CN110369650B - 带倒角的挤压折弯弹簧的自动化成型设备及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带倒角的挤压折弯弹簧的自动化成型设备，包括送线装置、固定支架以及送料轴芯，固定支架上固定有正左滑动刀座、正右滑动刀座、正下滑动刀座、左下滑动刀座、右下滑动刀座以及右上滑动刀座；正左滑动刀座和正右滑动刀座相向的一端连接有冲针，正下滑动刀座的端部连接有用于推动折弯钢丝线的折弯推块，右上滑动刀座的端部连接有修正推块，右下滑动刀座的端部连接有用于切断钢丝线的切断刀具，左下滑动刀座的端部连接有用于在切断刀具时辅助限位的辅助限位块；固定支架上还通过一连接架连接有一倒角气缸，倒角气缸的活塞杆一端连接有倒角组件，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

带倒角的挤压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的自动化成型设备及其成型方法，尤其是一种带倒角的挤压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，同时带有挤压部位且端部带有倒角的产品，传统的加工方法大都先采用先计算好长度进行剪切，再将切下来的产品进行端面倒圆角，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带倒角的挤压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：

一种带倒角的挤压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支架以及连接在固定支架中心的送料轴芯，从所述送线装置中穿出的钢丝线经过所述送料轴芯，且从所述送料轴芯的端口穿出，所述固定支架上固定有能向送料轴芯端口运动的正左滑动刀座、正右滑动刀座、正下滑动刀座、左下滑动刀座、右下滑动刀座以及右上滑动刀座；所述正左滑动刀座和正右滑动刀座相向的一端连接有相对设置的用于挤压钢丝线的冲针，所述正下滑动刀座的端部连接有用于推动折弯钢丝线的折弯推块，所述右上滑动刀座的端部连接有修正推块，所述修正推块用于推动钢丝线，来修正因折弯产生的弯曲，所述右下滑动刀座的端部连接有用于切断钢丝线的切断刀具，所述左下滑动刀座的端部连接有用于在切断刀具时辅助限位的辅助限位块；所述固定支架上还通过一连接架连接有一倒角气缸，所述倒角气缸的活塞杆一端连接有倒角组件，所述倒角组件包括倒角电机、与所述倒角电机的电机轴通过联轴器相连的倒角刀具固定轴，所述倒角刀具固定轴的端部连接有用于给钢丝线切割倒角的倒角成型刀。

优选的，所述送料轴芯与所述固定支架之间通过轴承连接，且送料轴芯的外侧还设有传动齿轮，所述固定支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，来驱动所述送料轴芯旋转。

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，所述正左滑动刀座、所述正右滑动刀座、所述正下滑动刀座、所述左下滑动刀座、所述右下滑动刀座以及所述右上滑动刀座均为液压缸，且所述冲针、所述折弯推块、所述修正推块、所述切断刀具和所述辅助限位块均与液压缸的活塞杆端部相连。

优选的，所述正左滑动刀座、所述正右滑动刀座、所述正下滑动刀座、所述左下滑动刀座、所述右下滑动刀座以及所述右上滑动刀座均为电动推杆，且所述冲针、所述折弯推块、所述修正推块、所述切断刀具和所述辅助限位块均与电动推杆的活塞杆端部相连。

优选的，折弯推块的一端固定在正下滑动刀座上，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，所述折弯推块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右下滑动刀座上，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。

带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，包括以下步骤：

S1:启动设备电源，倒角电机通过联轴器带动倒角成型刀旋转；

S2:启动送线伺服电机正转，驱动送线装置，使得夹紧驱动钢丝线穿出送料轴芯后，送线暂停，启动倒角气缸，使其活塞杆带动倒角组件朝向钢丝线运动；

S3:再次启动送线伺服电机正转，送线装置带动钢丝线继续前行，直至钢丝线的端面外圆处与高速旋转的倒角成型刀接触，持续送线，进行倒角切削加工；

S4:倒角完成时，启动送线伺服电机反转，驱动送线装置带动钢丝线缩回到加工倒角前的位置，启动倒角气缸缩回活塞杆，从而带动倒角组件整体上移；

S5:再次启动送线伺服电机正转，驱动钢丝线向前运动到所述冲针加工位置处后，驱动所述正左滑动刀座和正右滑动刀座朝向中间的钢丝线位置运动，使其端部的冲针同时挤压钢丝线，使其变形；

S6:上述冲压变形完成后，驱动所述正左滑动刀座和正右滑动刀座返回原始位置，从而使得冲针复位，进而送线装置带动钢丝线继续前移；

S7:上述前移停止后，通过芯轴伺服电机旋转送料轴芯，使送料轴芯端面最厚处位于折弯运动的对应方向，以增强折弯时对送料轴芯的刚度，避免送料轴芯因受弯矩而变形，进而驱动正下滑动刀座，使得其上的折弯推块朝向中间的钢丝线位置运动，进而驱动钢丝线发生向一侧折弯；

S8:上述折弯完成后，驱动正下滑动刀座，使得折弯推块返回原位，进而送线装置带动钢丝线继续前移；

S9:上述前移停止后，驱动右上滑动刀座，使得其上的修正推块朝向中间的钢丝线位置运动，进而推动钢丝线，修正因折弯产生的弯曲，修复产品直线度；

S10:上述修复完成后，驱动右上滑动刀座，使得修正推块返回原位，重复S5和S6的整体操作两次，加工剩下两个挤压变形，进而送线装置带动钢丝线继续前移；

S11:上述前移停止后，驱动左下滑动刀座，使得其上的辅助限位块朝向中间的钢丝线位置运动，直至运动到钢丝线一侧，来防止产品切断后乱飞，保障生产安全，进而通过芯轴伺服电机旋转送料轴芯，使送料轴芯端面最厚处位于切断运动的对应方向，以增强切断时对送料轴芯的刚度，避免送料轴芯受力而产生变形，进而驱动右下滑动刀座，使得其上的切断刀具向钢丝线方向运动，直至切断钢丝线；

S12:上述切断完成后，驱动右下滑动刀座和左下滑动刀座，使得切断刀具和辅助限位块返回原位。

本发明的有益效果是：通过本设备完成芯轴类折弯，同时带有挤压部位且端部带有倒角的产品，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是固定支架的侧视图；

图2是固定支架上液压缸的液体换向示意图；

图3是本发明自动化成型设备的结构示意图；

图4是本发明产品的结构示意图；

图5是折弯推块的结构示意图；

图6是折弯推块的侧视剖面图；

图7是冲针的主视剖面图；

图8是冲针的侧视图；

图9是修正推块的结构示意图；

图10是切断刀具的结构示意图；

图11是切断刀具的侧视图；

图12是送线装置的主视图；

图13是送线装置的局部侧视图；

图14是冲针挤压钢丝线时的结构示意图；

图15是送料轴芯旋转前的对比示意图；

图16是送料轴芯旋转后的对比示意图；

图中的标记：1、送线装置；2、钢丝线；3、送料轴芯；4、固定支架；5、连接架；6、倒角气缸；7、倒角电机；8、联轴器；9、倒角成型刀；10、倒角换向阀；11、气泵；12、轴承；13、送线伺服电机；14、旋转伺服电机；16、旋转架；17、芯轴伺服电机；18、主动齿轮；20、修正液压缸；21、修正换向阀；22、修正推块；24、A液压泵；25、B液压泵；30、冲压液压缸右；31、冲压液压缸左；32、冲压换向阀右；33、冲压换向阀左；34、冲针；40、切断液压缸；41、切断换向阀；42、切断刀具；50、折弯液压缸；51、折弯换向阀；52、折弯推块；60、辅助液压缸；61、辅助换向阀；62、辅助限位块；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16所示的带倒角的挤压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支架4以及连接在固定支架4中心的送料轴芯3，钢丝线直径尺寸偏差范围：

从送线装置1中穿出的钢丝线2经过送料轴芯3，且从送料轴芯3的端口穿出，固定支架4上固定有能向送料轴芯3端口运动的正左滑动刀座、正右滑动刀座、正下滑动刀座、左下滑动刀座、右下滑动刀座以及右上滑动刀座；正左滑动刀座和正右滑动刀座相向的一端连接有相对设置的用于挤压钢丝线2的冲针34，正下滑动刀座的端部连接有用于推动折弯钢丝线2的折弯推块52，右上滑动刀座的端部连接有修正推块22，修正推块22用于推动钢丝线2，来修正因折弯产生的弯曲，右下滑动刀座的端部连接有用于切断钢丝线2的切断刀具42，左下滑动刀座的端部连接有用于在切断刀具42时辅助限位的辅助限位块62；固定支架4上还通过一连接架5连接有一倒角气缸6，倒角气缸6的活塞杆一端连接有倒角组件，倒角组件包括倒角电机7、与倒角电机7的电机轴通过联轴器8相连的倒角刀具固定轴，倒角刀具固定轴的端部连接有用于给钢丝线2切割倒角的倒角成型刀9。

送料轴芯3与固定支架4之间通过轴承12连接，且送料轴芯3的外侧还固定有传动齿轮，固定支架4上固定有一芯轴伺服电机17，芯轴伺服电机17通过一主动齿轮18配合传动齿轮传动，来驱动送料轴芯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13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16齿轮，旋转架16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14的驱动下旋转。

正左滑动刀座、正右滑动刀座、正下滑动刀座、左下滑动刀座、右下滑动刀座以及右上滑动刀座均为液压缸，且冲针34、折弯推块52、修正推块22、切断刀具42和辅助限位块62均与液压缸的活塞杆端部相连。

折弯推块52的一端固定在正下滑动刀座上，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，且折弯推块52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42的一端连接在右下滑动刀座上，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42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°。

带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，包括以下步骤：

S1:启动设备电源，倒角电机7通过联轴器8带动倒角成型刀9旋转；

S2:启动送线伺服电机13正转，驱动送线装置1，使得夹紧驱动钢丝线2穿出送料轴芯3后，送线暂停，电磁阀1YA得电，气泵11的压缩空气通过倒角换向阀10的左位功能进入倒角气缸6，使其活塞杆带动倒角组件朝向钢丝线2运动到设定位置；

S3:再次启动送线伺服电机13正转，送线装置1带动钢丝线2继续前行设定距离X，直至钢丝线2的端面外圆处与高速旋转的倒角成型刀9接触，持续送线，进行倒角切削加工；

S4:当送线距离到达X距离，倒角完成时，启动送线伺服电机13反转，驱动送线装置1带动钢丝线2缩回X距离，到加工倒角前的位置，1YA失电，倒角换向阀10换向，压缩气体进入倒角气缸6的另一端，带动倒角组件整体上移；

S5:再次启动送线伺服电机13正转，驱动钢丝线2向前运动到冲针34加工位置处后，送线伺服电机13暂停，电磁阀2YA、3YA同时得电，冲压换向阀右32、冲压换向阀左33同时换向到左位功能，A液压泵24工作液体同时从E端和G端进入，在液压作用下，冲压液压缸左31和冲压液压缸右30中的活塞杆带动冲头相向运动，到达设定位置，两边冲针34同时挤压钢丝线2，使其变形；

S6:上述冲压变形完成后，电磁阀2YA、3YA同时失电，冲压换向阀右32、冲压换向阀左33同时换向到右位功能，活塞杆带动冲针34复位，进而送线装置1带动钢丝线2继续前移设定距离；

S7:上述前移停止后，通过芯轴伺服电机17旋转送料轴芯3，使送料轴芯3端面最厚处位于折弯运动的对应方向，以增强折弯时对送料轴芯3的刚度，避免送料轴芯3因受弯矩而变形，5YA得电，B液压泵25液体经折弯换向阀51左位功能，进入折弯液压缸50下部，从而带动折弯推块52向钢丝线2处移动，并到达指定位置，同时将钢丝线2折弯；

S8:上述折弯完成后，5YA失电，折弯换向阀51换向，折弯液压缸50带动折弯推块52复位，进而送线装置1带动钢丝线2继续前移设定距离；

S9:上述前移停止后，4YA得电，修正换向阀21换向左位功能，液体经修正液压缸20左位功能，进入修正液压缸20右端，带动修正刀具向钢丝线2方向运动，并到达指定位置，推动钢丝线2，修正因折弯产生的弯曲，修复产品直线度；

S10:上述修复完成后，4YA失电，修正换向阀21换向，修正液压缸20后退复位，重复S5和S6的整体操作两次，加工剩下两个挤压变形，进而送线装置1带动钢丝线2继续前移设定距离；

S11:上述前移停止后，6YA得电，辅助换向阀61换向左位功能，液体经Z处进入辅助液压缸60，使辅助限位块62移至指定位置，防止产品切断后乱飞，保障生产安全，进而通过芯轴伺服电机17旋转送料轴芯3，使送料轴芯3端面最厚处位于切断运动的对应方向，以增强切断时对送料轴芯3的刚度，避免送料轴芯3受力而产生变形，进而7YA得电，切断换向阀换向左位功能，液体经N处进入切断液压缸40，驱动切断刀向钢丝线2方向运动，并到达指定位置，切断钢丝线2；

S12:上述切断完成后，驱动右下滑动刀座和左下滑动刀座，使得切断刀具42和辅助限位块62返回原位。

本发明的工作原理是：通过本设备完成芯轴类折弯，同时带有挤压部位且端部带有倒角的产品，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 (6)

1.带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，其特征在于，采用带倒角的挤压折弯弹簧的自动化成型设备，带倒角的挤压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支架以及连接在固定支架中心的送料轴芯，从所述送线装置中穿出的钢丝线经过所述送料轴芯，且从所述送料轴芯的端口穿出，所述固定支架上固定有能向送料轴芯端口运动的正左滑动刀座、正右滑动刀座、正下滑动刀座、左下滑动刀座、右下滑动刀座以及右上滑动刀座；

所述正左滑动刀座和正右滑动刀座相向的一端连接有相对设置的用于挤压钢丝线的冲针，所述正下滑动刀座的端部连接有用于推动折弯钢丝线的折弯推块，所述右上滑动刀座的端部连接有修正推块，所述修正推块用于推动钢丝线，来修正因折弯产生的弯曲，所述右下滑动刀座的端部连接有用于切断钢丝线的切断刀具，所述左下滑动刀座的端部连接有用于在切断刀具时辅助限位的辅助限位块；

所述固定支架上还通过一连接架连接有一倒角气缸，所述倒角气缸的活塞杆一端连接有倒角组件，所述倒角组件包括倒角电机、与所述倒角电机的电机轴通过联轴器相连的倒角刀具固定轴，所述倒角刀具固定轴的端部连接有用于给钢丝线切割倒角的倒角成型刀；所述送料轴芯与所述固定支架之间通过轴承连接，且送料轴芯的外侧还设有传动齿轮，所述固定支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，来驱动所述送料轴芯旋转；

所述成型方法包括以下步骤：

S1:启动设备电源，倒角电机通过联轴器带动倒角成型刀旋转；

S2:启动送线伺服电机正转，驱动送线装置，使得夹紧驱动钢丝线穿出送料轴芯后，送线暂停，启动倒角气缸，使其活塞杆带动倒角组件朝向钢丝线运动；

S3:再次启动送线伺服电机正转，送线装置带动钢丝线继续前行，直至钢丝线的端面外圆处与高速旋转的倒角成型刀接触，持续送线，进行倒角切削加工；

S4:倒角完成时，启动送线伺服电机反转，驱动送线装置带动钢丝线缩回到加工倒角前的位置，启动倒角气缸缩回活塞杆，从而带动倒角组件整体上移；

S5:再次启动送线伺服电机正转，驱动钢丝线向前运动到所述冲针加工位置处后，驱动所述正左滑动刀座和正右滑动刀座朝向中间的钢丝线位置运动，使其端部的冲针同时挤压钢丝线，使其变形；

S6:所述S5中挤压变形完成后，驱动所述正左滑动刀座和正右滑动刀座返回原始位置，从而使得冲针复位，进而送线装置带动钢丝线继续前移；

S7:所述S6中前移停止后，通过芯轴伺服电机旋转送料轴芯，使送料轴芯端面最厚处位于折弯运动的对应方向，以增强折弯时对送料轴芯的刚度，避免送料轴芯因受弯矩而变形，进而驱动正下滑动刀座，使得其上的折弯推块朝向中间的钢丝线位置运动，进而驱动钢丝线发生向一侧折弯；

S8:所述S7中折弯完成后，驱动正下滑动刀座，使得折弯推块返回原位，进而送线装置带动钢丝线继续前移；

S9:所述S8中前移停止后，驱动右上滑动刀座，使得其上的修正推块朝向中间的钢丝线位置运动，进而推动钢丝线，修正因折弯产生的弯曲，修复产品直线度；

S10:所述S9中修复完成后，驱动右上滑动刀座，使得修正推块返回原位，重复S5和S6的整体操作两次，使得重复完成两次挤压变形操作后，进而送线装置带动钢丝线继续前移；

S11:所述S10中前移停止后，驱动左下滑动刀座，使得其上的辅助限位块朝向中间的钢丝线位置运动，直至运动到钢丝线一侧，来防止产品切断后乱飞，保障生产安全，进而通过芯轴伺服电机旋转送料轴芯，使送料轴芯端面最厚处位于切断运动的对应方向，以增强切断时对送料轴芯的刚度，避免送料轴芯受力而产生变形，进而驱动右下滑动刀座，使得其上的切断刀具向钢丝线方向运动，直至切断钢丝线；

S12:所述S11中切断完成后，驱动右下滑动刀座和左下滑动刀座，使得切断刀具和辅助限位块返回原位。

2.根据权利要求1所述的带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，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。

3.根据权利要求1所述的带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，其特征在于，所述正左滑动刀座、所述正右滑动刀座、所述正下滑动刀座、所述左下滑动刀座、所述右下滑动刀座以及所述右上滑动刀座均为液压缸，且所述冲针、所述折弯推块、所述修正推块、所述切断刀具和所述辅助限位块均与液压缸的活塞杆端部相连。

4.根据权利要求1所述的带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，其特征在于，所述正左滑动刀座、所述正右滑动刀座、所述正下滑动刀座、所述左下滑动刀座、所述右下滑动刀座以及所述右上滑动刀座均为电动推杆，且所述冲针、所述折弯推块、所述修正推块、所述切断刀具和所述辅助限位块均与电动推杆的活塞杆端部相连。

5.根据权利要求1所述的带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，其特征在于，折弯推块的一端固定在正下滑动刀座上，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，所述折弯推块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1所述的带倒角的挤压折弯弹簧的成型方法，其特征在于，所述切断刀具的一端连接在右下滑动刀座上，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。

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