布有料孔(4)；在分料盘(3)周围且对应料孔(4)的位置至少设置一个送套机构(5)用于推送弹簧套筒(10)，一个送簧机构(6)用于推送被压弹簧，一个压簧机构(7)用于推压被压弹簧，一个取料机构(8)用于取出装有被压弹簧的弹簧套筒(10)；所述驱动机构、送套机构(5)、送簧机构(6)、压簧机构(7)和取料机构(8)通过可编程逻辑控制器进行配合协同动作。
2.根据权利要求1所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述料孔(4)设置在分料盘(3)的径向上，其内部设有一根导向杆(9)，该导向杆(9)通过螺纹可拆卸连接于料孔(4)底部圆心位置。
3.根据权利要求2所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述料孔(4)为圆柱形，其直径大于弹簧套筒(10)的直径，所述导向杆(9)为圆柱形，其直径小于被压弹簧的内径。
4.根据权利要求1所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述弹簧套筒(10)为圆筒形，其内壁顶部沿周向开有4个均匀分布的矩形槽(11)，止位板(12)一端通过销轴结构可旋转的设置在矩形槽(11)内，所述止位板(12)另一端通过压缩弹簧与矩形槽(11)底部连接。
5.根据权利要求4所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述弹簧套筒(10)底部开有一通孔，该通孔用于使导向杆(9)通过，且该通孔的直径小于被压弹簧的内径。
6.根据权利要求1所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述压簧机构(7)包括与料孔(4)对应设置的压锤(13)，为该压锤提供动力的伸缩气缸，所述压锤(13)通过螺纹可拆卸的与伸缩气缸的伸缩杆连接，该伸缩气缸通过气缸座固定在机台(1)上。
7.根据权利要求6所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述压锤(13)包括头部(15)和与之连接的杆部(16)，所述头部(15)整体为圆柱体，其具有一凸台部(17)、台阶(18)、柱形部(19)，所述凸台部(17)与弹簧套筒(10)配合用于将被压弹簧挤压至该弹簧套筒(10)内，所述台阶(18)在压锤(13)挤压被压弹簧时与分料盘(3)外壁接触用于限位。
8.根据权利要求7所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述台阶(18)表面粘附有弹性缓冲垫。
9.根据权利要求7所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述杆部(16)一端固定连接于柱形部(19)底部中心位置，另一端车有长螺纹，与所述伸缩气缸的伸缩杆通过并紧螺母可调节连接。
10.根据权利要求1所述的高精度螺旋弹簧静压机，其特征在于：所述料孔(4)及与之对应的送套机构(5)、送簧机构(6)、压锤(13)上均设置有光学接近开关，用于配合可编程逻辑控制器进行协同动作。
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