专利名称：卷簧机芯刀结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卷簧机生产设备，尤其是一种卷簧机芯刀结构。
背景技术：
数控卷簧机采用送丝轮递送钢丝，待弹簧卷制完成后，需要将钢丝在芯刀上切断以卷制下一个弹簧。图1、2为目前所用芯刀的结构图，图3为切断时芯刀及切断刀位置示意图。切断时芯刀不动，切断刀往下运动，利用剪切力切断钢丝。数控卷簧机生产弹簧的能力大约为100个/分钟，由此芯刀每分钟要受到100次左右的切断冲击力载荷。目前小直径的芯刀头存在易断的问题，参照图1、2，原因在于首先芯刀头直径较小，强度余量不足；其次芯刀头根部与芯刀的圆锥体结构连接，圆锥体结构的刚性较好，当切断刀切断钢丝时，芯刀头的受力结构为悬臂梁受力结构，最大应力部位在芯刀头的根部； 再次，芯刀头采用车削加工，圆锥体采用砂轮磨制，二者的接刀部位位于芯刀头的根部，形成了应力集中严重的急剧变化尖角部位，在长期交变载荷的作用下，产生裂纹倾向，交变载荷使裂纹逐步扩大，构件截面不断削弱；强度余量不足、最大应力作用加上裂纹倾向作用， 在偶尔的超载冲击下，芯刀就会发生突然的脆性断裂，因此，芯刀的使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种使用寿命长，不易断的卷簧机芯刀结构。本发明所设计的卷簧机芯刀结构，包括芯刀头和刀头座，芯刀头与刀头座相连， 所述芯刀头的侧面有一个平整的落刀面，所述的芯刀头由上芯刀头和下芯刀头贴合构成， 所述刀头座由上刀头座和下刀头座贴合构成，芯刀头和刀头座各自的贴合面在同一水平面上；上芯刀头与上刀头座为一体，上芯刀头根部与上刀头座通过圆弧过渡，下芯刀头与下刀头座为一体。为了使下芯刀体更好地承接并抵消上芯刀体受力产生的变形及应力，作为优选， 所述的上芯刀体为直角圆弧块形，其侧面包括两个相互垂直的平面和一个圆弧面；所述的下芯刀头为直角梯形台形，其侧面包括三个两两垂直的平面和一个斜面；所述圆弧面朝上， 所述斜面朝下。为了进一步提高承载性能，作为优选，所述上芯刀头与下芯刀头贴合面形状相同， 所述上刀头座和下刀头座的贴合面形状也相同。作为优选，所述下芯刀头的斜面与下刀头座的底面相接。作为优选，所述的落刀面与刀头座侧面平齐。本发明所得的卷簧机芯刀结构与现有技术相比，将急剧变化尖角部位改为圆弧过渡结构特征的措施，消除了产生应力集中的结构；将圆锥刚性特征改为圆弧柔性特征，改善了芯刀头根部的应力分布；将整体芯刀结构改为分体式芯刀结构，改善构件外形，增强下芯刀体的强度，使由下芯刀体承接并抵消上芯刀体受力产生的变形及应力；从而使芯刀头不易折断，延长芯刀寿命。
图1是现有芯刀的主视图；图2是现有芯刀的左视图；图3为现有技术中切断时芯刀及切断刀位置示意图；图4是实施例1卷簧机芯刀结构的主视图；图5是实施例1卷簧机芯刀结构的左视图；图6是实施例1上芯刀头和上刀头座的主视图；图7是实施例1上芯刀头和上刀头座的左视图；图8是实施例1下芯刀头和下刀头座的主视图；图9是实施例1下芯刀头和下刀头座的左视图；图中芯刀头1、刀头座2、落刀面3、上芯刀头4、下芯刀头5、上刀头座6、下刀头座 7、圆弧8、圆弧面9、斜面10、弹簧11、圆锥体结构12、切刀13。
具体实施例方式下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。实施例1 如图1所示，本实施例所描述的卷簧机芯刀结构，包括芯刀头1和刀头座2，芯刀头 1与刀头座2相连，芯刀头1的侧面有一个平整的落刀面3，芯刀头1由上芯刀头4和下芯刀头5贴合构成，刀头座2由上刀头座6和下刀头座7贴合构成，芯刀头1和刀头座2各自的贴合面在同一水平面上；上芯刀头4与上刀头座6为一体，上芯刀头4根部与上刀头座6 通过圆弧8过渡，下芯刀头5与下刀头座7为一体。其中，上芯刀体为直角圆弧块形，其侧面包括两个相互垂直的平面和一个圆弧面9 ；下芯刀头5为直角梯形台形，其侧面包括三个两两垂直的平面和一个斜面10，该斜面10与下刀头座7的底面相接；圆弧面9朝上在切断时用于支承弹簧11，斜面10朝下，支承力更强，贴合后侧面形成了平整面即为落刀面3，该落刀面3与刀头座2侧面平齐，上芯刀头4与下芯刀头5贴合面形状相同，上刀头座6和下刀头座7的贴合面形状也相同。本实施例所描述的卷簧机芯刀结构，采取了消除应力集中结构、增加柔性特征、改变应力分布及改变构件外形的措施。首先，将整体芯刀结构改为了分体式芯刀结构，针对上、下两个部分的不同受力特点分别进行结构设计，对下芯刀体的结构强度进行了增强，将现有的半圆柱体结构改为了梯形台结构，改善了构件外形，更改的目的在于增强下半部分的刚度，使上芯刀体受力产生变形后，下芯刀体能够承接并抵消上芯刀体的变形，减小了上芯刀体的内部应力，从而将芯刀头1的悬臂梁受力结构改为了上部受力、下部支承的多点支承结构；其次，将具有急剧变化的尖角部位的圆锥体结构12改为圆弧8过渡，可一次加工成形，消除了产生应力集中的尖角结构，从而消除了局部应力严重增高的现象，使得在长期交变载荷的作用下，芯刀头1根部不会产生裂纹倾向；再次，将圆锥刚性特征改为圆弧8过渡结构，增加了柔性结构特征，使得圆弧8结构部位能够随着芯刀头1产生轻微变形，避免最大应力区域位于芯刀头1的根部，改善了原先的芯刀头1悬臂梁受力结构，改善了芯刀头1根部部位的应力分布。
由于这些方面的改进，改善了芯刀头1的受力状况及受力结构，从而使芯刀头1不易折断，显著延长芯刀寿命。
权利要求
1.一种卷簧机芯刀结构，包括芯刀头和刀头座，芯刀头与刀头座相连，所述芯刀头的侧面有一个平整的落刀面，其特征是所述的芯刀头由上芯刀头和下芯刀头贴合构成，所述刀头座由上刀头座和下刀头座贴合构成，芯刀头和刀头座各自的贴合面在同一水平面上；上芯刀头与上刀头座为一体，上芯刀头根部与上刀头座通过圆弧过渡，下芯刀头与下刀头座为一体。
2.根据权利要求1所述的卷簧机芯刀结构，其特征是所述的上芯刀体为直角圆弧块形，其侧面包括两个相互垂直的平面和一个圆弧面；所述的下芯刀头为直角梯形台形，其侧面包括三个两两垂直的平面和一个斜面；所述圆弧面朝上，所述斜面朝下。
3.根据权利要求2所述的卷簧机芯刀结构，其特征是所述上芯刀头与下芯刀头贴合面形状相同，所述上刀头座和下刀头座的贴合面形状也相同。
4.根据权利要求3所述的卷簧机芯刀结构，其特征是所述下芯刀头的斜面与下刀头座的底面相接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的卷簧机芯刀结构，其特征是所述的落刀面与刀头座侧面平齐。
全文摘要
本发明公开的卷簧机芯刀结构，包括芯刀头和刀头座，芯刀头与刀头座相连，芯刀头的侧面有一个平整的落刀面，芯刀头由上芯刀头和下芯刀头贴合构成，刀头座由上刀头座和下刀头座贴合构成，芯刀头和刀头座各自的贴合面在同一水平面上；上芯刀头与上刀头座为一体，上芯刀头根部与上刀头座通过圆弧过渡，下芯刀头与下刀头座为一体。本卷簧机芯刀结构将急剧变化尖角部位改为圆弧过渡结构特征的措施，消除了产生应力集中的结构，改善了芯刀头根部的应力分布；将整体芯刀结构改为分体式芯刀结构，改善构件外形，增强下芯刀体的强度，使由下芯刀体承接并抵消上芯刀体受力产生的变形及应力；从而使芯刀头不易折断，延长芯刀寿命。
文档编号B21F11/00GK102172743SQ201010604258
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者吴兴, 张耀, 王晓虎, 程文峰, 葛惠民, 黄文广 申请人:浙江机电职业技术学院