CN88103054A - 盒式磁带弹簧制造法 - Google Patents

Abstract

制造盒式磁带带卷压力弹簧的方法中，首先将横向往复卷绕的弹簧带料，向冲床的第一工位送料。带料宽度和完成的弹簧相同。一个冲模在带料上冲眼，形成安装孔。然后将带料送入第二工位上的成型模。一个剪切冲头沿带料的全部宽度剪切，将料坯从带料的端部切下。一个成型模在第二工位上将料坯形成完成的弹簧后从这工位上投入排出槽。将完成的弹簧按制造顺序在排出槽叠放，将叠垛包装，保持原来状态，直至在带盒中组装。

Description

本发明与盒式磁带带卷压力弹簧有关，诸如通常用于录象机的盒式磁带。本发明具体涉及一种制造带卷压力弹簧的方法，弹簧有恒定的宽度，即有平行侧缘。

这种弹簧在1987年3月5日提交的美国专利申请第030，698号中有叙述和宣称，该案受授人与本案同。其揭示内容在本申请中引用作为参考。

带卷弹簧在盒中安装在带卷轴上旋转。先有技艺领域中之带卷弹簧参见颁发麦哈拉（Maehara）美国专利第4，544，062号，及颁发沙托（Sato）等人的美国专利第4，593，868号。二者的弹簧有大体菱形轮廓，上面挖空或不挖空。典型中将弹簧从连续带形的弹簧材料上冲压制造。用菱形外形金属带材下脚料很多。另一个问题是菱形外轮的冲切材料直线送进尺寸。切线的大直线送进尺寸要求用大型分线模，在一系列工位上将大送进切线分解成为组成总大切线的小切线部分。

图1示带卷弹簧形成的先有技艺方法的一个范例。图1示带形材料在十一工位模具的最后两工位的情况。弹簧10在弹簧材料坯条12上形成。在这图中在每一个工位上制造两个弹簧。弹簧在材上套裁，以提高带材利用率的总百分比。弹簧10A为成品，仅沿中心突片线14未切断。一旦切断便投入一个箱中作进一步加工。投出的弹簧在带材上留下一个空洞，如弹簧10A右侧的工位所示。这图示必须有大量的直线进刀尺寸。整个边缘16在各点上用分级模冲切。

这大量在直线进刀尺寸必须使用模润滑剂。一部分润滑剂难免散布在完成的弹簧上。在作清理将润滑剂除净前无法使用。典型方法为将完成的弹簧放在玉米芯碎渣中摇滚。清理后，需将弹簧理顺，叠放，以备包装。由于弹簧从带材上冲下后，不分先后次序任意叠放，一叠中相邻弹簧的误差变化，也相似不规则。就是一块弹簧可能有最大正公差，而相邻的一块则可能有最大负公差。两个部件都在规格范围内，而处于两个相反的极限上。这便给在带盒中放置单个弹簧的自动装配设备造成困难。只要逐个弹簧的尺寸公差变化渐进而连贯，那么这种设备可在公差范围内，处理弹簧的尺寸变化。但是当弹簧从公差范围的一侧向另一侧突然变化时，装配设备便倾向于不稳定。过去，一叠中相邻弹簧的突然变化，可以目力检查，并用手拣出尺寸与相邻弹簧差别明显的弹簧。这方法既慢，不可靠，又费人力。

先有技艺领域中的弹簧及其制造方法的另一缺点，是要求使用的大模具的制造复杂而昂贵，要求大量的保养工作维持运转。保养时的停机时间是限制制造方法产量的一个重要因素。也就是，多工位模具要求相当大的投资，在模具保养的不生产时间中，便牵制了资金。

先有领域的另一问题，是使用的卷盘的带材供料受限制。当将两个部件一次制造时，多工位模的产量最高，如图1所示。这便要求使用宽弹簧材料带，只能卷成盘形式。在带盘的典型运转中，只能向机器供料45分钟便需换带，而换带需时15分钟。

本发明寻求采用改进的制造带卷压力弹簧的方法，以避免上述的问题。做法是使弹簧只有一个恒定的宽度，而不是宽度有变化的菱形。弹簧材料带用盘送进一个只有两工位的压床，在工位上钻孔，切断，制成完成的弹簧。带材只有一个宽度，和成品弹簧相同，所以不需要沿弹簧的边缘切割。此外，弹簧用首尾相接的方式制造，从带材的端上切下。然后将料坯制造完成的弹簧形式。因此仅有一次的切割是从带材上切断。这样便大为减少了直线进刀量，从而可将弹簧在两工位上形成。并且，最低量进刀可使模具作干式运转，即不用任何润滑剂。由于不用润滑剂，便可省去清洁工序，一旦弹簧从模中排出，便可顺序叠放，立即运输。这样便从根本上创造了控制公差变化的条件，从而使变化为一平稳而连续的曲线。弹簧从模具中排出后即包装，直到能供给自动装配设备前保持叠的原有状态。

供给模具的带材宽度与成品弹簧宽度相同，还可大大减少废料。废料量和先有技艺领域比较减至最低。并且，带材的相对窄的宽度有利于在卷盘上作横向往复卷绕，也叫摆动卷绕，大为增加一个卷盘上的材料量。在典型运转中，横向往复卷绕卷盘可向机器供给八小时才需换盘。

图1为带材端部的俯视，示先有技术领域中的成形步骤。

图2为按本发明制造的带卷压力弹簧的俯视。

图3为图2中弹簧的侧视。

图4为表示本发明一个方面各步骤的方框图。

图5为本发明另一个方面各步骤的方框图。

图6为带材在本发明第一及第二工位上出现时的概略俯视。

图7为在第一工位上作冲模加工时的端视。

图8为冲模底部俯视。

图9为插入模具图8中之底部的凹模的退模部俯视。

图10在第一工位上的冲模上部的仰视;

图11为第二工位上的成形模前视，其部分拆卸，示下方的各元件。

图12为沿图11，线12-12的剖视。

图13为沿图11，线13-13剖视。

图14为沿图11，线14-14剖视。

图15为沿图11，线15-15剖视。

图16为沿图15，线16-16剖视。

图17为叠垛中相邻弹簧典型公差变化曲线的示意。

图2及3示按本发明的方法制造的带卷弹簧18。从图中可见，弹簧为大致矩形有圆端的长条。弹簧的第一及第二平行边缘20及22在条片的全长上基本平行。弹簧两端为圆端24。弹簧有一个中心基部26，安装弹簧时接触带盒上部的表面。基部上设一对孔28，便于将弹簧向带盒上固定。一对横向折线30决定基部26的范围，并界定弹簧的过渡部32。过渡部伸到基部平面的外面，和基部线34倾斜X角（图3）。在图示的实施方案中角X为10°。有第二组折印线36，决定过渡部32的范围。折线36确定弹簧的端部38，端部38与基部26的平面倾斜，而倾斜的角度Y则较小。在图示的实施方案中，角Y为17°。端部38未端为圆端24。折线30及36给予弹簧总的弧形。最好弹簧用不锈钢制造，厚度约0.012英寸。

图4概略表示用本发明方法制造图2及3中带卷弹簧的工序。在图中第一工序40中，将弹簧材料条送入成形模中。弹簧材料条的宽度等于完成弹簧的宽度。在本文中，“宽度”一词指的是侧缘20和22间的距离。方法的下一工序42是沿材料的宽度完全切断，将一个弹簧料坯从带料端上切断。也就是，在形成压印30及36前，先将弹簧料坯从带材端部上切下。于是，将料坯从带材上鱼贯相连地取下。术语“弹簧料坯”指的是从弹簧带材上切断的部分，在形成压印前，切成适当的长度。在工序44中，将弹簧料坯在压印线处弯折，赋与图2及3中的弧形，制成完成的弹簧。

图4所示的方法的两个重要的方面，是带材有完成弹簧的宽度，以及将弹簧从带料上鱼贯切下。这样便可能大为减少切割材料时必须的直线进刀量。并且，先有技艺领域方法中的下脚料几乎可以完全避免。

图5示本发明方法的另一个方面。第一工序46和上述一样，是将弹簧带材送入成形模具。这工序中，将带料切断成为弹簧料坯，再用成形模将坏料形成图中号48所示的成品弹簧。方法的下一个工序50，是将完成的弹簧从成形模投入一个排出槽。工序52要求将排出槽中的完成弹簧，按在成形模中成形的次序叠放。工序54要求将成叠的完成弹簧包装，保持叠垛的原来状态。包装的理想成式为便于使用塑料袋，在袋的开口端上围捆叠垛。

图5中的方法的一个重要方面，是省略清洁过程，使弹簧按出模的顺序叠放。因此，弹簧可保持其原有的连贯的公差变化。本文中“连贯公差变化”一词，指的是叠垛中相邻弹簧的量度差异，和弹簧规格要求指出的允许公差比较，差异很小。在一般的数学概念中，就是叠垛中的一个弹簧的某一量度的数值，和相邻弹簧的数值近似。

本发明的方法可用诸如比勒可变滑轨冲床（Bihler    Vari-slide    press或其类似冲床进行。用这类机器工作速度可达到每分钟325行程。冲床设置的加工分成两个阶段或工位。第一工位中包括一个冲模，在弹簧上冲两个安装孔。第二工位包括一个成形模，从带料上切取一个弹簧料坯，形成完成的弹簧。在第二工位上设有将置，将完成的弹簧投入排出槽。加工细节在下面作图示和叙述。

图6为带料56在第一及第二工位上的带料56状况的简示。带料用传统设备按所示方向送进第一工位。一个可随意取舍的特点是设一个拭擦器，在将带料送入第一工位前，将带料抹净。将带材在第一工位上钻孔形成安装孔28。然后将带料推入第二工位，夹紧并从带的端部切下。切断方法是冲去一个砂漏形部分58。弧形切割线60形成第二工位的弹簧料坯62的后缘，和将进入第二工位的带料56的前缘。可以理解到砂漏形部分58为本行制造方法中仅有的废料。

现参看进行本发明的方法的具体加工步骤，冲模总体在图7-10中用号64标志。冲模64形成第一工位。冲模有上下模瓦66及68，安装在一个冲床上由冲床作动，在正常运转中使上模瓦66，相对于静止下模瓦68垂直往复。一个凸模压板70用螺丝71固定在上模瓦66上。凸模压板70上安装形式为穿孔冲头的冲眼工具72。这些冲头形成弹性材料带56上的安装孔28。冲眼工具和一块抗磨板74上的孔73配合，抗磨板用夹具76安装在退模板75的上部。退模板在下侧上有一个浅槽77，当冲眼工具后退时引导带料并将其下压。退模板75插在下模瓦的凹模78中，而在凹模中的横座板79的上方。退模板75和模座板79，在下模瓦上用螺丝拧入孔80固定。一个第二抗磨垫81上有孔82，接受冲眼工具72。上下模瓦用安装在下模瓦68上的导柱形83，和上模瓦66上形成的导套84调直。

图11-116示第二工位的成模86。图11是第二工位的朝向操作者的前视，有一部分拆卸。第一工位位于第二工位的右方。因此带料从模具86右侧进料。将料坯形成完成的弹簧18，然后向前（即向操作者）投掷，进入排出槽，在槽中按制造先后叠放。

模具86有一个背板88，固定在冲床机架构件90上。抗磨板92插在背板的前侧，在带料送进成形模的高度上。背板上安装四个静止成形工具94，96，98及100。静止工具由定位杆102及104限制其垂直活动。背板88还有静止导向件106及108，和一个静止上夹持件110。上夹持件110放在定位杆102，104及静止工具96及98形成的槽中。

现参看成形模86的活动部分，图15示一个由有枢轴114的驱动臂112驱动的上排出引导器172。有一个连杆116连接驱动臂112和排出引导器172。一个驱动杆118将驱动臂112和滑动件120连接。滑动件由冲床驱动，给予排出引导器略微上下活动需要的动作。

上夹持器110的对应元件是Y形的下夹持器122。下夹持器122和驱动臂124连接。驱动连杆126将臂124和驱动滑动件128连接。冲床用滑动件128作动驱动臂124，将下夹持件122上下活动。上下夹持件配合，夹持带料，将带夹紧，以便进行切带和成形作业。弹簧完成时，将下夹持件向下移，将弹簧放入排出槽，方式在下文中解说。

一旦夹持器将带料端夹持，一个剪切冲头将料端切下。剪切冲头用夹件131固定在上工具架132上，上工具架由一个滑动件134驱动上下活动。剪切冲头130在引导件108和静止工具100形成的槽中滑动。剪切冲头和安装在模具架138上的模具配合（图12）。将废料，诸如砂漏形块58，从固定在背面88上的静止块142的排出槽140引出排出槽。

在剪切冲头形成弹簧料坯后，若干成形指杆将弹簧料坯弯成完成弹簧的形状。成形指杆安装在由滑动件146驱动的下工具架144上。一个在工具架144上固定的安装座148（图4）安装内成形指杆150及152。内成形指杆被弹簧154向上推。安装座148的上方有垫156，保持内成形指杆下部之间的适当距离。一个外成形指杆158在工具架144上固定，并在引导件106和内指杆150形成的槽中滑动。一个第二外指杆160也相似，在内指杆152，静止块142及模具架138形成的槽中滑动。成形指杆150，152，158及160和静止工具94，96，98，100配合，形成完成弹簧的压印和弯折的部分。由于在内形指杆上有弹簧加载，内指杆先和弹簧料坯接触，形成第一组压印30，然后由外成形指杆接触，形成第二组压印36。图11示刚完成的弹簧18A。

图13，15及16示将完成的弹簧18A从成形模具86中投出的机构。这机构有一个顶杆162安装在轴164上。轴由冲床驱动向前后移动。排出臂166用枢轴安装在顶杆上，由弹簧168将其在时针方向上驱动（见图15）。排出臂穿过背板88上的孔170，并在Y形下夹持件122的上端部之间延伸。弹簧168将臂偏压，接触固定在连杆116的上排出引导件172的下侧。下排出引导件174有槽孔176，当排出臂166向前移时供臂伸入。下排出引导件174又形成排出槽178。一个填塞件180用图中未示的元件和上工具架132连接。排出指杆182及184（图11，13及16）和顶杆162连接。指杆从背板88，抗磨板92和静止工具94，100上的孔中穿过。

再看图15，可见完成弹簧排出的步骤顺序。弹簧刚在位置18A上完成。这时顶杆162向前推，而下夹持件向下移，释放弹簧。排出指杆接触弹簧的外部，并从弹簧向前移18A，达到18B所示的位置。在这动作中排出臂166的上表面作支持，直到达到与下引导件174相对的位置。在上引导件172上的突片186，和上排出臂的鼻突部187接触，将其放置到弹簧位置18B的平面以外，于是当顶杆162后退时，排出臂不与弹簧接触。在机器的下一行程中，当排出臂向前时，排出臂166的鼻突部187和弹簧18B的后缘接触。于是推送弹簧和排出槽178对正。然后堵塞件180向下进入排出槽，将弹簧推到位置18C上。于是弹簧落到先已制成的弹簧的叠垛上，以制造的先后为顺序。可以理解到排出槽178伸到一个适当的叠放器（未示），在叠放器中将叠放的弹簧包装，方式为保持原来的叠放状态。可用适当尺寸的塑料袋包装。

图17示上述方法的一个优点是有连贯的公差变化。曲线188代表叠垛中相邻弹簧的某一实际量度（具体量度并非关键）。弹簧的规格包括一个标称值和量度的正负公差。叠中弹簧有公差范围内的实际量度的某种公布。按本发明形成的弹簧，其本质将形成公差变化的平稳而连贯的曲线，如图中之188。公差变化并不一定为图示的正弦波形，具体的周期或波幅也不重要。要点为曲线不出现不连贯现象，而在要求对弹簧作清洁的先有领域的方法中则有不连贯现象出现。例如在过去的方法中，将弹簧完全任意叠放，于是可能有图17中弧段A，B及C量度的弹簧在叠垛中互相相邻放置。这种宽幅度的公差变化，对完成带盒中的弹簧组装用的自动化装配设备，可能选成可能。在本发明的方法中，图示的部分，例如在B中，相邻部分的量度必然和部分B近似。这就是所谓的连贯公差变化。

虽然所示及所述都是本发明的理想形式，但可理解到可作变化而脱离权利要求书中之范围。

Claims (22)

1、一种制造盒式磁带带卷压力弹簧的方法，包括下列步骤：

a)将弹性材料带供入一个成形模具，将带料切断形成完成的弹簧，该弹性片的宽度与完成的弹簧相同；

b)在带料端沿全部宽度切断，切成一个弹簧的料坯；

c)将料坯形成完成的弹簧。

2、如权利要求1中之方法，而特征为另有步骤将带料供入一个冲模，用该模在带料上冲眼。

3、如权利要求2中之方法，而特征为成形和冲压模的操作中不用润滑剂。

4、如权利要求1中之方法，而特征为成形模操作中不用润滑剂。

5、如权利要求1中之方法，而特征为另有步骤将完成的弹簧从成形模向一个排出槽排出，并将完成的弹簧按成形模成形的先后顺序叠放。

6、如权利要求3中之方法，而特征为另有步骤将完成的弹簧从成形模向一个排出槽排出，并将完成的弹簧按成形模成形的先后顺序叠放。

7、如权利要求1中之方法，而特征为将带料用一个横向往复卷绕的绕卷供入成形模。

8、如权利要求6中之方法，而特征为将带料用一个横向往复卷绕供入成形模。

9、如权利要求1中之方法，而特征为切断步骤的特点为沿弧线切断，使料坯为圆端。

10、如权利要求9中之方法，而另有特征为切割第二弧线，使带料有一个圆端。

11、如权利要求1中之方法，而特征为切断步骤的特点是在带料上切去一个砂漏形部分，从而料坯的后缘和带料的前缘为圆形。

12、如权利要求6中之方法，而另有步骤在供入成形模前将带料清洁。

13、如权利要求1中之方法，而特征为另有步骤在供入成形模前将带料清洁。

14、一种将盒式磁带卷压力弹簧叠的方法，叠垛适合于用于自动化装配设备，向每一带盒安装一个弹簧，包括步骤如下：

a）向成形模中供给弹簧带料;

b）将成形模中的带材剪切并形成完成的弹簧;

c）将完成的弹簧从成形模投入排出槽;

d）将完成的弹簧在排出槽中相邻叠，以从成形模中成形的先后顺序;

e）在保持叠垛状态不变的装置中将完成弹簧的叠包装，直到向自动化带盒装配设备供给，从而该设备接受的是有连贯公差变化的叠。

15、如权利要求14中之方法，而特征为成形模的运转不需润滑剂。

16、如权利要求14中之方法，而特征为弹簧带料的宽度和完成弹簧的宽度相等。

17、如权利要求14中之方法，而特征为沿带料的全部宽度剪切，将料坯从带料端部上切下，然后将料坯形成完成的弹簧。

18、如权利要求14中之方法，而特征为将带料从一个横向往复绕卷向成形模供给。

19、如权利要求14中之方法，而另有特征为弹簧坯的制造，是用砂漏形的切割线将弹簧料坯从带料的端部上切下，使料坯的后缘和带料的前缘都是圆形，然后将料坏形成完成的弹簧。

20、盒式磁带卷压力弹簧的制造方法中包括下列步骤：

a）将宽度与完成弹簧宽度相同的弹簧带料送进一个第一工位;

b）在第一工位上用冲模在带料上钻眼，至少在带料上制作一个安装孔;

c）将带料送进第二工位;

d）将带料端部附近将带夹紧;

e）在夹紧位置后面，沿带料的全部宽度剪切，将一个弹簧料带料端部上切下，从而切断的料坯不动;

f）在第二工位上用成形模将料坯形成完成的弹簧;

g）将夹具从完成的弹簧上松卸;

h）将完成的弹簧从第二工位投入排出槽;

i）将完成的弹簧按在第二工位上成形的先后次叠放;

j）在保持叠垛状态不变的装置中将完成弹簧垛包括。

21、如权利要求20中之方法，而特征为冲切成形模的运转不用润滑剂。

22、如权利要求20中之方法，而另有特征为用砂漏形切割线，将弹簧料坯从带料端上切下，从而料坯后缘和带料前缘为圆形。

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