CN110369649B - 一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，包括送线装置、固定机架和芯轴，固定机架上设置有水平折弯组件A、水平折弯组件B、垂直折弯组件B、垂直折弯组件A、弹簧定位组件、凹模组件、凸模组件和切断组件；凹模组件的端部连有凹模成型刀，凸模组件的端部设有凸模成型刀；弹簧定位组件的端部连接有定位卡槽，切断组件的端部连接有切断刀具；水平折弯组件A包括折弯伺服电机、联轴器、旋转套、固定轴和折弯架，水平折弯组件B的端部设有一水平折弯刀具；垂直折弯组件A的端部设有垂直折弯刀具A，垂直折弯组件B的端部设有垂直折弯刀具B，本发明用于解决传统生产工艺中生产效率低、材料浪费多、尺寸精度差的问题。

Description

一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备及其成型方法

技术领域

本发明涉及一种弹簧设备及其成型方法，尤其是一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备及其成型方法。

背景技术

芯轴类折弯弹簧，传统的加工方法大都先采用先计算好长度进行剪切，再放到弯管机中进行折弯，最后再用模具冲压加工。原有的生产加工方法上存在着加工周期长、模具成本高、效率低、精度差、材料损耗大等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备及其成型方法，用于解决传统生产工艺中生产效率低、材料浪费多、尺寸精度差的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备及其成型方法，包括用于输送钢丝线的送线装置、用于固定成型刀具的固定机架以及连接在固定机架中心的芯轴，从所述送线装置中穿出的钢丝线经过所述芯轴的中心，且从所述芯轴的端口穿出，所述固定机架上设置有可朝向芯轴端口运动的水平折弯组件A、水平折弯组件B、垂直折弯组件B、垂直折弯组件A、弹簧定位组件、凹模组件、凸模组件以及切断组件；所述凹模组件和所述凸模组件关于所述芯轴对称设置，所述凹模组件的端部连接有凹模成型刀，所述凸模组件的端部设有与凹模成型刀配合的凸模成型刀；所述弹簧定位组件与所述切断组件关于所述芯轴对称设置，且所述弹簧定位组件的端部连接有定位卡槽，所述切断组件的端部连接有切断刀具；所述水平折弯组件A与所述水平折弯组件B关于所述芯轴对称设置，且所述水平折弯组件A包括折弯伺服电机、联轴器、旋转套、固定轴以及折弯架，所述折弯伺服电机的电机轴一端通过所述联轴器与所述旋转套固定相连，且所述固定轴套设在所述旋转套内，所述折弯架的一端通过固定螺钉固定在所述固定轴上，另一端设有一折弯卡槽，且所述旋转套的端部还固定有成型销钉，所述水平折弯组件B的端部设有一水平折弯刀具；所述垂直折弯组件B与所述垂直折弯组件A关于所述芯轴对称设置，所述垂直折弯组件A的端部设有用于折弯所述钢丝线的垂直折弯刀具A，所述垂直折弯组件B的端部设有用于折弯所述钢丝线的垂直折弯刀具B。

优选的，所述芯轴与所述固定机架之间通过轴承连接，且芯轴的外侧还设有传动齿轮，所述固定机架上固定有一芯轴伺服电机，所述芯轴伺服电机通过一主动齿轮配合所述传动齿轮传动，来驱动所述芯轴旋转。

优选的，所述送线装置包括送线腔以及设置安装在所述送线腔内的若干送线轮，所述送线轮的外圆轮廓上设置有环形凹槽，凹槽的圆弧和钢丝线弧形轮廓相适配，且所述送线轮两两相对压紧在所述钢丝线的两侧，且所述送线轮在送线伺服电机的驱动下旋转，驱动所述钢丝线移动，所述送线腔外还固定有一旋转架齿轮，所述旋转架齿轮与一旋转主动轮啮合，且在与旋转主动轮连接的旋转伺服电机的驱动下旋转。

优选的，水平折弯组件A、水平折弯组件B、垂直折弯组件B、垂直折弯组件A、弹簧定位组件、凹模组件、凸模组件以及切断组件均在电动推杆的推动下朝向所述钢丝线移动，所述电动推杆固定在所述固定机架上。

优选的，垂直折弯刀具B的一端固定在垂直折弯组件B上，其另一端设有与钢丝线配合的弧形开口，所述弧形开口的半径大于钢丝线半径，且其开口宽度大于钢丝线直径，所述垂直折弯刀具B的一侧面还设有一向内凹陷的凹槽腔，所述凹槽腔朝向所述弧形开口的一侧设有与所述弧形开口一端连通的滑道。

优选的，所述切断刀具的一端连接在切断组件上，另一端设有一弧形的切割槽，所述切割槽朝向一端倾斜，且所述切割槽的半径大于钢丝线半径，其开口宽度大于钢丝线的直径。

一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型方法，包括以下步骤：

S1:启动设备电源，送线伺服电机正转，钢丝线从芯轴中向左移动设定距离；

S2:驱动水平折弯组件A向芯轴中心移动，将钢丝线卡入折弯架端部的折弯卡槽内，此时，折弯伺服电机正转，通过联轴器带动旋转套正转，此时折弯架静止，使其产生相对转动，在成型销钉作用下，迫使钢丝线弯曲；

S3:第一次折弯后，折弯伺服电机反转，此时，送线装置再向前移送钢丝线，以便脱离折弯架右端的折弯卡槽；

S4:上述脱离后，送线伺服电机反转，收缩钢丝，旋转伺服电机正转，带动送线装置、旋转架整体顺时针转动90度；

S5:驱动水平折弯组件B向中心直线移动，水平折弯组件B上的水平折弯刀具B压迫已折弯的钢丝段，进一步折弯，直至折成“U”型；

S6:驱动水平折弯组件A和水平折弯组件B远离芯轴，恢复到原始位置处；

S7:送线伺服电机反转，收缩钢丝线，以防止下道工序折弯时因受力而变形；

S8:驱动垂直折弯组件A朝向所述钢丝线移动，直至将钢丝线向上方折弯90度；

S9:驱动垂直折弯组件A远离钢丝线，且复位；

S10:驱动水平折弯组件A向芯轴中心移动，将部分成型的钢丝线卡入折弯架端部折弯卡槽内，折弯伺服电机正转，在成型销钉作用下，迫使钢丝线再次弯曲，再次进行折弯；

S11:折弯伺服电机反转退出，送线装置再次送线，进而折弯伺服电机再次正转，使后段钢丝线再次卡入折弯架端部的折弯卡槽内，同时成型销钉在上方位置，反向转动旋转套，成型销钉压迫钢丝线折弯成型，三次折弯动作完成后，水平折弯组件A退回；

S12:旋转伺服电机驱动钢丝线逆时针旋转90度后，驱动垂直折弯组件B朝向所述芯轴移动，进行向下折弯，折弯后驱动垂直折弯组件B退回复位；

S13:驱动垂直折弯组件A朝向所述芯轴移动，再次折弯，完成后垂直折弯组件A退回；

S14:驱动弹簧定位组件向中心移动，定位卡槽将已成型的部分卡入，进行固定，随后，驱动水平折弯组件B朝向所述芯轴移动，对上面折弯中变形的部分进行修正；

S15:进而通过旋转伺服电机驱动旋转钢丝线，且凸模组件、凹模组件同时向中心移动，在凸模成型刀和凹模成型刀作用下，根据产品要求对已成型的部分再次弯曲，完成后凸模组件、凹模组件同时退出，复位。

本发明的有益效果是：通过本设备完成不锈钢折弯弹簧，可大大减少了加工过程更换机床和模具的工序，从而大大降低了生产成本，提高了加工效率，同时精度较高，材料损耗亦较少。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构剖视图；

图2是固定机架的侧视图；

图3是水平折弯组件A的结构示意图；

图4是图3中A向的结构示意图；

图5是S2中水平折弯组件A折弯钢丝线的结构示意图；

图6是凸模成型刀与凹模成型刀配合的结构示意图；

图7是弹簧定位组件的结构示意图；

图8是芯轴转动前的对比示意图；

图9是芯轴转动后的对比示意图；

图10是送线装置结构示意图；

图11是送线装置局部侧视图；

图12是垂直折弯刀具B的结构示意图；

图13是垂直折弯刀具B的侧视剖面图；

图14是切断刀具的结构示意图；

图15是切断刀具的侧视图；

图16是不锈钢折弯弹簧的产品主视图；

图17是不锈钢折弯弹簧的产品俯视图；

图中的标记：1、送线装置；2、钢丝线；3、芯轴；4、固定机架；5、轴承；6、送线伺服电机；7、旋转伺服电机；9、旋转架；10、芯轴伺服电机；11、主动齿轮；20、伺服电机A；21、凸模组件；22、凸模成型刀；30、伺服电机B；31、水平折弯组件B；40、伺服电机C；41、切断组件；50、伺服电机D；51、垂直折弯组件A；60、伺服电机E；61、凹模组件；62、凹模成型刀；70、伺服电机F；71、水平折弯组件A；72、联轴器；73、旋转套；74、固定轴；75、折弯架；76、固定螺钉；77、成型销钉；78、折弯伺服电机；80、伺服电机G；81、弹簧定位组件；82、定位卡槽；90、伺服电机H；91、垂直折弯组件B；101、弧形开口；102、凹槽腔；103、滑道；104、切割槽。

具体实施方式

结合图1至图17所示的一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，在本实施例中，包括用于输送钢丝线2的送线装置1、用于固定成型刀具的固定机架4以及连接在固定机架4中心的芯轴3，从送线装置1中穿出的钢丝线2经过芯轴3的中心，且从芯轴3的端口穿出，固定机架4上设置有可朝向芯轴3端口运动的水平折弯组件A71、水平折弯组件B31、垂直折弯组件B91、垂直折弯组件A51、弹簧定位组件81、凹模组件61、凸模组件21以及切断组件41；凹模组件61和凸模组件21关于芯轴3对称设置，凹模组件61的端部连接有凹模成型刀62，凸模组件21的端部设有与凹模成型刀62配合的凸模成型刀22；弹簧定位组件81与切断组件41关于芯轴3对称设置，且弹簧定位组件81的端部连接有定位卡槽82，切断组件41的端部连接有切断刀具；水平折弯组件A71与水平折弯组件B31关于芯轴3对称设置，且水平折弯组件A71包括折弯伺服电机78、联轴器72、旋转套73、固定轴74以及折弯架75，折弯伺服电机78的电机轴一端通过联轴器72与旋转套73固定相连，且固定轴74套设在旋转套73内，折弯架75的一端通过固定螺钉76固定在固定轴74上，另一端设有一折弯卡槽，且旋转套73的端部还固定有成型销钉77，水平折弯组件B31的端部设有一水平折弯刀具；垂直折弯组件B91与垂直折弯组件A51关于芯轴3对称设置，垂直折弯组件A51的端部设有用于折弯钢丝线2的垂直折弯刀具A，垂直折弯组件B91的端部设有用于折弯钢丝线2的垂直折弯刀具B。

芯轴3与固定机架4之间通过轴承5连接，且芯轴3的外侧还设有传动齿轮，固定机架4上固定有一芯轴伺服电机10，芯轴伺服电机10通过一主动齿轮11配合传动齿轮传动，来驱动芯轴3旋转。

送线装置1包括送线腔以及设置安装在送线腔内的若干送线轮，送线轮的外圆轮廓上设置有环形凹槽，凹槽的圆弧和钢丝线2弧形轮廓相适配，且送线轮两两相对压紧在钢丝线2的两侧，且送线轮在送线伺服电机6的驱动下旋转，驱动钢丝线2移动，送线腔外还固定有一旋转架8齿轮，旋转架8齿轮与一旋转主动轮啮合，且在与旋转主动轮连接的旋转伺服电机7的驱动下旋转。

水平折弯组件A71、水平折弯组件B31、垂直折弯组件B91、垂直折弯组件A51、弹簧定位组件81、凹模组件61、凸模组件21以及切断组件41均在电动推杆伺服电机的推动下朝向钢丝线2移动，电动推杆固定在固定机架4上。

垂直折弯刀具B的一端固定在垂直折弯组件B91上，其另一端设有与钢丝线配合的弧形开口101，弧形开口101的半径R3大于钢丝线2半径R1，且其开口宽度L2大于钢丝线直径d1，且垂直折弯刀具B的一侧面还设有一向内凹陷的凹槽腔102，凹槽腔102朝向弧形开口101的一侧设有与弧形开口101一端连通的滑道103，滑道103与凹槽腔102的底端之间的倒角半径为R4。

弧形开口101的的半径R3与钢丝线2半径R1差为1mm。

切断刀具的一端连接在切断组件41上，另一端设有一弧形的切割槽104，切割槽104朝向一端倾斜，且切割槽104的半径R2大于钢丝线2半径R1，且其开口宽度L1大于钢丝线的直径d1，切断刀具由于为圆弧形结构，从而可以使得切断时对于钢丝线的受力更加均匀，且切面更加平整。

切割槽104与倾斜初始的一侧形成的倾角A1为50-89°，本实施例中A1具体为78°。

一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型方法，包括以下步骤：

S1:启动设备电源，送线伺服电机6正转，钢丝线2从芯轴3中向左移动设定距离；

S2:伺服电机F70正转，带动水平折弯组件A71向芯轴3中心移动，将钢丝线2卡入折弯架75右端的折弯卡槽内，此时，折弯伺服电机78正转，通过联轴器72带动旋转套73正转，此时折弯架75静止，使其产生相对转动，在成型销钉77作用下，迫使钢丝线2弯曲；

S3:第一次折弯后，折弯伺服电机78反转一定角度，此时，送线装置1再向前送一小段距离的钢丝，以便脱离折弯架75右端的折弯卡槽；

S4:脱离后，送线伺服电机6反转，收缩一定距离的钢丝；旋转伺服电机7正转，带动送线装置1、旋转架9整体顺时针转动90度；

S5:伺服电机B30正转，带动水平折弯组件B31向中心直线移动，水平折弯组件B上的刀具压迫已折弯的钢丝段，进一步折弯，直至折成“U”型；

S6:伺服电机F70反转，伺服电机B30反转，水平折弯组件A71复位、水平折弯组件B31复位；

S7:送线伺服电机6反转，再收缩一定距离，以防止下道工序折弯时因受力而变形；

S8:伺服电机D50正转，带动垂直折弯组件A向上移动，直至将钢丝线2向上方折弯90度；

S9:伺服电机D50反转，带动垂直折弯组件A退出复位；

S10:伺服电机F70正转，带动水平折弯组件A71向芯轴3中心移动，将部分成型的钢丝线2卡入折弯架75右端的折弯卡槽内，折弯伺服电机78正转，在成型销钉77作用下，迫使钢丝线2再次弯曲，再次进行折弯；

S11:折弯伺服电机78反转退出，送线装置1再次送线，水平折弯组件A71退回一定距离，折弯伺服电机78再转动，使后段钢丝线2再次卡入折弯架75右端的折弯卡槽内，同时成型销钉77在上方位置，反向转动旋转套73，成型销钉77压迫钢丝线2折弯成型；三次折弯动作完成后，水平折弯组件A退回；

S12:钢丝线2逆时针旋转90度，伺服电机H90正转，带动垂直折弯组件B91向下移动，进行向下折弯，折弯后垂直折弯组件B91退回复位；

S13:伺服电机D50正转，带动垂直折弯组件A51向上移动，再次折弯，完成后垂直折弯组件A51退回；

S14:伺服电机G80正转，带动弹簧定位组件81向中心移动，定位卡槽82将已成型的部分卡入，进行固定；随后，伺服电机B30正转，带动水平折弯组件B向左移动，对上面折弯中变形的部分进行修正；

S15:进一步转动钢丝线2一定角度，伺服电机A20、伺服电机E60同时正转，带动凸模组件21、凹模组件61同时向中心移动，在凸模成型刀22和凹模成型刀62作用下，根据产品要求对已成型的部分再次弯曲，完成后凸模组件21、凹模组件61同时退出，复位，即可完成如图1所示的对称的不锈钢折弯弹簧中对称的一半，当需要完成另一对称的一般结构时，可通过反向操作上述折弯操作，之后驱动切断组件41的切断刀具将钢丝线切断，即可组成整个的产品。

本发明的工作原理是：通过本设备完成不锈钢折弯弹簧，可大大减少了加工过程更换机床和模具的工序，从而大大降低了生产成本，提高了加工效率，同时精度较高，材料损耗亦较少。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，包括用于输送钢丝线的送线装置、用于固定成型刀具的固定机架以及连接在固定机架中心的芯轴，其特征在于，从所述送线装置中穿出的钢丝线经过所述芯轴的中心，且从所述芯轴的端口穿出，所述固定机架上设置有可朝向芯轴端口运动的水平折弯组件A、水平折弯组件B、垂直折弯组件B、垂直折弯组件A、弹簧定位组件、凹模组件、凸模组件以及切断组件；

所述凹模组件和所述凸模组件关于所述芯轴对称设置，所述凹模组件的端部连接有凹模成型刀，所述凸模组件的端部设有与凹模成型刀配合的凸模成型刀；

所述弹簧定位组件与所述切断组件关于所述芯轴对称设置，且所述弹簧定位组件的端部连接有定位卡槽，所述切断组件的端部连接有切断刀具；

所述水平折弯组件A与所述水平折弯组件B关于所述芯轴对称设置，且所述水平折弯组件A包括折弯伺服电机、联轴器、旋转套、固定轴以及折弯架，所述折弯伺服电机的电机轴一端通过所述联轴器与所述旋转套固定相连，且所述固定轴套设在所述旋转套内，所述折弯架的一端通过固定螺钉固定在所述固定轴上，另一端设有一折弯卡槽，且所述旋转套的端部还固定有成型销钉，所述水平折弯组件B的端部设有一水平折弯刀具；

所述垂直折弯组件B与所述垂直折弯组件A关于所述芯轴对称设置，所述垂直折弯组件A的端部设有用于折弯所述钢丝线的垂直折弯刀具A，所述垂直折弯组件B的端部设有用于折弯所述钢丝线的垂直折弯刀具B。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，其特征在于，所述芯轴与所述固定机架之间通过轴承连接，且芯轴的外侧还设有传动齿轮，所述固定机架上固定有一芯轴伺服电机，所述芯轴伺服电机通过一主动齿轮配合所述传动齿轮传动，来驱动所述芯轴旋转。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，其特征在于，所述送线装置包括送线腔以及设置安装在所述送线腔内的若干送线轮，所述送线轮的外圆轮廓上设置有环形凹槽，凹槽的圆弧和钢丝线弧形轮廓相适配，且所述送线轮两两相对压紧在所述钢丝线的两侧，且所述送线轮在送线伺服电机的驱动下旋转，驱动所述钢丝线移动，所述送线腔外还固定有一旋转架齿轮，所述旋转架齿轮与一旋转主动轮啮合，且在与旋转主动轮连接的旋转伺服电机的驱动下旋转。

4.根据权利要求3所述的一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，其特征在于，水平折弯组件A、水平折弯组件B、垂直折弯组件B、垂直折弯组件A、弹簧定位组件、凹模组件、凸模组件以及切断组件均在电动推杆的推动下朝向所述钢丝线移动，所述电动推杆固定在所述固定机架上。

5.根据权利要求4所述的一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，其特征在于，垂直折弯刀具B的一端固定在垂直折弯组件B上，其另一端设有与钢丝线配合的弧形开口，所述弧形开口的半径大于钢丝线半径，且其开口宽度大于钢丝线直径，所述垂直折弯刀具B的一侧面还设有一向内凹陷的凹槽腔，所述凹槽腔朝向所述弧形开口的一侧设有与所述弧形开口一端连通的滑道。

6.根据权利要求5所述的一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，其特征在于，所述切断刀具的一端连接在切断组件上，另一端设有一弧形的切割槽，所述切割槽朝向一端倾斜，且所述切割槽的半径大于钢丝线半径，其开口宽度大于钢丝线的直径。

7.一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型方法，其特征在于，采用如权利要求6所述一种不锈钢折弯弹簧的自动化成型设备，所述成型方法包括以下步骤：

S1:启动设备电源，送线伺服电机正转，钢丝线从芯轴中向左移动设定距离；

S2:驱动水平折弯组件A向芯轴中心移动，将钢丝线卡入折弯架端部的折弯卡槽内，此时，折弯伺服电机正转，通过联轴器带动旋转套正转，此时折弯架静止，使其产生相对转动，在成型销钉作用下，迫使钢丝线弯曲；

S3:第一次折弯后，折弯伺服电机反转，此时，送线装置再向前移送钢丝线，以便脱离折弯架右端的折弯卡槽；

S4:上述脱离后，送线伺服电机反转，收缩钢丝，旋转伺服电机正转，带动送线装置、旋转架整体顺时针转动90度；

S5:驱动水平折弯组件B向中心直线移动，水平折弯组件B上的水平折弯刀具B压迫已折弯的钢丝段，进一步折弯，直至折成“U”型；

S6:驱动水平折弯组件A和水平折弯组件B远离芯轴，恢复到原始位置处；

S7:送线伺服电机反转，收缩钢丝线，以防止下道工序折弯时因受力而变形；

S8:驱动垂直折弯组件A朝向所述钢丝线移动，直至将钢丝线向上方折弯90度；

S9:驱动垂直折弯组件A远离钢丝线，且复位；

S10:驱动水平折弯组件A向芯轴中心移动，将部分成型的钢丝线卡入折弯架端部折弯卡槽内，折弯伺服电机正转，在成型销钉作用下，迫使钢丝线再次弯曲，再次进行折弯；

S11:折弯伺服电机反转退出，送线装置再次送线，进而折弯伺服电机再次正转，使后段钢丝线再次卡入折弯架端部的折弯卡槽内，同时成型销钉在上方位置，反向转动旋转套，成型销钉压迫钢丝线折弯成型，三次折弯动作完成后，水平折弯组件A退回；

S12:旋转伺服电机驱动钢丝线逆时针旋转90度后，驱动垂直折弯组件B朝向所述芯轴移动，进行向下折弯，折弯后驱动垂直折弯组件B退回复位；

S13:驱动垂直折弯组件A朝向所述芯轴移动，再次折弯，完成后垂直折弯组件A退回；

S14:驱动弹簧定位组件向中心移动，定位卡槽将已成型的部分卡入，进行固定，随后，驱动水平折弯组件B朝向所述芯轴移动，对上面折弯中变形的部分进行修正；

S15:进而通过旋转伺服电机驱动旋转钢丝线，且凸模组件、凹模组件同时向中心移动，在凸模成型刀和凹模成型刀作用下，根据产品要求对已成型的部分再次弯曲，完成后凸模组件、凹模组件同时退出，复位。