CN218361788U

CN218361788U - 一种用于扭簧扭臂的拉直装置

Info

Publication number: CN218361788U
Application number: CN202222823457.5U
Authority: CN
Inventors: 侯凯; 姚顺; 王帅
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2032-10-26

Abstract

本实用新型提供了一种用于扭簧扭臂的拉直装置，属于机械加工的技术领域，包括底座、转盘、转轴、拉丝钩、弹簧心轴和手柄轴；转轴竖向贯穿底座，与底座转动连接；转盘位于底座的上方，固定套设在转轴上，沿径向设置有槽口；手柄轴横向设置，位于底座的下方，第一端与转轴固定连接；拉丝钩横向设置，弯钩的开口朝上，与转盘的槽口插接，可沿槽口移动并通过固定件固定；弹簧心轴竖向固定在底座上，位于底座上方的轴杆设置有下窄上宽的阶梯状结构，阶梯状结构的上部用于在套设弹簧后支撑弹簧的内侧，阶梯状结构的下部用于在套设弹簧后与弹簧内侧形成可使弯钩插入的空隙。该装置操作简便、省时省力、高效快捷。

Description

一种用于扭簧扭臂的拉直装置

技术领域

本实用新型属于机械加工的技术领域，具体公开了一种用于扭簧扭臂的拉直装置。

背景技术

扭转弹簧属于螺旋弹簧，可以存储和释放角能量或者通过绕簧体中轴旋转力臂以静态固定某一装置。扭转弹簧的端部被固定到其他组件，当其他组件绕着弹簧中心旋转时，该弹簧将它们拉回初始位置，产生扭矩或旋转力。目前扭簧的制作已实现自动化，如CN108817286A公开了一种微型扭转弹簧的加工设备及其制备方法。但是在实验室对扭簧进行相关研究时，还是以手工制造为主。

扭簧手工制造工艺工序如图1所示：卷制成型—将端头钢丝拉直—端头钳工制成各种形状的扭簧。

传统手工操作方法如下所述：

如图2所示，将弹簧套在一心轴上，心轴直径与弹簧内径接近，否则会影响弹簧变形，采用手钳将弹簧端头折弯成一小钩，再用手钳夹紧小钩，以增加手钳与钢丝的接触面积，增大摩擦阻力，在夹紧力与摩擦力的作用下，利用手臂力作用将端头钢丝拉直。

通常扭簧制造过程采用的材料为冷拉钢丝，根据钢丝粗细和等级不同，其抗拉强度在1700～2800MPa之间不等，洛氏硬度值在48～55HRC之间，弹簧钢丝的高强度、高硬度使弹簧钢丝在弯曲成型时非常困难，同时端头弯曲成型时需确保弹簧工作部分形状保持不变，采用传统的手工操作很难实现。在手工制作扭簧的过程中，申请人总结如下的缺点：

1）拉伸过程手工操作费时费力；

2）拉伸后弹簧工作部分变形较大，易造成废品；

3）拉伸后钢丝因弹力作用，部分恢复弯曲状态，需要钳工修整；

4）拉直的定位精度不准确，难以达到产品图样要求的精度；

5）因弹簧对心轴直径的要求较严格，不同规格弹簧心轴更换量大。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于扭簧扭臂的拉直装置，解决背景技术中所述技术问题。

上述一种用于扭簧扭臂的拉直装置，包括底座、转盘、转轴、拉丝钩、弹簧心轴和手柄轴；转轴竖向贯穿底座，与底座转动连接；转盘位于底座的上方，固定套设在转轴上，沿径向设置有槽口；手柄轴横向设置，位于底座的下方，第一端与转轴固定连接；拉丝钩横向设置，弯钩的开口朝上，与转盘的槽口插接，可沿槽口移动并通过固定件固定；弹簧心轴竖向固定在底座上，位于底座上方的轴杆设置有下窄上宽的阶梯状结构，阶梯状结构的上部用于在套设弹簧后支撑弹簧的内侧，阶梯状结构的下部用于在套设弹簧后与弹簧内侧形成可使弯钩插入的空隙。

进一步地，弹簧心轴中，阶梯状结构的下部为与轴线平行的平面。

进一步地，弹簧心轴位于底座下方的轴杆上设置有螺纹段，螺纹段上套设有螺母Ⅰ和垫圈Ⅰ，螺母Ⅰ将垫圈Ⅰ压紧在底座的下方。

进一步地，转盘上设置有与槽口连通的竖向孔，固定件为螺钉，螺钉穿过竖向孔，底端压紧拉丝钩。

进一步地，转轴的顶端为方形结构，转盘上设置有与方形结构配合的方形孔。

进一步地，转轴位于底座下方的轴杆上设置有螺纹段，螺纹段上套设有螺母Ⅱ和垫圈Ⅱ；手柄轴的第一端套设在螺纹段上，螺母Ⅱ将垫圈Ⅱ压紧在手柄轴的下方。

进一步地，手柄轴的第二端设置有手柄。

进一步地，转盘的下部设置有凸缘，底座上设置有与凸缘配合的环形槽。

进一步地，底座上固定有虎钳夹板。

本实用新型具有以下有益效果。

1、操作简便、省时省力、高效快捷，利用虎钳台即可完成弹簧端头的拉直。

2、钢丝拉伸过程中利用反变形原理，在反变形作用力下，钢丝的曲率半径反向增大，工作部分不易变形，降低废品率，拉直后的钢丝易于弯曲成型，减少后期修整。

3、可根据产品图样要求的精度设计转盘尺寸，提高拉直的定位精度。

4、不受弹簧内径尺寸的限制，一套工装可以完成多种规格弹簧端头拉直。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为扭簧手工制造的工艺工序图；

图2为传统手工操作方法中弹簧在心轴上的安装示意图；

图3为用于扭簧扭臂的拉直装置的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为弹簧心轴的结构示意图；

图6为图5中A-A方向的剖视图；

图7为拉丝钩的结构示意图；

图8为弹簧在拉直装置上的安装示意图（图中箭头方向为转盘旋转方向）；

图9为弹簧的初拉状态图（图中箭头方向为转盘旋转方向）；

图10为弹簧的拉直状态图（图中箭头方向为转盘旋转方向）。

图标：1-底座；2-转盘；3-转轴；4-拉丝钩；5-弹簧心轴；6-虎钳夹板；7-手柄轴；8-手柄；9-螺钉；10-螺母Ⅰ；11-垫圈Ⅰ；12-螺母；13-垫圈；14-弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种用于扭簧扭臂的拉直装置，包括底座1、转盘2、转轴3、拉丝钩4、弹簧心轴5和手柄轴7；转轴3竖向贯穿底座1，与底座1转动连接；转盘2位于底座1的上方，固定套设在转轴3上，沿径向设置有槽口；手柄轴7横向设置，位于底座1的下方，第一端与转轴3固定连接；拉丝钩4横向设置，弯钩的开口朝上，与转盘2的槽口插接，可沿槽口移动并通过固定件固定；弹簧心轴5竖向固定在底座1上，位于底座1上方的轴杆设置有下窄上宽的阶梯状结构，阶梯状结构的上部用于在套设弹簧14后支撑弹簧14的内侧，阶梯状结构的下部用于在套设弹簧14后与弹簧14内侧形成可使弯钩插入的空隙。

为保证半成品弹簧圈稳固套在弹簧心轴5与拉丝钩4结合体上，弹簧心轴5中，阶梯状结构的下部制成与轴线平行的平面，实现弹簧心轴5与拉丝钩4紧密贴合。

进一步地，弹簧心轴5位于底座1下方的轴杆上设置有螺纹段，螺纹段上套设有螺母Ⅰ10和垫圈Ⅰ11，螺母Ⅰ10将垫圈Ⅰ11压紧在底座1的下方。

进一步地，转盘2上设置有与槽口连通的竖向孔，固定件为螺钉9，调整好拉丝钩4与弹簧心轴5的相对位置后，将螺钉9穿过竖向孔，底端压紧拉丝钩4。

进一步地，转轴3的顶端为方形结构，转盘2上设置有与方形结构配合的方形孔。

进一步地，转轴3位于底座1下方的轴杆上设置有螺纹段，螺纹段上套设有螺母Ⅱ12和垫圈Ⅱ13；手柄轴7的第一端套设在螺纹段上，螺母Ⅱ12将垫圈Ⅱ13压紧在手柄轴7的下方。转盘2与转轴3采用方形结构与方形孔结构配合，在螺母Ⅱ12和垫圈Ⅱ13的共固定作用下，使转盘2与转轴3、手柄轴7形成一旋转体而不做相对运动。

进一步地，手柄轴7的第二端设置有手柄8。

进一步地，转盘2的下部设置有凸缘，底座1上设置有与凸缘配合的环形槽。

底座1与虎钳夹板6焊接一体，作为该装置相对运动的支承体。虎钳夹板6的作用是用于固定装置于虎钳上。实施例2

本实施例提供上述拉直装置的操作过程。

用虎钳夹紧虎钳夹板6，将拉丝钩4插入转盘2的槽口内，根据弹簧钢丝直径调整拉丝钩4插入的深度，旋入螺钉9，将拉丝钩4压紧；将弹簧14套在弹簧心轴5上，略微旋转弹簧14，使弹簧钢丝头部位于拉丝钩4的弯钩处，轻轻推动手柄8，使转盘2逆时针旋转，并挂牢固钢丝头部使钢丝头部弯曲成钩型；继续推动手柄8，钢丝缓缓伸展，实现钢丝拉直。

初拉时，拉丝钩4与弹簧心轴5做相对运动，并利用弹簧卷曲端头形成一初始钩，随着拉丝钩4随转盘2以转轴3为圆心的旋转运动，将钢丝向外拉开。

上述拉直装置主要利用相对运动、平衡作用力、力矩作用原理、反变形原理进行设计，如图9、图10所示。

拉直弹簧端头钢丝形成过程：弹簧自动旋转和钢丝端头的伸展运动形成一对相对运动体使钢丝端头拉直。

钢丝拉直过程中，拉丝钩4的拉力F₂与弹簧心轴5与钢丝的摩擦阻力F₁同时作用于钢丝上，形成一对平衡作用力，F₂绕转盘2切向运动，F₁与F₂形成一对大小相等，方向相反的平衡力，在力的作用下将钢丝拉直。

弹簧心轴5固定于底座1上，手柄8与转盘2结合为一整体，手柄8在手推动力F₅的作用下，围绕转轴3旋转，并带动拉丝钩4旋转，F₅的力矩为手柄长度，F₂的力矩为转盘半径，明显手柄长度远大于转盘半径，根据力矩与力臂作用原理，手推动力F₅远远小于拉丝钩4作用力F₂。图中F₄为转盘2的径向反作用力。

钢丝反变形主要针对原左旋弹簧拉直后仍处于大曲率弯曲状态，采用转盘2拉直过程中，使钢丝曲率反向变形，拉直后钢丝基本处于反变形或直线状态，有利于后续工序的加工。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，包括底座、转盘、转轴、拉丝钩、弹簧心轴和手柄轴；

所述转轴竖向贯穿底座，与底座转动连接；

所述转盘位于底座的上方，固定套设在转轴上，沿径向设置有槽口；

所述手柄轴横向设置，位于底座的下方，第一端与转轴固定连接；

所述拉丝钩横向设置，弯钩的开口朝上，与转盘的槽口插接，可沿槽口移动并通过固定件固定；

所述弹簧心轴竖向固定在底座上，位于底座上方的轴杆设置有下窄上宽的阶梯状结构，阶梯状结构的上部用于在套设弹簧后支撑弹簧的内侧，阶梯状结构的下部用于在套设弹簧后与弹簧内侧形成可使弯钩插入的空隙。

2.根据权利要求1所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，弹簧心轴中，阶梯状结构的下部为与轴线平行的平面。

3.根据权利要求2所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，弹簧心轴位于底座下方的轴杆上设置有螺纹段，螺纹段上套设有螺母Ⅰ和垫圈Ⅰ，螺母Ⅰ将垫圈Ⅰ压紧在底座的下方。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，转盘上设置有与槽口连通的竖向孔，固定件为螺钉，螺钉穿过竖向孔，底端压紧拉丝钩。

5.根据权利要求4所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，转轴的顶端为方形结构，转盘上设置有与方形结构配合的方形孔。

6.根据权利要求5所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，转轴位于底座下方的轴杆上设置有螺纹段，螺纹段上套设有螺母Ⅱ和垫圈Ⅱ；

手柄轴的第一端套设在螺纹段上，螺母Ⅱ将垫圈Ⅱ压紧在手柄轴的下方。

7.根据权利要求6所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，手柄轴的第二端设置有手柄。

8.根据权利要求7所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，转盘的下部设置有凸缘，底座上设置有与凸缘配合的环形槽。

9.根据权利要求8所述的用于扭簧扭臂的拉直装置，其特征在于，底座上固定有虎钳夹板。