CN112296225A - 多股弹簧行星式绕制工装 - Google Patents
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Abstract
一种多股弹簧行星式绕制工装，包括钢丝盒(4)、拧钢索轴(6)、手轮架(7)、齿轮(8)、联动齿轮架(9)、套环(10)、后盖(11)、料盘(12)、弹簧(13)、拧索圆块(14)、导丝空心轴(15)、固定套(16)、端帽(17)、制动销(18)；手轮架(7)为梅花形状，钢丝盒(4)安装在手轮架(7)的顶端圆周上，每个钢丝盒(4)内均安装一个料盘(12)，钢丝盒(4)中的料盘(12)安装有弹簧(13)，每根钢丝分别独自穿过拧索圆块(14)端面上的六个小孔；在拧索圆块(14)外端面被拧成所需的钢索；然后在机床主轴(5)上将钢索绕制成所需的多股弹簧(1)。本发明提高了多股弹簧的绕制质量和绕制效率，提高了钢丝的使用率。
Description
技术领域
本发明属于弹簧绕制工艺技术，特别涉及一种四股以上带中心股的多股弹簧行星式绕制工装。
背景技术
用多股钢丝拧成钢索制成的螺旋弹簧称为多股螺旋弹簧，多股螺旋弹簧只有圆柱形一种，多股螺旋弹簧的结构与单股簧丝的螺旋弹簧相同，且钢索中的每根钢丝都构成一个圆柱螺旋弹簧，钢索一般由2至7股直径0.5毫米至3毫米经铅淬冷拔碳素钢丝拧成，当组成钢索的钢丝为2股～4股时，可制成无中心股的钢索，如图1。当钢索超过4股时，一般要制成有中心股的钢索，这样可以增加各股钢丝相对位置的稳定性，减少受力后的相对位移。为保证弹簧在工作过程中钢索不致松散，压缩弹簧钢索的旋向应与弹簧的旋向相反，拉伸弹簧钢索的旋向应与弹簧的旋向相同。
一般多股弹簧常见为三股、四股，这种无中心多股螺旋弹簧制造工艺一般为拧钢索与缠绕弹簧分别进行，先将数股钢丝在专用车床和夹具上按要求拧成钢索，再将钢索按尺寸绕制成多股弹簧；使用工装结构简单，易于掌握操作，但钢索拧好后，由于反弹易发生松散现象，受机床及工装长度限制，拧制较长钢索时，要分段靠手工调整进行，使钢索索距及钢索直径均匀性较差。由于超过四股以上带中心股的多股弹簧制作较为困难，椐我们了解国内这方面还是空白，因此六股至七股多股弹簧绕制则很少见。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足，提供一种四股以上带中心股的多股弹簧行星式绕制工装。
本发明所涉及的多股弹簧行星式绕制工装，包括钢丝盒4、拧钢索轴6、手轮架7、齿轮8、联动齿轮架9、套环10、后盖11、料盘12、弹簧13、拧索圆块14、导丝空心轴15、固定套16、端帽17、制动销18；手轮架7为梅花形状，六个能够自由旋转的钢丝盒4安装在手轮架7的顶端圆周上，每个钢丝盒4内均安装一个料盘12，齿轮8带动联动齿轮架9和手轮架7沿着水平轴心线旋转，同时每个钢丝盒4中的料盘12沿自身的轴心旋转，钢丝盒4中的料盘12安装有弹簧13，弹簧13通过压力使料盘12转动有较大摩擦力，原料钢丝以一定的张力分别从钢丝盒4中被牵引出，原料钢丝通过套环10内孔，进入联动齿轮架9内腔，再进入拧钢索轴6内孔通道，抵达拧索圆块14；每根钢丝分别独自穿过拧索圆块14端面上的六个小孔；在拧索圆块14外端面被拧成所需的钢索；然后在机床主轴5上将钢索绕制成所需的多股弹簧1。
本发明的多股弹簧行星式绕制工装提高了多股弹簧的绕制质量和绕制效率，绕制多股弹簧自动化程度高，整个绕制多股弹簧过程一气呵成，提高了钢丝的使用率，减少钢丝原材料的浪费。
附图说明
图1是本发明的多股弹簧行星式绕制原理图；
图2是多股弹簧在机床绕制示意图；
图3为多股弹簧行星式绕制工装结构总图；
图4为拧钢索轴6的内部结构图；
图5为钢丝通过套环10内孔，进入联动齿轮架9内腔，再进入拧钢索轴6内孔通道，抵达拧索圆块12示意图；
图6实施例的复进弹簧的零件结构图；
上述图中：1多股弹簧、2钢索、3、钢丝、4钢丝盒、5机床主轴、6拧钢索轴、7手轮架、8齿轮、9联动齿轮架、10套环、11后盖、12料盘、13弹簧、14拧索圆块、15导丝空心轴、16固定套、17端帽、18制动销。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1是本发明的多股弹簧行星式绕制原理图，圆周上六个钢丝盒4和中心的钢丝盒4中的钢丝被拉出，圆周上六个钢丝盒连续绕中心旋转，使圆周上六根钢丝绕中心股的钢丝拧成钢索2，钢索2再进一步被绕成多股弹簧1。
图2是多股弹簧在机床绕制示意图。原料钢丝从七个钢丝盒4中牵出，通过拧钢索轴6内孔中，在拧钢索轴6内孔外端面上通过拧钢索轴内部的导丝空心轴自身旋转将钢丝自动拧制成钢索2，机床主轴5旋转，带动主轴齿轮、中间齿轮、光杠齿轮等系列齿轮8转动，最后带动手轮架7转动，不停地将钢丝从钢丝盒4牵引出来，钢索2在机床上通过绕簧芯轴和夹具配合绕制成所需要的多股弹簧1。
图3为多股弹簧行星式行星式绕制工装结构总图，缠绕好钢丝的料盘4安装在套环10中，将每个钢丝盒4钢丝开头端通过套环10的孔径通道，联动齿轮架9内孔通道，拧钢索轴6的空心内孔通道，固定卡死在机床主轴5的起始端夹头上，主电机转动，带动一系列齿轮传动将齿轮8旋转，齿轮8又带动图3整个联动齿轮架9转动，转动中由均匀分布在手轮架7圆周上的六个钢丝盒4里面的料盘12和中心股钢丝盒4内料盘12的钢丝被自动牵引出来，通过套环10内的钢丝输送道进入拧钢索轴6内的导丝空心内孔，在拧钢索轴6的输出端及拧索圆块14，带一定张力的七根钢丝被拧成所需要的钢索2。
图4为拧钢索轴6的详细内部结构图，导丝空心轴15，在固定套16内旋转，在导丝空心轴15的输出端，拧索圆块14被三根制动销18固定在导丝空心轴15的端面上，以保证拧索圆块14与导丝空心轴15同步旋转，端帽17用螺纹与导丝空心轴15相连接，起固定拧索圆块14的作用，钢丝从导丝空心轴15的右端进入，再分别从拧索圆块14的六个小孔输出，在拧索圆块14的左外端面被拧成钢索。拧索圆块14可以更换不同规格，有七个小孔的(中心一个小孔，圆周分布六个小孔)，有六个或五个小孔的。
图5为钢丝通过套环10内孔，进入联动齿轮架9内腔，再进入拧钢索轴6内孔通道，抵达拧索圆块12示意图；
图6为具体实施的多股弹簧零件第066号，名称为复进弹簧的零件结构图，多股弹簧旋向为右旋，钢丝旋向左旋；有效圈数：n＝34.5，总圈数：n1＝34.5。多股弹簧的外经为φ27.5毫米，自由高度680毫米，间距19.6毫米，弹簧在自由状态时通过样柱Dc＝16(160-0.015×300mm)，当多股弹簧高度压缩至545毫米时，多股弹簧的压力应该在(P1值)3800+300-600牛顿力，当弹簧高度压缩至210毫米时，弹簧的压力应该在(P2值)14000±800牛顿力；弹簧压缩至高度为210毫米时，通过样圈Dr＝30(φ300+0.035×167.5mm)；弹簧最后压并高度为205毫米。
实施例
本实施例的多股弹簧行星式绕制工装结构如图2所示，绕制工装核心装置如图3，整个装置是一个形状如梅花样的手轮架7，在手轮架7的顶端安装了六个能够自由旋转的钢丝盒4,见图2,图3，在手轮架7的心部安装一个钢丝盒4，每个钢丝盒4内均安装一个料盘13，钢丝盒4能不受干涉地自由旋转，同时在齿轮8的旋转带动下，齿轮8带动联动齿轮架9和手轮架7也要沿着水平轴心线旋转，同时每个钢丝盒4内部料盘12沿自身的轴心旋转，在整个装置旋转中，钢丝盒4中的料盘12安装有弹簧13，弹簧13通过压力使料盘12转动有较大摩擦力，原料钢丝以一定的张力分别从钢丝盒4中被牵引出,见图3；钢丝通过套环10内孔，进入联动齿轮架9内腔，再进入拧钢索轴6内孔通道，抵达拧索圆块12,见图5；每根钢丝分别独自穿过拧索圆块12端面上的六个小孔,见图6；在拧索圆块12外端面被拧成所需的钢索；如图2在机床主轴5上，再将钢索绕制成所需的多股弹簧1。
本实施例为我厂某一多股弹簧零件第066号，零件名称：复进弹簧，材料：T9A-F，原材料状态：经派顿处理钢丝；钢丝名称，圆钢丝1.8-h11-GB/T342-1997。零件经过专用机床和多股弹簧行星式绕制工装绕制后，零件形貌图如图6所示，弹簧的技术要求为：
1.G＝80000MPa。
2.旋向：右旋。
3.钢丝旋向——左。
4.钢丝股数i＝6.
5.有效圈数：n＝34.5
6.总圈数：n1＝34.5
7.热处理：回火油炉240℃-260℃。
8.弹簧在自由状态时通过样柱Dc＝16(160-0.015×300mm)。
9.弹簧压缩至高度为H2时，通过样圈Dr＝30(φ300+0.035×167.5mm)。
10.压缩到各圈接触时进行压紧试验,弹簧紧压时间为24小时。
11.表面处理；Fe/ct.ph磷化并上黑色缩醛烘干胶液X98-11 ZBG51071-1987。
12.速压试验：行程从H1到H2，频率T＝600-860次/分，速度为11-15米/秒，时间0.5分钟。
13.速压试验后，沿弹簧内径和弹簧端部允许有擦痕。
14.其余制造与验收技术条件按WJ1201-1994执行。
15.速压试验后允许P2减少到1550牛顿。
首先选用直径为φ1.8毫米经过派顿处理碳素钢丝T9A-F，使用机械装置将钢丝缠绕在料盘12上，每只料盘12缠绕的钢丝长度必须大于3.5米以上，将缠绕好钢丝的料盘12安装在钢丝盒4中，如图3所示，将每个钢丝盒4的钢丝开头端通过套环10的孔径通道，联动齿轮架9内孔通道，拧钢索轴6内部的导丝空心轴16内孔通道，固定卡死在机床主轴5的起始端上，如图2所示，卷制六股多股弹簧时开动车床，推动离合器，主轴5通过离合器带动主轴齿轮，中间齿轮，光杆上的齿轮8，带动光杆等一系列的机械传动最后带动拧钢索轴6及钢丝盒4转动，将钢丝拧成钢索，多股弹簧1缠好后，打开离合器倒车，使弹簧反弹至自由状态，停车，使用虎钳剪断多股弹簧的尾端，多股弹簧的绕制工序结束。
从绕簧机床上取下多股弹簧，使用手板冲床对多股弹簧切取单件；将单件的两面端头使用砂轮机磨圆头；再使用鉗台对单件多股弹簧校型；打磨单件多股弹簧端面毛刺；将单件多股弹簧进行热处理回火，回火设备油炉，回火温度240℃-260℃，回火时间90分钟至120分钟，单件多股弹簧回火结束后空冷；单件多股弹簧进行紧压24小时试验；再进行0.5分钟的速压试验；测试P1值、P2值，压缩至H2高度时用环规Dr＝30(φ300 +0.035×167.5mm)检验多股弹簧外经；单件多股弹簧磷化，涂黑色缩醛烘干胶液X98-11。
Claims (1)
1.一种多股弹簧行星式绕制工装，包括钢丝盒(4)、拧钢索轴(6)、手轮架(7)、齿轮(8)、联动齿轮架(9)、套环(10)、后盖(11)、料盘(12)、弹簧(13)、拧索圆块(14)、导丝空心轴(15)、固定套(16)、端帽(17)、制动销(18)；其特征是：手轮架(7)为梅花形状，六个能够自由旋转的钢丝盒(4)安装在手轮架(7)的顶端圆周上，每个钢丝盒(4)内均安装一个料盘(12)，齿轮(8)带动联动齿轮架(9)和手轮架(7)沿着水平轴心线旋转，同时每个钢丝盒(4)中的料盘齿轮(12)沿自身的轴心旋转，钢丝盒(4)中的料盘(12)安装有弹簧(13)，弹簧(13)通过压力使料盘(12)转动有较大摩擦力，原料钢丝以一定的张力分别从钢丝盒(4)中被牵引出，原料钢丝通过套环(10)内孔，进入联动齿轮架(9)内腔，再进入拧钢索轴(6)内孔通道，抵达拧索圆块(14)；每根钢丝分别独自穿过拧索圆块(14)端面上的六个小孔；在拧索圆块(14)外端面被拧成所需的钢索；然后在机床主轴(5)上将钢索绕制成所需的多股弹簧(1)。
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