专利名称：绕簧设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用来绕制弹簧的绕簧设备，具体地说，是一种绕制活塞环内撑弹 簧的绕簧设备。背景状况活塞环是汽车关键零部件之一，直接关系着发动机的工作性能和使用寿命。在活 塞环组中的油环，性能非常突出，特别是它内部安装的弹簧，对其刮油效果影响较大，直接 控制着发动机机油的消耗。活塞环油环内撑弹簧是一种比较特殊的弹簧，主要是因其旋绕比小(弹簧外径与 钢丝直径的比值)，且超出了正常范围，普通弹簧制做设备难以绕制。活塞环油环内撑弹簧 分为两种等节距弹簧、变节距弹簧。变节距弹簧的节距p、p0沿弹簧的轴向是不同的，参见 图1。目前活塞环内撑弹簧厂家采用手工绕制和自动绕制两种办法。1、手工绕制装置比较简单，生产效率一般，壹人只能操作壹台，不能实现连续绕 制和切断；对于变节距弹簧，也只能在绕制好的等节距弹簧的基础上，两端进行人为的拉 长，这种方法弹簧变形大，质量很不稳定。2、自动绕制国内同行业各厂家弹簧制做方法不一，特别是绕制变节距弹簧的设 备水平参差不齐，但没有一种比较成熟的专用设备，有的甚至很原始，根本无法满足现代化 生产的需要。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种生产效率高、自动化程度高的活塞环内撑弹簧绕制 机。该绕簧设备，包括机座、机座上设置含有夹紧装置的主轴部件和涨紧装置，它还包 括芯杆、设置在机座上可沿与主轴平行的纵向移动的纵向移动部件；钢丝穿过纵向移动部 件后和芯杆的一端同时延伸到主轴部件内并被夹紧装置夹紧，芯杆的另一端与支撑装置转 动连接；它还包括设置在机座上、且在主轴部件的纵向的后方的用于切断钢丝的切断装置； 主轴部件中心有通孔；它还包括与支撑装置连接以带动支撑装置沿纵向运动的动作机构。其绕制弹簧的过程夹紧装置将芯杆的一端和钢丝的端部一起夹紧；然后将芯杆 的另一端与支撑装置连接，使得芯杆转动时不至于弯曲；主轴部件转动带动芯杆转动，同时 纵向移动部件纵向移动，钢丝就在芯杆的外周面上绕制成螺旋形的弹簧。当纵向移动部件 纵向勻速移动时，即可绕制出螺旋形等节距弹簧；当纵向移动部件纵向变速移动时，即可绕 制出螺旋形变节距弹簧。本实用新型是一种生产效率高、自动化程度高的弹簧绕制机，可 实现等节距和变节距弹簧的绕制。由于本实用新型还包括设置在机座上、且在主轴部件的 纵向的后方的用于切断钢丝的切断装置；主轴部件中心有通孔；夹紧装置松开钢丝和芯杆 后，纵向移动部件移动，绕制好的弹簧经芯杆一端的端部穿过所述通孔被送入切断装置。由 于有了上述切断装置，弹簧绕制好后即可被送入切断装置对钢丝进行切断，更加快了生产 效率高，提高了自动化程度。最好芯杆的一端穿过主轴部件中心的通孔延伸至切断装置前，
3这样芯杆即对绕制好的弹簧在被送入切断装置过程中起到导向作用。所述切断装置可设置 在一个可相对于机座纵向移动的切断位置调节部件上，这样可方便调节切断钢丝的位置。由于本实用新型还包括与支撑装置连接以带动支撑装置沿纵向运动的动作机构 (支撑装置与该动作机构组合成了涨紧装置)；当夹紧装置夹紧钢丝和芯杆一端后，动作机 构动作通过支撑装置使得芯杆受到轴向拉伸力。芯杆受到轴向拉伸力，更保证了芯杆被拉 直，以使绕制出的弹簧不至于弯曲。作为进一步改进，纵向移动部件包括导杆、电机、绕簧块、螺母座、丝杆、与丝杆配 合的螺母，导杆和丝杆设置在机座上，螺母座上安装有绕簧块，芯杆穿过绕簧块，电机与丝 杆连接以带动其转动。最好所述电机为伺服电机，它还包括输出端与伺服电机连接的数控 系统。通过数控伺服系统控制方式，实现等节距、变节距弹簧的全自动绕制。作为进一步改进，芯杆的一端穿过主轴部件中心的通孔延伸至切断装置前。作为进一步改进，切断装置设置在一个可相对于机座纵向移动的切断位置调节部 件上。本实用新型具有以下优点等节距或变节距弹簧的制做，在同壹台设备上都能实 现；具备较高的生产效率和自动化水平；实现生产过程柔性化，能适应多品种、小批量的要 求。
图1是变节距弹簧的示意图。图2是绕制原理示意图。图3是绕簧设备主视图。图4是图3的俯视图。图5是图3中主轴部件结构图。
具体实施方式
图3-5所示绕簧设备，在机座1上设置电机2和含有夹紧装置的主轴部件3。沿主 轴轴向(纵向)在主轴部件3前方设置有涨紧装置4，沿纵向在主轴部件3后方设置有用于 切断钢丝的切断装置5。切断装置5安装在主要以丝杆61和滑块62组成的切断位置调节 部件6上。切断位置调节部件6设置在机座上。通过转动丝杆61，滑块62及连接在其上的 切断装置5就沿纵向移动。切断装置5中含有执行切断动作的的切断气缸51，切断气缸51 的汽缸轴上连接用来切断绕制好的弹簧81的切断刀52。切断装置5中开有与主轴部件3 上通孔37在同一轴线上的通道53，以使得绕制好的弹簧能够穿过通孔37进入通道53。通 道53的端口有切断刀52。切断刀52在切断气缸51的带动下在垂直于通道53的方向上移 动。主轴部件3中的主轴31转动设置在主轴支架32上，并通过传动机构与电机2相 连。主轴支架32固定在机座1上。主轴的中心部位设置可径向(垂直于主轴)移动的十 字夹头33，十字夹头的外周面为与主轴轴向成一定夹角的楔面34。夹紧气缸35中的活塞 杆351沿主轴轴向布置，并与夹板36连接。夹板36上有与楔面34相应的楔面。气缸35 中的气缸套352固定在主轴支架32上。气缸35、夹板36、十字夹头33等组成了夹紧装置。活塞杆351带动夹板36轴向移动，通过楔面34使得十字夹头33径向移动，以对十字夹头 33内的芯杆9和钢丝8进行夹紧或松开。带夹紧装置的主轴部件3属于现有技术，不详细 描述。主轴部件3 (包括活塞杆351)中心开有通孔37。涨紧装置4包括支座41、与支座41成转动连接的转动环套(支撑装置)42、与转 动环套连接以带动其沿纵向移动的涨紧气缸43 (动作机构)。支座41设置在机座1上。纵向移动部件7包括两个导杆71、伺服电机72、绕簧块73、螺母座、丝杆74、与丝 杆配合的螺母、输出端与伺服电机连接的数控系统等。螺母座上安装有绕簧块。导杆和丝 杆与主轴平行地设置在机座上。伺服电机72与丝杆连接以带动其转动，通过丝杆螺母副带 动绕簧块73沿丝杆74移动。导杆穿过绕簧块以对绕簧块进行导向。芯杆也穿过绕簧块。 数控系统的输出还与控制涨紧气缸43、夹紧气缸35、切断气缸51的电磁阀相连。芯杆9的左端穿过主轴部件中心的通孔37延伸至切断装置前，右端与转动环套42 转动相连。用来绕制弹簧的钢丝8穿过绕簧块沿平行于芯杆方向延伸到主轴部件内。绕簧原理，参见图2，主轴部件3产生旋转运动，内部的十字夹头33将穿过其通孔 37的芯杆9(它决定绕制出的弹簧内孔的大小)和钢丝同时夹紧，并进行旋转运动；芯杆右 端用涨紧装置4将芯杆拉紧拉直；中部是绕簧块73，绕簧块在数控系统控制下移动，以绕制 出符合节距要求的弹簧。主轴部件中的夹紧装置以压缩空气作为动力使活塞杆产生轴向运动。当气缸左端 通压缩空气时，活塞杆右移，利用夹板与十字夹块的楔面使两个十字夹块在旋转的同时将 弹簧及芯杆夹紧，从而进行弹簧的绕制；当气缸右端通往压缩空气时，活塞杆左移，十字夹 块靠弹簧弹力脱开，这时可以进行将绕制好的弹簧送入切断部件进行剪断的操作。涨紧装置主要作用是将芯杆拉直，使绕制出的弹簧不至于弯曲。切断装置主要作 用是将绕制好的弹簧切断，并且切断长度可调。涨紧装置、切断装置属于现有技术，不再描 述。数控系统控制伺服电机，进而控制绕簧块左右移动速度。根据主轴转速和弹簧的 节距可计算出绕簧块移动速度，按此数据进行编程。压紧、涨紧、切断气缸动作由电磁阀控 制，数控系统可对电磁阀发出各种信号和指令。数控系统属于现有技术，不再描述。本实用新型的弹簧绕制步骤压紧气缸动作，压紧气缸活塞杆右移，十字夹块夹紧 钢丝及芯杆，同主轴一起做旋转运动。涨紧气缸动作，涨紧气缸活塞杆右移，将芯杆拉直，防 止绕弹簧时产生弯曲。绕簧块按数控指令右移，移动速度和距离按程序中设定。当绕簧块按 指令右移到程序规定的位置时，压紧气缸动作，压紧气缸活塞杆左移，十字夹块松开钢丝及 芯杆(此时主轴仍做旋转运动)。涨紧气缸动作，涨紧气缸活塞杆左移，使芯杆处于松驰状 态；同时绕簧块快速左移，将绕制好的弹簧(不包括芯杆)送入切断装置。切断气缸动作， 切断气缸活塞杆下移，利用切断刀具按调整好的长度将弹簧切断，延时后再次动作，切断气 缸活塞杆上移，回到原来位置。从压紧气缸动作开始，程序自动进行下一个循环，实现弹簧 的连续绕制。本实施例具有以下优点等节距或变节距弹簧的制做，在同壹台设备上都能实现； 能够实现弹簧的连续绕制，包括自动放料和切断；具备较高的生产效率和自动化水平；实 现生产过程柔性化，能适应多品种、小批量的要求；安全、合理、高效。
权利要求绕簧设备，包括机座、机座上设置含有夹紧装置的主轴部件和支撑装置，其特征是它还包括芯杆、设置在机座上可沿与主轴平行的纵向移动的纵向移动部件；钢丝穿过纵向移动部件后和芯杆的一端同时延伸到主轴部件内并被夹紧装置夹紧，芯杆的另一端与支撑装置转动连接；它还包括设置在机座上、且在主轴部件的纵向的后方的用于切断钢丝的切断装置；主轴部件中心有通孔；它还包括与支撑装置连接以带动支撑装置沿纵向运动的动作机构。
2.根据权利要求1所述的绕簧设备，其特征是芯杆的一端穿过主轴部件中心的通孔 延伸至切断装置前。
3.根据权利要求1所述的绕簧设备，其特征是切断装置设置在一个可相对于机座纵 向移动的切断位置调节部件上。
4.根据权利要求1所述的绕簧设备，其特征是纵向移动部件包括导杆、电机、绕簧块、 螺母座、丝杆、与丝杆配合的螺母，导杆和丝杆设置在机座上，螺母座上安装有绕簧块，芯杆 穿过绕簧块，电机与丝杆连接以带动其转动。
5.根据权利要求4所述的绕簧设备，其特征是所述电机为伺服电机，它还包括输出端 与伺服电机连接的数控系统。
专利摘要本实用新型提供一种生产效率高、自动化程度高的活塞环内撑弹簧绕制设备，其包括机座、含有夹紧装置的主轴部件和涨紧装置、芯杆、可沿与主轴平行的纵向移动的纵向移动部件；钢丝穿过纵向移动部件后和芯杆的一端同时延伸到主轴部件内并被夹紧装置夹紧，芯杆的另一端与支撑装置转动连接。夹紧装置将芯杆的一端和钢丝的端部一起夹紧；将芯杆的另一端与支撑装置连接；主轴部件转动带动芯杆转动，同时纵向移动部件纵向移动，钢丝就在芯杆的外周面上绕制成螺旋形的弹簧。当纵向移动部件纵向匀速移动时，即可绕制出螺旋形等节距弹簧；当纵向移动部件纵向变速移动时，即可绕制出螺旋形变节距弹簧。
文档编号B21F11/00GK201603823SQ20092028436
公开日2010年10月13日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者唐金龙, 李燕荣, 李荣川, 沈桂钰, 陆金花 申请人:唐炳元