CN113042663B - 一种弹簧生产设备及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种弹簧生产设备及其加工工艺，属于弹簧加工的领域，弹簧的生产设备包括第一底座以及第二底座；第一底座靠近第二底座一侧转动连接有转动辊；第二底座靠近第一底座一侧开设有内螺纹孔，转动辊通过内螺纹孔与第二底座螺纹连接；第一底座靠近第二底座一侧滑移连接有连接轴；连接轴靠近第二底座一端转动安装有用于为钢条提供支撑的导向辊。弹簧加工工艺包括退火、卷制、淬火、磨面和喷丸的步骤。本申请具有减少大型弹簧加工过程中尾端浪费的效果。

Description

一种弹簧生产设备及其加工工艺

技术领域

本申请涉及弹簧加工的领域，尤其是涉及一种弹簧生产设备及其加工工艺。

背景技术

目前，弹簧截面多为圆形，弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，并对形变产生的能量进行存储。弹簧多为弹簧钢制成，将高温处理后的弹簧钢送入卷簧机中制成弹簧。

相关技术可参考授权公告号为CN209035365U的中国实用新型专利，其公开了一种自动卷簧机，包括机体以及设置于机体上的送料机构，送料机构的出料端一侧设置有卷簧机构，卷簧机构包括涡轮、成型轮、蜗杆，涡轮的一侧齿面上设置有两个成型轮，成型轮位于送料机构的出料端一侧，成型轮上设置有卷簧槽，蜗杆与涡轮的齿轮一侧配合连接，蜗杆与驱动装置连接。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有弹簧钢在送入卷簧机加工前需要预先进行退火处理，受制于退火炉体积，需要对弹簧钢预先裁剪成段；裁剪后的弹簧钢送入卷簧机卷制过程中，弹簧钢尾端在与成型轮接触时由于已经离开送料机构，在缺少支撑力的情况下无法与成型轮配合进行绕卷，从而造成弹簧钢尾端浪费的缺陷。

发明内容

为了改善弹簧加工过程中尾端浪费的问题，本申请提供一种弹簧生产设备及其加工工艺。

第一方面，本申请提供一种弹簧生产设备，采用如下的技术方案：

一种弹簧生产设备，包括第一底座以及第二底座；所述第一底座靠近第二底座一侧转动连接有转动辊；所述转动辊周侧设置有用于对弹簧加工件端部进行固定的固定组件；所述第二底座靠近第一底座一侧开设有内螺纹孔，所述转动辊通过内螺纹孔与第二底座螺纹连接；所述第一底座内设置有用于驱动转动辊转动的驱动机构；所述第一底座靠近第二底座一侧滑移连接有连接轴；所述连接轴靠近第二底座一端转动安装有用于为钢条提供支撑的导向辊；所述第一底座内设置有用于支撑连接轴的支撑组件。

通过采用上述技术方案，钢条在转动辊外周面绕卷形成弹簧的过程中，导向辊为钢条提供向上的抵压作用，使得钢条进入转动辊之初能够贴附于转动辊的外周面。同时由于钢条的移动是通过转动辊的转动提供动力，钢条尾端进入转动辊时，同样由导向辊提供支撑作用，便于钢条尾端与转动辊贴附，减少了钢条尾端浪费情况的发生。

可选的，所述支撑组件包括固定于连接轴远离导向辊一端的连接杆以及固定于第一底座内底面的气缸；所述气缸的活塞杆与连接杆底部固定连接；所述第一底座靠近第二底座一侧开设有第一导向孔，所述第一底座通过第一导向孔沿竖向与连接轴滑移连接。

通过采用上述技术方案，气缸用于为连接杆的上升下降提供动力，气缸推动连接杆上升时，便于导向辊为钢条提供支撑作用；气缸拖动连接杆下降时，降低导向辊阻碍转动辊缩回的可能性。第一导向孔为连接轴提供沿竖向的导向作用。

可选的，所述第一底座内开设有空腔，所述第一底座的空腔内竖直固定有隔板；所述驱动机构包括固定于第一底座内壁的电机以及固定于第一底座内顶面的固定架；所述固定架包括两个竖板以及固定于两个竖板底部的横板；两个所述竖板的相对内侧分别转动安装有第一锥齿轮、第二锥齿轮；所述电机的输出端贯穿竖板与第一锥齿轮固定连接；所述横板顶部转动安装有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮分别与第一锥齿轮、第二锥齿轮啮合；所述第一底座内设置有用于连接电机和转动辊的连接组件。

通过采用上述技术方案，第一锥齿轮、第二锥齿轮由于分别与第三锥齿轮啮合，因此第一锥齿轮、第二锥齿轮反向转动；便于在不关闭电机的状态下，仅通过调节转动辊与第一锥齿轮或第二锥齿轮的连接关系，实现转动辊转动方向的改变。

可选的，所述转动辊靠近电机一侧开设有用于与连接管插接的圆形槽，所述连接管外周面固定有限位块，所述转动辊内周面开设有用于与限位块滑移连接的滑槽。

通过采用上述技术方案，滑槽为限位块提供导向作用，便于连接管与转动辊保持滑移连接的情况下，使连接管随转动辊转动。

可选的，所述连接组件包括固定于第一锥齿轮远离电机一侧的固定轴以及固定于第二锥齿轮远离第一锥齿轮一侧的转动圆管，所述转动圆管远离电机一侧固定有第一连接件，所述固定轴远离电机一端固定有第二连接件；所述第一连接件和第二连接件的外周面分别开设有插槽，所述第一连接件和第二连接件外周面套设有连接管；所述连接管内周面固定有插块，所述插块用于通过插槽与第一连接件或第二连接件插接。

通过采用上述技术方案，由于第一连接件与第二连接件的转向相反，可以通过连接管的插块与第一连接件或第二连接件的插槽插接，实现对连接管转向的调节，进而调节转动辊的转向。

可选的，所述连接管外周面转动连接有撑环；所述撑环远离电机一侧固定有复位弹簧，所述复位弹簧远离撑环一端与隔板固定连接。

通过采用上述技术方案，复位弹簧压缩时会为撑环施加向靠近电机一侧的弹力，便于通过复位弹簧驱动连接管向靠近电机一侧复位。

可选的，所述连接轴远离导向辊一端固定有连接杆；所述隔板靠近第二底座一侧开设有第二导向孔，所述隔板通过第二导向孔沿竖向与连接杆滑移连接。

通过采用上述技术方案，第二导向孔为连接杆提供导向作用，降低连接杆沿竖向移动过程中偏离轨道的可能性。

可选的，所述连接杆靠近电机一端固定有抵接杆；所述抵接杆顶部靠近隔板一侧开设有斜面；所述连接管靠近电机一侧固定有环形圆台；所述抵接杆的斜面用于与环形圆台抵接。

通过采用上述技术方案，向上推动导向辊后，抵接杆会通过斜面抵压环形圆台，并推动连接管向远离电机一侧移动；连接管移动过程中，插块与第二连接件的插槽插接，从而使连接管随第二连接件转动，并通过连接管带动转动辊转动。

可选的，所述固定组件包括与转动辊滑移连接的固定销以及固定于固定销顶部的固定片；所述固定片用于与弹簧加工件端部抵接；所述转动辊外周面开设有插孔；所述转动辊通过插孔沿转动辊径向与固定销滑移连接。

通过采用上述技术方案，通过将固定销底部与转动辊固定连接，实现对弹簧加工件端部的固定，从而便于弹簧加工件随转动辊转动。

第二方面，本申请提供一种弹簧加工工艺，采用如下的技术方案。

一种弹簧加工工艺，包括如下步骤：

钢条加热至700-730℃保温2-3小时，随炉降温至400-500℃，保温1-2小时后送入弹簧生产设备中进行卷制，将卷制后的弹簧加工件在空气中冷却至常温；

对卷制后的弹簧加工件进行真空淬火，淬火温度为750-800℃，保温5-10分钟；将淬火后的弹簧加工件放入60℃的油中冷却；

依次对弹簧加工件表面进行磨面和喷丸加工，对喷丸后的弹簧加工件进行回火，回火温度为430-460℃，保温40-60分钟，放入空气中冷却，得到弹簧成品。

通过采用上述技术方案，钢条经过退火处理后，会在钢条表面产生球状的珠光体；球状的珠光体硬度较低，便于弹簧进行卷制以及后期的切削和加工。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.钢条在转动辊外周面绕卷形成弹簧的过程中，导向辊为钢条提供向上的抵压作用，使得钢条进入转动辊之初能够贴附于转动辊的外周面。同时由于钢条的移动是通过转动辊的转动提供动力，钢条尾端进入转动辊时，同样由导向辊提供支撑作用，便于钢条尾端与转动辊贴附，减少了钢条尾端浪费情况的发生；

2.第一锥齿轮、第二锥齿轮由于分别与第三锥齿轮啮合，因此第一锥齿轮、第二锥齿轮反向转动；便于在不关闭电机的状态下，仅通过调节转动辊与第一锥齿轮或第二锥齿轮的连接关系，实现转动辊转动方向的改变；

3.钢条经过退火处理后，会在钢条表面产生球状的珠光体；球状的珠光体硬度较低，便于弹簧进行卷制以及后期的切削和加工。

附图说明

图1是本申请实施例弹簧的生产设备的结构示意图。

图2是沿图1中A-A线的剖视图。

图3是沿图2中B-B线的剖视图。

图4是沿图3中C-C线的剖视图。

图5是图4中D处的放大示意图。

图6是图3中E处的放大示意图。

附图标记说明：1、第一底座；11、空腔；12、隔板；13、第一导向孔；14、连接轴；15、导向辊；16、连接杆；17、第二导向孔；18、抵接杆；19、斜面；2、第二底座；21、内螺纹孔；22、弹簧加工件；23、第三锥齿轮；3、转动辊；31、插孔；32、固定销；33、固定片；34、圆形槽；35、限位块；36、滑槽；4、驱动机构；41、电机；42、第一锥齿轮；43、第二锥齿轮；44、固定轴；45、转动圆管；46、第一连接件；47、第二连接件；48、插槽；49、倒角；5、固定架；51、竖板；52、横板；6、连接管；61、插块；62、撑环；63、复位弹簧；64、气缸；65、环形圆台。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种弹簧生产设备及其加工工艺。

实施例1：参照图1和图2，弹簧的生产设备包括第一底座1以及第二底座2。第一底座1与第二底座2相对设置。第一底座1内开设有空腔11，第一底座1的空腔11内竖直固定有隔板12，隔板12的顶面和底面分别与第一底座1固定连接。第一底座1靠近第二底座2一侧穿设有转动辊3；转动辊3与第一底座1转动连接。第二底座2靠近第一底座1一侧开设有内螺纹孔21，转动辊3通过内螺纹孔21与第二底座2螺纹连接。转动辊3外周面开设有插孔31；转动辊3通过插孔31沿转动辊3径向滑移设置有固定销32；固定销32用于对弹簧加工件22的端部进行固定，固定销32的底部通过螺栓与转动辊3固定连接；固定销32的顶部固定有用于与弹簧加工件22抵接的固定片33。第一底座1内设置有用于驱动转动辊3转动的驱动机构4。经过煅烧后的钢条移动至转动辊3处，将钢条的端部与转动辊3贴合通过固定片33向下抵压钢条，并将固定销32穿设于插孔31后通过螺栓进行固定。转动辊3在转动过程中，由于与第二底座2螺纹连接，使得转动辊3不断向靠近第二底座2一侧移动，钢条转动过程中贴附于转动辊3的外周面，同时转动辊3移动过程中，使得贴附于自身外周面的钢条呈螺旋状，整段钢条都贴附于转动辊3外周面后形成弹簧加工件22。

参照图2和图3，驱动机构4包括固定于第一底座1内壁的电机41以及固定于第一底座1内顶面的固定架5。固定架5包括两个竖板51以及固定于两个竖板51底部的横板52。两个竖板51的相对内侧分别转动安装有第一锥齿轮42、第二锥齿轮43。电机41的输出端贯穿竖板51与第一锥齿轮42固定连接。横板52顶部转动安装有第三锥齿轮23，第三锥齿轮23分别与第一锥齿轮42、第二锥齿轮43啮合。电机41带动第一锥齿轮42转动，第一锥齿轮42通过第三锥齿轮23带动第二锥齿轮43转动；第一锥齿轮42和第二锥齿轮43转动方向相反。

参照图3和图4，第一锥齿轮42远离电机41一侧固定有固定轴44；第二锥齿轮43远离第一锥齿轮42一侧固定有转动圆管45，固定轴44贯穿第二锥齿轮43穿设于转动圆管45内。转动圆管45远离电机41一侧固定有第一连接件46，固定轴44远离电机41一端固定有第二连接件47。第一锥齿轮42带动第二连接件47转动，第二锥齿轮43带动第一连接件46转动。

参照图4和图5，第一连接件46和第二连接件47的外周面分别开设有插槽48，第一连接件46的插槽48和第二连接件47的插槽48相对设置。插槽48的相对内侧分别开设有倒角49，两个倒角49均位于插槽48的槽口位置。

参照图4和图5，第一连接件46和第二连接件47外周面套设有连接管6。连接管6内周面固定有插块61，插块61用于通过插槽48与第一连接件46或第二连接件47插接。插块61与第二连接件47的插槽48插接后，连接管6会随第一锥齿轮42转动；插块61与第一连接件46的插槽48插接后，连接管6会随第二锥齿轮43转动。

参照图2和图3，连接管6外周面转动连接有撑环62。撑环62远离电机41一侧固定有复位弹簧63，复位弹簧63套设于连接管6周侧，且复位弹簧63远离撑环62一端与隔板12固定连接。连接管6外周面开设有环形卡槽，撑环62通过环形卡槽与连接管6转动连接。插块61与第二连接件47的插槽48插接时，复位弹簧63处于压缩状态，复位弹簧63为撑环62施加向远离转动辊3一侧的弹力，便于通过复位弹簧63驱动连接管6向靠近电机41一侧复位。

参照图2和图3，转动辊3靠近电机41一侧开设有用于与连接管6插接的圆形槽34，连接管6外周面固定有限位块35，转动辊3内周面开设有用于与限位块35滑移连接的滑槽36。滑槽36为限位块35提供导向作用，降低连接管6沿转动辊3轴向移动过程中偏离轨道的可能性。

参照图2和图3，第一底座1靠近第二底座2一侧开设有第一导向孔13，第一底座1通过第一导向孔13沿竖向滑移连接有连接轴14；连接轴14设置于转动辊3下方，连接轴14的圆心与转动辊3的圆心位于同一条铅垂线上。连接轴14靠近第二底座2一端转动安装有导向辊15。连接轴14远离导向辊15一端固定有连接杆16。隔板12靠近第二底座2一侧开设有第二导向孔17，隔板12通过第二导向孔17沿竖向与连接杆16滑移连接。连接杆16靠近电机41一端垂直固定有抵接杆18。第一底座1通过第一导向孔13为连接轴14提供导向作用，隔板12通过第二导向孔17为连接杆16提供导向作用。导向辊15为钢条提供导向作用和向上的支撑作用，便于钢条以螺旋状缠绕于转动辊3周侧。

参照图3和图6，抵接杆18顶部靠近隔板12一侧开设有斜面19；连接管6靠近电机41一侧固定有环形圆台65；抵接杆18的斜面19用于与环形圆台65抵接。第一底座1的内底面固定有气缸64，气缸64的活塞杆与连接杆16底部固定连接。抵接杆18通过斜面19抵压环形圆台65，从而推动环形圆台65向远离电机41一侧移动，以便于推动连接管6移动。

弹簧加工工艺，包括如下步骤：

S1.钢条加热至700℃保温2小时，随炉降温至400℃，保温1小时后送入弹簧生产设备中进行卷制，将卷制后的弹簧加工件22在空气中冷却至常温。

S2.将卷制后的弹簧加工件22进行真空淬火，淬火温度为750℃，保温5分钟；将淬火后的钢条放入60℃的油中冷却。

S3.通过磨面机对弹簧加工件22表面进行磨面，磨面的表面角度范围为270°；通过喷丸机对弹簧加工件22的表面进行喷丸加工，喷丸强度为0.3A，喷丸时间为15min。

S4.将喷丸后的弹簧加工件22放入回火炉中回火，回火温度为430℃，保温40分钟，放入空气中冷却，得到弹簧成品。

本申请实施例一种弹簧生产设备及其加工工艺的实施原理为：

电机41带动第一锥齿轮42转动，第一锥齿轮42通过第三锥齿轮23带动第二锥齿轮43转动；第一锥齿轮42和第二锥齿轮43转动方向相反。第一锥齿轮42带动第二连接件47转动，第二锥齿轮43带动第一连接件46转动。

插块61与第二连接件47的插槽48插接时，连接管6随第一锥齿轮42转动，转动辊3随连接管6转动。转动辊3在转动过程中，由于与第二底座2螺纹连接，使得转动辊3不断向靠近第二底座2一侧移动，钢条转动过程中贴附于转动辊3的外周面，同时转动辊3移动过程中，使得贴附于自身外周面的钢条呈螺旋状，整段钢条都贴附于转动辊3外周面后形成弹簧加工件22。钢条随转动辊3移动过程中，导向辊15为钢条提供导向作用。

加工结束后，气缸64带动连接杆16向下移动后，连接杆16带动导向辊15向下移动。抵接杆18向下移动时与环形圆台65分离；环形圆台65在复位弹簧63作用下向靠近电机41一侧复位；使得插块61与第一连接件46的插槽48插接，连接管6随第二锥齿轮43转动，转动辊3在反向转动过程中向靠近电机41一侧移动。

实施例2：弹簧加工工艺，包括如下步骤：

S1.钢条加热至730℃保温3小时，随炉降温至500℃，保温2小时后送入弹簧生产设备中进行卷制，将卷制后的弹簧加工件22在空气中冷却至常温。

S2.将卷制后的弹簧加工件22进行真空淬火，淬火温度为800℃，保温10分钟；将淬火后的弹簧加工件22放入60℃的油中冷却。

S3.通过磨面机对弹簧加工件22表面进行磨面，磨面的表面角度范围为330°；通过喷丸机对弹簧加工件22的表面进行喷丸加工，喷丸强度为0.3A，喷丸时间为20min。

S4.将喷丸后的弹簧加工件22放入回火炉中回火，回火温度为460℃，保温60分钟，放入空气中冷却，得到弹簧成品。

实施例3：弹簧加工工艺，包括如下步骤：

S1.钢条加热至720℃保温2.5小时，随炉降温至450℃，保温1.5小时后送入弹簧生产设备中进行卷制，将卷制后的弹簧加工件22在空气中冷却至常温。

S2.将卷制后的弹簧加工件22进行真空淬火，淬火温度为780℃，保温8分钟；将淬火后的弹簧加工件22放入60℃的油中冷却。

S3.通过磨面机对弹簧加工件22表面进行磨面，磨面的表面角度范围为300°；通过喷丸机对弹弹簧加工件22的表面进行喷丸加工，喷丸强度为0.3A，喷丸时间为18min。

S4.将喷丸后的弹簧加工件22放入回火炉中回火，回火温度为450℃，保温50分钟，放入空气中冷却，得到弹簧成品。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种弹簧生产设备，其特征在于：包括第一底座（1）以及第二底座（2）；所述第一底座（1）靠近第二底座（2）一侧转动连接有转动辊（3）；所述转动辊（3）周侧设置有用于对弹簧加工件（22）端部进行固定的固定组件；所述第二底座（2）靠近第一底座（1）一侧开设有内螺纹孔（21），所述转动辊（3）通过内螺纹孔（21）与第二底座（2）螺纹连接；所述第一底座（1）内设置有用于驱动转动辊（3）转动的驱动机构（4）；所述第一底座（1）靠近第二底座（2）一侧滑移连接有连接轴（14）；所述连接轴（14）靠近第二底座（2）一端转动安装有用于为弹簧加工件（22）提供支撑的导向辊（15）；所述第一底座（1）内设置有用于支撑连接轴（14）的支撑组件；

所述第一底座（1）内开设有空腔（11），所述第一底座（1）的空腔（11）内固定有隔板（12）；所述驱动机构（4）包括固定于第一底座（1）内壁的电机（41）以及固定于第一底座（1）内顶面的固定架（5）；所述固定架（5）包括两个竖板（51）以及固定于两个竖板（51）底部的横板（52）；两个所述竖板（51）的相对内侧分别转动安装有第一锥齿轮（42）、第二锥齿轮（43）；所述电机（41）的输出端贯穿竖板（51）与第一锥齿轮（42）固定连接；所述横板（52）顶部转动安装有第三锥齿轮（23），所述第三锥齿轮（23）分别与第一锥齿轮（42）、第二锥齿轮（43）啮合；所述第一底座（1）内设置有用于连接电机（41）和转动辊（3）的连接组件；

所述连接组件包括固定于第一锥齿轮（42）远离电机（41）一侧的固定轴（44）以及固定于第二锥齿轮（43）远离第一锥齿轮（42）一侧的转动圆管（45），所述转动圆管（45）远离电机（41）一侧固定有第一连接件（46），所述固定轴（44）远离电机（41）一端固定有第二连接件（47）；所述第一连接件（46）和第二连接件（47）的外周面分别开设有插槽（48），所述第一连接件（46）和第二连接件（47）外周面套设有连接管（6）；所述连接管（6）内周面固定有插块（61），所述插块（61）用于通过插槽（48）与第一连接件（46）或第二连接件（47）插接；

所述支撑组件包括固定于连接轴（14）远离导向辊（15）一端的连接杆（16）以及固定于第一底座（1）内底面的气缸（64）；所述气缸（64）的活塞杆与连接杆（16）底部固定连接；所述第一底座（1）靠近第二底座（2）一侧开设有第一导向孔（13），所述第一底座（1）通过第一导向孔（13）沿竖向与连接轴（14）滑移连接；

所述连接管（6）外周面转动连接有撑环（62）；所述撑环（62）远离电机（41）一侧固定有复位弹簧（63），所述复位弹簧（63）远离撑环（62）一端与隔板（12）固定连接；

所述连接轴（14）远离导向辊（15）一端固定有连接杆（16）；所述隔板（12）靠近第二底座（2）一侧开设有第二导向孔（17），所述隔板（12）通过第二导向孔（17）沿竖向与连接杆（16）滑移连接；

所述连接杆（16）靠近电机（41）一端固定有抵接杆（18）；所述抵接杆（18）顶部靠近隔板（12）一侧开设有斜面（19）；所述连接管（6）靠近电机（41）一侧固定有环形圆台（65）；所述抵接杆（18）的斜面（19）用于与环形圆台（65）抵接。

2.根据权利要求1所述的一种弹簧生产设备，其特征在于：所述转动辊（3）靠近电机（41）一侧开设有用于与连接管（6）插接的圆形槽（34），所述连接管（6）外周面固定有限位块（35），所述转动辊（3）内周面开设有用于与限位块（35）滑移连接的滑槽（36）。

3.根据权利要求1所述的一种弹簧生产设备，其特征在于：所述固定组件包括与转动辊（3）滑移连接的固定销（32）以及固定于固定销（32）顶部的固定片（33）；所述固定片（33）用于与弹簧加工件（22）端部抵接；所述转动辊（3）外周面开设有插孔（31）；所述转动辊（3）通过插孔（31）沿转动辊（3）径向与固定销（32）滑移连接。

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