一种用于圆柱螺旋压缩弹簧快速成型的工装的制作方法

本发明属于弹簧加工制造领域。本发明是圆柱压缩弹簧快速成型工装，简化弹簧绕制成型操作，大大提高弹簧的成型效率，消除了人工操作所带来产品质量波动，提高圆柱压缩弹簧的成型质量。

背景技术：

现有圆柱压缩弹簧绕制成型主要采用两种方法，一种是有心轴绕制，一种是无心轴绕制。有心轴绕制多在经改造后的普通车床上进行，无心轴绕制主要应用于各种自动绕簧设备。自动绕簧设备可加工各种不同类型的弹簧及弹性元件，生产效率高，适合大批量、连续式生产，所加工的产品一致性好，正在逐步取代普通车床有心轴绕制的加工方法；采用有心轴绕制的方法更具有灵活性，调试过程简单，更适合种类多、批量小和专门设计又有特殊要求的弹簧及弹性元件加工厂。

有心轴绕制弹簧是将绕制心轴装在车床主轴卡盘上与主轴一起旋转，主轴通过交换齿轮及丝杠使弹簧材料的送进装置在床身轴向左右移动，将弹簧材料缠绕在绕制心轴上卷制成弹簧毛坯。对于螺旋压缩弹簧，其支撑并圈通过操作机床丝杠的开合螺母手柄来实现。在采用有心绕制方法加工螺旋压缩弹簧时，需要操作者对绕制圈数进行计数，并控制开合螺母闭合或打开，以实现支撑并圈的紧密缠绕和支撑并圈的夹角打开量在绕制过程中，弹簧成型质量的好坏主要取决于操作者操作技能和控制车床的熟练程度，加工过程有波动，绕制成型的零件间存在不同程度的差异，稳定性和一致性较差，对于圈数多的圆柱螺旋弹簧，车床无心绕制加工方式易出现操作失误从而产生废品。

本发明在车床无心绕制加工方法上加以技术创新，利用一套工装保证绕制圈数和支撑并圈的夹角打开量，简化了操作过程，提高生产效率；减少因人为操作技能的差异造成零件间的质量波动，避免了废品的产生，提高合格率。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一套工装，解决圆柱螺旋压缩弹簧无心绕制时操作过程复杂、效率低下、产品质量波动大的问题。1)利用螺纹靠模和支座组成的成型工装引导钢丝送料机构移动，完成圆柱螺旋压缩弹簧的绕制；2)通过靠模的螺纹可控制螺旋压缩弹簧的螺距大小和紧密圈的闭合，不需要操作者控制，简化操作过程，提高效率；3)人工调试设备来保证，成型工装安装于车床上后即可进行大批量绕制，大大缩短了设备调试时间，在加工过程中依靠成型工装保证零件的加工精度。

技术方案

一种用于圆柱螺旋压缩弹簧快速成型的工装，其特征在于包括靠模和靠模支座；其中靠模包括心轴、第一密圈靠模体、第二密圈靠模体、节距靠模体、绕制心轴、套筒、第一夹持块、第二夹持块和加持机构主体；心轴的一端为莫氏椎体，工作时夹持于车床卡盘上，第一密圈靠模体、第二密圈靠模体和节距靠模体均为环形结构，套在心轴上，所述的密圈靠模体和节距靠模体表面采用牙型角为30°锯齿形螺纹，螺纹的旋向与所加工弹簧旋向一致，其中密圈靠模体的螺距与所加工的钢丝直径相等，节距靠模体的螺距与所加工弹簧的节距相等；加持机构主体紧固于心轴的另一端，在加持机构主体中间设有套筒，套筒内装有绕制心轴，并通过第一夹持块和第二夹持块的夹持作用固定在加持机构主体内；靠模支座包括配重块、螺杆、椎体靠模钉、支杆和底座；配重块位于螺杆上且可移动，螺杆的另一端与支杆的一端固定在一起，椎体靠模钉的端头为30°的楔形结构，端头穿过支杆与密圈靠模体和节距靠模体上的锯齿形螺纹相配合，支杆的另一端固定在底座上，底座的一端设有由第四螺钉、第三夹持块和第四夹持块组成的钢丝夹持机构，第三夹持块和第四夹持块使用第四螺钉固定，第三夹持块和第四夹持块组合后中心的小孔用于夹持钢丝。

所述的椎体靠模钉、第一密圈靠模体、第二密圈靠模体和节距靠模体的材料为T8A工具钢，硬度HRC50～55。

所述的第三夹持块和第四夹持块采用胶木加工而成。

所述的第一夹持块、第二夹持块采用钢加工而成。

有益效果

本发明提出的一种用于圆柱螺旋压缩弹簧快速成型的工装，有益效果是：1)降低普通车床有心绕制方法加工弹簧的难度，使操作过程简单化。2)大大提高了有心绕制法加工弹簧的生产效率，实现了批量化生产。3)采用快速成型工装加工弹簧，依靠工装定位保证弹簧成型尺寸，减少了人为操作造成产品质量的波动，所加工的产品一致性好，质量稳定，减少后续工序的工作量，缩短弹簧加工周期。

自从工装投入使用，所生产的十几万件弹簧零件，操作简单高效，尺寸一致性好，加工过程波动小，质量稳定可靠，取得良好地应用效果。

附图说明

图1靠模示意图

图2绕制心轴夹持结构示意图(从图1的最右端看过去的示意图)

图3靠模支座示意图

图4靠模支座示意图(从图3的最右端看过去的示意图)

1-心轴、2-第一销钉、3-第一密圈靠模体、4-节距靠模体、5-键、6-第二密圈靠模体、7-第二销钉、8-第三销钉、9-套筒、10-第一夹持块、11-加持机构主体、13-第二夹持块、12-紧固螺钉、14-配重块、15-第一螺钉、16-螺杆、17-模钉、18-第二螺钉、19-支杆、20-第三螺钉、21-底座、22-螺母、23-第四螺钉、24-第三夹持块、25-第四夹持块，26-绕制心轴。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明的技术方案是：提供一套快速成型工装，解决圆柱螺旋压缩弹簧有心绕制成型问题，简化操作过程，提高圆柱螺旋压缩弹簧成型质量。参照附图1-4，快速成型工装分为两部分：靠模和靠模支座。靠模主要由三部分构件组成：心轴、靠模体和绕制心轴夹持机构，心轴一端为莫氏椎体，工作时夹持于车床卡盘上，另一端通过销钉及键将靠模体、绕制心轴夹持机构与心轴组合为一体，形成靠模。靠模支座也由三部分构件组成：椎体靠模钉机构、配重机构和底座，三部分构件通过螺钉和销钉组合为一体。靠模支座的底座上集成了胶木做成的钢丝夹持机构，用于引导钢丝。

快速成型工装的工作原理：将靠模一端的莫氏椎体装卡于车床卡盘上，绕制心轴安装在靠模的绕制心轴夹持机构中并固定好。将靠模支座安装于车床刀架上，把靠模支座上的椎体靠模钉放置于靠模螺纹中，调整配重位置，依靠配重自身重力，使得弹簧绕制过程中，椎体靠模钉和靠模螺纹始终处于配合状态。钢丝由靠模支座上的钢丝夹持机构通过并穿入绕制心轴的穿丝孔中。在工作时，开启车床，靠模随车床转动，靠模利用螺纹导向作用通过推动椎体靠模钉移动，而带动靠模支座前进，移动的速度和螺纹螺距一致，从而引导钢丝完成弹簧的绕制。

本发明提供一套快速成型工装，解决圆柱螺旋压缩弹簧有心绕制成型问题。快速成型工装由靠模和靠模支座两部分组成。靠模主要由三部分构件组成：心轴、靠模体和绕制心轴夹持机构。心轴1是靠模的主体部件之一，其一端为莫氏椎体，工作时夹持于车床卡盘上，另一端和靠模体及绕制心轴夹持机构组合为一体，形成靠模。靠模体主要由三个零件组成，分别是第一密圈靠模体3和第二密圈靠模体6和节距靠模体4，密圈靠模体和节距靠模体为环形结构，套在心轴上，并通过第一销钉2、第二销钉7及键5与心轴组合为一体。绕制心轴夹持机构主要由加持机构主体11、第一夹持块10和第二夹持块13、紧固螺钉12以及套筒9组成，绕制心轴夹持机构通过螺纹紧固于心轴上，组合成一体。第二夹持块13和套筒9通过第三销钉8安装在加持机构主体上，紧固螺钉将第一夹持块10和第二夹持块13固定在一起，用于加工零件时调节夹持绕制心轴的力度。

靠模支座由配重机构、椎体靠模钉机构和底座三部分组成，三部分构件通过螺钉和销钉组合为一体。配重机构由配重块14、第一螺钉15和螺杆16组成，配重块可在螺杆上移动，达到调整配重压紧力度的作用。配重机构通过销钉与椎体靠模钉机构组合为一体。椎体靠模钉机构主要由椎体靠模钉17、第二螺钉18、支杆19以及第三螺钉20组成，其中椎体靠模钉端头为30°的楔形结构，用于配合靠模体上的锯齿形螺纹，其材料为T8A工具钢，硬度HRC50～55。椎体靠模钉机构通过第三螺钉20和螺母22固定于靠模支座的底座上。靠模支座的底座21集成了钢丝夹持机构，钢丝夹持机构由第四螺钉23和第三夹持块24和第四夹持块25组成，夹持块采用胶木加工而成，两个夹持块组合后中心的小孔用于夹持钢丝。

靠模和靠模支座主体部件采用45钢制作。靠模体和靠模体支座的椎体靠模钉为关键部件，均采用T8A工具钢制成，硬度为HRC50～55。靠模体的密圈靠模体和节距靠模体均采用牙型角为30°锯齿形螺纹，螺纹的旋向与弹簧旋向一致，其中密圈靠模体的螺距与所加工的钢丝直径相等，节距靠模体的螺距与所加工弹簧的节距相等。密圈靠模体和节距靠模体装配时保证螺纹交接处均匀过渡、平稳相连，靠模体通过键和销钉固定于心轴上。

圆柱螺旋压缩弹簧有心绕制快速成型工装在使用时，将靠模装卡于车床卡盘上，绕制心轴安装在靠模的绕制心轴夹持机构中并固定好。靠模支座安装在车床刀架上，把靠模支座上的椎体靠模钉放置于靠近车床卡盘的密圈靠模体螺纹中，调整配重位置，确保配重的压紧效果。钢丝由靠模支座上的钢丝夹持机构通过并穿入绕制心轴的穿丝孔中。开启车床，靠模在旋转过程中，利用螺纹导向作用通过推动椎体靠模钉移动，而带动靠模支座前进，引导钢丝在绕制心轴上缠绕，完成弹簧的绕制。一个弹簧加工完成后，剪断钢丝，松开配重，将靠模支座复位，更换绕制心轴，开始下一个弹簧的绕制。