CN220092897U - 一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，包括：一夹头，所述夹头上设置有用于固定芯轴的芯轴固定孔和设置在夹头端部且与所述芯轴固定孔有一定间隙的凸起；一绕簧组件，所述绕簧组件用于将拉簧原料的绕制处压制在芯轴上；一拉力测试组件，所述拉力测试组件包括相对设置的第一测试部和第二测试部；一传送组件，所述传送组件用于将拉簧原料传送至绕簧组件；一移动底座，所述移动底座用于固定所述绕簧组件、所述传送组件和第二测试部；一第一驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述移动底座沿芯轴方向移动；一第二驱动组件，所述第二驱动组件用于固定且驱动所述夹头转动。其可提高对直径小、螺距小且圈数多的拉簧时绕制质量。

Description

一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置

技术领域

本实用新型属于弹簧加工设备技术领域，具体地涉及一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置。

背景技术

发动机中弹簧是一个重要部件且发动机使用到的弹簧种类多，拉簧便是其中一种。现有某种类型的发动机中需要用到一种拉簧，该拉簧包括拉簧主体和置于拉簧两端的端部，端部的直径小于拉簧主体段的直径。这种弹簧直径小，螺距小，拉簧主体弹簧圈数多，达600圈以上。

采用现有的市面上的绕簧设备绕制该种拉簧，其均存在绕制质量差的问题，不满足发动机的性能要求。且由于发动机对拉簧性能要求高，在绕制完成后，需对拉簧性能进行测试。采用现有设备，绕指完成后，需更换设备完成拉簧性能测试，测试满足要求后，装箱交付。但是，由于拉簧性能测试与拉簧绕制设备为不同设备，生产时，需要在不同工位上实现操作，耗时。

实用新型内容

为了解决现有绕簧设备绕制直径小、螺距小且圈数多的拉簧时绕制质量差的问题,本实用新型提供一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其可满足对直径小、螺距小且圈数多的拉簧时绕制需求，且可在同一设备上完成绕制和性能测试，不需移动工位，提高绕簧生产效率。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

本实用新型第一方面提供一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，包括夹头、绕簧组件、传送组件、拉力测试组件、移动底座、第一驱动组件和第二驱动组件，

所述夹头上设置有用于固定芯轴的芯轴固定孔和设置在夹头端部且与所述芯轴固定孔有一定间隙的凸起；

所述绕簧组件用于将拉簧原料的绕制处压制在芯轴上；

所述传送组件用于将拉簧原料传送至绕簧组件；

所述拉力测试组件包括相对设置用于从拉簧两端固定拉簧且实现拉伸时拉力测量的第一测试部和第二测试部；

所述移动底座用于固定所述绕簧组件、所述传送组件和所述第二测试部；

所述第一驱动组件用于驱动所述移动底座沿芯轴方向移动；

所述第二驱动组件用于固定且驱动所述夹头转动。

在一种可能的设计中, 所述夹头呈柱状，所述夹头包括置于所述夹头一端的芯轴固定孔、设置在所述夹头侧壁上且与所述芯轴固定孔连通的锁定螺孔和一端置于所述锁定螺孔内的锁定螺杆。

在一种可能的设计中, 所述绕簧组件包括导丝立板和设置在所述导丝立板一侧的压弹簧工装；

所述压弹簧工装上设置有槽体结构,所述槽体结构包括导丝部、与所述导丝部一端连通的绕丝部、与所述绕丝部连通用于将绕制完成的拉簧引出绕丝部的拉簧引出部；

所述导丝立板与所述绕丝部位置对应处设置有第一芯轴孔。

在一种可能的设计中, 所述导丝部包括第一导丝槽和第二导丝槽，所述第一导丝槽置于所述第二导丝槽的槽底，所述绕丝部置于所述第一导丝槽端部。

在一种可能的设计中, 所述槽体结构还包括置于所述第二导丝槽端部且与绕丝部连通的限位槽；

所述导丝立板上设置一嵌件，所述嵌件置于所述限位槽内。

在一种可能的设计中, 所述压弹簧工装可拆卸固定在所述导丝立板上。

在一种可能的设计中, 所述压弹簧工装固定于定位板上，所述定位板通过螺栓固定所述导丝立板上。

在一种可能的设计中, 所述导丝立板上还设置有芯轴承托板，所述芯轴承托板上设置有芯轴承托孔，所述压弹簧工装置于芯轴承托板与夹头之间。

在一种可能的设计中, 所述第一测试部和第二测试部包括连接结构和可拆卸连接于所述连接结构上的拉簧固定工装，所述第一测试部和第二测试部中至少一个的连接结构连接于力传感器的测试端口上。

在一种可能的设计中, 所述连接结构为一具有一锁定孔的连接片；

所述拉簧固定工装的一端设置有用于与所述锁定孔可拆卸连接的通孔且另一端设置有用于固定拉簧端部的螺纹孔。

本实用新型与现有技术相比，至少具有以下优点和有益效果：

1、本方案采用夹头实现芯轴和拉簧原料端部的固定，绕簧组件将拉簧原料的绕制处压制在芯轴上，在驱动夹头带动芯轴和绕簧转动的同时，可实现绕簧，其可满足对直径小、螺距小且圈数多的拉簧时绕制需求，提高绕簧质量。

2、本方案的拉簧绕制装置在实现拉簧绕制的同时，还可实现拉簧性能测试，生产时，不需更换工位，生产效率高。

3、本方案的拉簧绕制装置采用第一驱动组件既可实现绕簧驱动，也可实现性能测试的驱动，简化设备结构，减小制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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 为本实用新型具有拉力测试结构的拉簧绕制装置的结构示意图；

图2 为图1中A处的放大图；

图3 为夹头的结构示意图；

图4 为压弹簧工装的结构示意图；

图5 为绕簧组件的仰视图；

图6 为绕簧组件一视角下的的立体图；

图7为为绕簧组件另一视角下的的立体图。

图中的附图标记名称为：

1、夹头；11、芯轴固定孔；12、锁定螺孔；13、凸起；2、芯轴；3、绕簧组件；31、导丝立板；32、压弹簧工装；3211、第一导丝槽；3212、第二导丝槽；322、绕丝部；323、拉簧引出部；33、嵌件；34、定位板；41、张紧结构；42、导向丝盘； 5、操作台；6、移动底座；71、伺服电机；72、导轨；73、滑块；8、第二驱动组件；91、力传感器；92、连接结构；93、拉簧固定工装;931、通孔；932、螺纹孔；94、拉簧；95、锁定件。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，包括一夹头1、一绕簧组件3、一传送组件、一拉力测试组件、一移动底座6、一第一驱动组件和一第二驱动组件8。第一驱动组件和一第二驱动组件均固定在操作台5上。夹头1用于固定芯轴和拉簧原料端部；绕簧组件用于将拉簧原料的绕制处压制在芯轴上；传送组件用于将绕制拉簧原料传送至绕簧组件；拉力测试组件包括相对设置的第一测试部和第二测试部，第一测试部和第二测试部分别从拉簧两端固定拉簧且在拉伸拉簧时实现拉力测量；移动底座用于固定所述绕簧组件、所述传送组件和第二测试部；第一驱动组件用于驱动所述移动底座沿芯轴方向移动；第二驱动组件用于固定且驱动所述夹头转动。拉簧原料可采用金属丝，比如钢丝、合金丝等。拉簧绕制时，将拉簧原料端部依次经传送组件、绕簧组件后固定在夹头1上，第一驱动组件驱动移动底座沿芯轴远离夹头的方向移动的同时第二驱动组件驱动夹头转动即可将拉簧原料绕制在芯轴上，最终制得拉簧。对应的，要绕制直径小、螺距小、圈数多且两端直径小于主体段的直径的拉簧，芯轴包括芯轴主体和置于芯轴主体两端的芯轴端部，芯轴主体的长度与拉簧主体的长度相等，芯轴主体的直径与拉簧主体的内径相等，芯轴端部的长度大于拉簧端部的长度，芯轴端部的直径与拉簧端部的内径相等。

拉簧绕制完成后，从芯轴上取下，调节移动底座至合适位置，将拉簧两端分别固定在第一测试部和第二测试部的拉簧固定工装上，再驱动移动底座向远离第一测试部的方向移动，通过监测力传感器的数据即可实现拉簧拉力测试。

具体的，如图2所示，所述第一测试部和第二测试部包括连接结构92和可拆卸连接于所述连接结构92上的拉簧固定工装93，所述第一测试部和第二测试部中至少一个的连接结构92连接于力传感器91的测试端口上，第一测试部和第二测试部分别从拉簧两端对拉簧94进行端部固定。其中，图1所示的结构中，仅在第一测试部上设置力传感器。当然，也可仅在第二测试部上设置力传感器，或者在第一测试部和第二测试部上设置力传感器。

第一测试部通过支架51固定于操作台5上，为不动件。第二测试部固定在移动底座上，为移动件。通过控制第二测试部移动，以调节第一测试部和第二测试部之间的距离，从而控制拉簧拉伸。在第一测试部和第二测试部中至少一个测试部上设置力传感器，在拉簧拉伸过程中，通过力传感器检测拉簧拉伸数据，实现拉力检测。

具体的，连接结构92采用连接片结构，在连接片上设置有一锁定孔。对应的，为了便于固定拉簧固定工装93，拉簧固定工装呈柱状，与连接结构92上的锁定孔对应，所述拉簧固定工装93的一端设置有通孔931，拉簧固定工装另一端设置有用于固定拉簧端部的螺纹孔932。通过在通孔931与锁定孔中插入锁定件95即可实现固定，操作方便。锁定件可以是螺栓、插销等结构。

在拉簧的测试中，现有的拉簧固定结构不适于该种结构的拉簧测试，本方案采用带螺纹孔的柱状拉簧固定工装实现拉簧端部固定，不仅可实现对该种结构拉簧的端部固定，且满足测试的连接稳定性需求。

为了提高在测试时的精度，所述通孔的轴线与所述螺纹孔的轴线在同一平面上。较佳的，螺纹孔的轴线与力传感器的信号输入端置于同一轴线上，以提高测试精度。采用上述设置，使得在拉伸测试时，力传感器的受力方向与拉簧平行且力传感器的受力与拉簧轴线重合，提高测试精度。

所述夹头1上设置有用于固定芯轴2的芯轴固定孔11和设置在夹头端部且与所述芯轴固定孔11有一定间隙的凸起13。凸起13与芯轴固定孔11之间的间隙以卡固拉簧原料端部，间隙的距离与拉簧原料的直径匹配。示例性的，在一种拉簧的绕制中，可将凸起与芯轴固定孔11之间的最短间距设置为0.8mm，以卡固0.8mm的拉簧钢丝。

具体的，为了便于芯轴2的固定，夹头1可采用多种结构实现，其一，夹头1呈柱状结构，其一端固定在第二驱动组件上，另一端的芯轴固定孔11为螺孔结构，对应的，芯轴2的端部设置螺纹，芯轴与芯轴固定孔采用螺纹连接固定。其二，如图3所示，夹头呈柱状，其一端固定在第二驱动组件上，另一端的芯轴固定孔11不需要设置为螺孔，夹头上设置有与所述芯轴固定孔连通的锁定螺孔12和一端置于所述锁定螺孔内的锁定螺杆。在对芯轴端部进行固定时，旋出锁定螺杆，将芯轴的一端插入芯轴固定孔11中后，再旋紧锁定螺杆，锁定螺杆抵住芯轴2即可实现锁定。

绕簧组件是具有拉力测试结构的拉簧绕制装置的重要组成部件。绕簧组件对拉簧原料绕制处进行压制，以使芯轴在转动过程中，拉簧原料紧贴芯轴，提高拉簧绕制质量。

在一种可能的设计结构中，如图1、2所示，绕簧组件包括导丝立板31和设置在所述导丝立板31一侧的压弹簧工装32，压弹簧工装32上设置有槽体结构，所述槽体结构包括与导丝部、与所述导丝部一端连通的绕丝部322、与所述绕丝部连通且用于将绕制完成的拉簧引出绕死部的拉簧引出部323。导丝部的槽口朝向导丝立板31一侧。导丝立板31与所述绕丝部322位置对应处设置有第一芯轴孔，第一芯轴孔用于芯轴穿过，绕丝部322置于第一芯轴孔端部四周。

拉簧的规格多样，在某些应用场合，拉簧原料的直径小，对应的导丝槽宽度小。但是，较小的导丝槽不便于加工，对此，如图4，导丝部包括第一导丝槽3211和第二导丝槽3212，所述第一导丝槽3211置于所述第二导丝槽3212的槽底。示例性的，在一种拉簧的绕制中，拉簧原料的直径小于等于0.8mm,对应的，第一导丝槽的宽度较小，该宽度的槽体加工难，对此，在压弹簧工装32上先加工出一较宽的第二导丝槽，再在第二导丝槽槽底加工出第一导丝槽。此时，第一导丝槽、第二导丝槽整体的槽深度大于拉簧原料的直径。第一导丝槽端部对应位置为绕丝部，第二导丝槽端部空置则会影响绕丝质量。对此，如图5、6所示，在导丝立板31上设置一嵌件33，若将槽体结构置于所述第二导丝槽端部且与绕丝部连通的部分命名为限位槽，则嵌件置于该限位槽内。利用嵌件33实现对对限位槽进行填充，使拉簧原料进入绕丝部位置精准且不易发生偏移，提高绕簧质量。嵌件33上设置与所述导丝立板31第一芯轴孔对应位置设置有第二芯轴孔。

为了便于拉簧原料安装加工，压弹簧工装32可拆卸固定在所述导丝立板上。具体的，如图6、7所示，压弹簧工装32固定于一定位板34，定位板34通过螺栓固定在导丝立板31上。当然，压弹簧工装32可以直接固定在所述导丝立板31上或者可拆卸固定与导丝立板31上。

在加工较长的拉簧时，芯轴对应的长度也较长，在加工过程中，芯轴结构不稳定，会对拉簧加工产生影响，对此，在导丝立板上设置一芯轴承托板35，所述芯轴承托板35上设置有芯轴承托孔，所述压弹簧工装32置于芯轴承托板35与夹头1之间。

为了进一步的提高拉簧加工质量，传送组件包括用于对拉簧原料进行张紧的张紧结构41和至少两个置于所述张紧结构后端的导向丝盘42，至少两个导向丝盘的导向方向与所述导丝部的导丝方向置于同一直线上。张紧结构可采用张紧下板和可拆卸固定在张紧下板上的张紧上板的结构，张紧下板固定在第一驱动组件上，张紧下板、张紧上板的接触面之间分别设置一张紧槽，张紧下板、张紧上板之间的张紧槽构成一张紧孔，张紧孔的直径与拉簧原料直径匹配，以在拉簧输送过程中张紧拉簧原料。

为了提高绕簧组件移动的平稳性，第一驱动组件采用伺服电机71、导轨72、置于导轨72上的滑块73和连接在伺服电机71输出轴上的丝杆，丝杆螺纹连接在滑块72上。移动底座固定在滑块上，与滑块随动。需要说明的是，本方案的图中未示出丝杆，其为现有技术，在本方案中不做过多赘述。第一驱动组件采用丝杆传动方式，便于通过伺服电机71控制滑块移动的速度，在控制滑块平稳运行的同时，满足小螺距拉簧绕制需要。当然，第一驱动组件中的伺服电机、丝杆可替换为气缸等驱动结构。

第二驱动组件8可采用伺服电机。

第一驱动组件的伺服电机、第二驱动组件8、力传感器均连接在控制器上，控制器可以是PLC、MCU等智能控制器件。通过向PLC、MCU中写入控制程序即可实现第一驱动组件的伺服电机、第二驱动组件8转速的控制和拉簧性能检测，该部分为现有技术，本方案中不做赘述。

示例性的，绕簧时，先控制第一驱动组件使绕簧组件3靠近夹头，将芯轴依次穿过芯轴承托板35的芯轴承托孔、导丝立板31的第一芯轴孔、嵌件33的第二芯轴孔、压弹簧工装32后插入夹头的芯轴固定孔11内，在锁定螺孔12内旋入锁定螺杆实现芯轴端部固定。需要说明的的，插入芯轴固定孔11的芯轴端部的长度应根据所需绕制的拉簧的拉簧端部长度设定，为了避免对其进行调整，该端的芯轴端部长度为所需绕制的拉簧的拉簧端部长度、凸起的厚度、芯轴固定孔11的深度三者之和，则将芯轴端部直接插入芯轴固定孔11底即可。

将拉簧原料钢丝依次经张紧结构41的张紧孔、导向丝盘42、第一导丝槽3211、绕丝部322、拉簧引出部323后将端部卡固在夹头1的凸起13与芯轴之间。

此时，控制第二驱动组件8按一定转速转动，控制第一驱动组件驱动滑块73以一定速率带动绕簧组件3向远离夹头方向移动，即可实现拉簧绕制。

拉簧绕制完成后，将其从芯轴上取下，将拉簧的端部分别旋入固定在拉簧固定工装的螺纹孔中，控制第一驱动组件驱动滑块73调节第二测试部至合适位置，将2个拉簧固定工装通过锁定件分别固定在第一测试部和第二测试部的连接结构上，控制第一驱动组件驱动滑块73继续向远离夹头方向移动，通过监测力传感器数据实现拉簧性能检测。

采用上述结构，可在一个工位上实现拉簧绕制和性能检测，提高效率；采用同一驱动组件即可实现绕簧和拉簧性能测试，简化设备结构，减小制作成本。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于,包括夹头、绕簧组件、传送组件、拉力测试组件、移动底座、第一驱动组件和第二驱动组件，

所述夹头上设置有用于固定芯轴的芯轴固定孔和设置在夹头端部且与所述芯轴固定孔有一定间隙的凸起；

所述绕簧组件用于将拉簧原料的绕制处压制在芯轴上；

所述传送组件用于将拉簧原料传送至绕簧组件；

所述拉力测试组件包括相对设置用于从拉簧两端固定拉簧且实现拉伸时拉力测量的第一测试部和第二测试部；

所述移动底座用于固定所述绕簧组件、所述传送组件和所述第二测试部；

所述第一驱动组件用于驱动所述移动底座沿芯轴方向移动；

所述第二驱动组件用于固定且驱动所述夹头转动。

2.根据权利要求1所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述夹头呈柱状，所述夹头包括置于所述夹头一端的芯轴固定孔、设置在所述夹头侧壁上且与所述芯轴固定孔连通的锁定螺孔和一端置于所述锁定螺孔内的锁定螺杆。

3.根据权利要求1所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述绕簧组件包括导丝立板和设置在所述导丝立板一侧的压弹簧工装；

所述压弹簧工装上设置有槽体结构,所述槽体结构包括导丝部、与所述导丝部一端连通的绕丝部、与所述绕丝部连通用于将绕制完成的拉簧引出绕丝部的拉簧引出部；

所述导丝立板与所述绕丝部位置对应处设置有第一芯轴孔。

4.根据权利要求3所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述导丝部包括第一导丝槽和第二导丝槽，所述第一导丝槽置于所述第二导丝槽的槽底，所述绕丝部置于所述第一导丝槽端部。

5.根据权利要求4所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述槽体结构还包括置于所述第二导丝槽端部且与绕丝部连通的限位槽；

所述导丝立板上设置一嵌件，所述嵌件置于所述限位槽内。

6.根据权利要求3所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述压弹簧工装可拆卸固定在所述导丝立板上。

7.根据权利要求6所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述压弹簧工装固定于定位板上，所述定位板通过螺栓固定所述导丝立板上。

8.根据权利要求3所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述导丝立板上还设置有芯轴承托板，所述芯轴承托板上设置有芯轴承托孔，所述压弹簧工装置于芯轴承托板与夹头之间。

9.根据权利要求1所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述第一测试部和第二测试部包括连接结构和可拆卸连接于所述连接结构上的拉簧固定工装，所述第一测试部和第二测试部中至少一个的连接结构连接于力传感器的测试端口上。

10.根据权利要求9所述的一种具有拉力测试结构的拉簧绕制装置，其特征在于：所述连接结构为一具有一锁定孔的连接片；

所述拉簧固定工装的一端设置有用于与所述锁定孔可拆卸连接的通孔且另一端设置有用于固定拉簧端部的螺纹孔。