本发明涉及一种线材的卷绕加工，具体来说，涉及一种微型异型弹簧的加工。
背景技术：
近年来，随着微机电系统(mems：micro-electro-mechanicalsystems)技术的不断发展和成熟，使得微电子设备和微传感器等微型系统应用范围不断扩大，已广泛应用于民用、医学、军事等领域。基于微加工工艺的针型微电极的研究得到了迅速发展。微电极结构主要有平面微电极和异平面微电极以及将平面微电极组装成阵列形状的微电极，这些不同结构的微电极都具有各自的特点。传统的电极虽然具有多种不同的形态，但是，其电极针均为单一整体，例如专利cn201621050204.7中公布的一种植入式多功能微针阵列脑电极，又例如专利cn201620313921.8公布的用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极，均为整体电极，一旦加工完成后，其电极丝之间均不可单独调整。可调电极通过微型弹簧可实现对每根电极丝的单独调整，但是由于电极丝直径很小(15微米-50微米)，电极在植入过程中受力也很小，因此对用于可调电极的弹簧的尺寸、精度及准度均有很高要求，目前市面上的弹簧还无法满足此类要求。
并且，微型异型弹簧因为其具有特殊的力学性能，在精密仪器领域也有广泛应用，但是，目前，市面上并没有成熟的微型异型弹簧。
技术实现要素：
本发明涉及一种微型异型弹簧的加工设备及制备方法，以至少解决上述问题中的一个问题，采用技术方案如下。
一种微型异型弹簧的加工设备，包括：
壳架组件，所述壳架组件包括底座、与所述底座密封连接的壳体，以及安装于所述底座且位于所述壳体内的支撑架；
抽真空装置，其具有连通于所述壳体内部的抽气机，以及实时测量所述壳体内部真空度的真空度检测器；
弹簧丝升降组件，其具有升降机构、扭力限制器和转盘；所述扭力限制器安装于所述升降机构，以随所述升降机构上升或下降，且包括转子与调节旋钮，以通过所述调节旋钮转动调节所述转子的旋转阻力；所述转盘配置成盘绕制作所述微型弹簧的弹簧丝，且与所述转子固定连接；
弹簧卷绕装置，包括电机、竖直设置的卷绕轴、固定安装于所述卷绕轴的异型成型块；所述卷绕轴下端与所述电机通过联轴器相连，上端可转动地安装于所述支撑架；所述异型成型块上具有与待加工的异型弹簧相匹配的凹槽，且具有固定弹簧丝自由端的固定孔，所述异型成型块配置成固定所述弹簧丝的一端，以在所述转盘沿竖直方向移动时，所述卷绕轴在所述电机的带动下转动，使所述弹簧丝的部分区段缠绕于所述异型成型块，形成所需的异型弹簧；
加热成型及截断装置，其具有绝缘板、第一铜柱、第二铜柱和加热装置、电源；所述绝缘板安装于所述升降机构；所述第一铜柱和所述第二铜柱设置于所述绝缘板的同一侧，且依次处于所述转盘和所述卷绕轴之间，且与所述弹簧丝的处于所述转盘与所述卷绕轴之间的拉直区段接触；而且，所述第一铜柱和所述第二铜柱配置成连接所述电源，以使所述第一铜柱和所述第二铜柱之间的弹簧丝上有电流通过，加热或熔断所述拉直区段；所述加热装置安装于所述绝缘板，且电连接于所述电源，以在所述弹簧卷卷绕的过程中对所述弹簧卷进行加热或对卷绕后的所述弹簧卷进行加热；
立定装置，所述立定装置包括推杆和安装于所述支撑架的导向装置；所述推杆呈圆筒状，套装于所述卷绕轴，且安装于所述导向装置，以及螺纹连接于所述支撑架；且所述推杆与所述异型成型块配合，以在所述推杆转动沿竖直方向上下运动时，反复挤压卷绕而成的所述微型弹簧，以对所述微型弹簧进行立定处理。
优选的，所述弹簧丝的材料为钨铼合金，所述弹簧丝的直径为20微米-800微米。
优选的，所述电源具有至少两组输出端，其中连接于所述第一铜柱和所述第二铜柱的一组所述输出端的输出电压为1v-25v；所述电源的连接于加热装置的另一组输出端的输出电压为110v-220v。
优选的，所述扭力限制器为摩擦式扭力限制器或滚珠式扭力限制器。
所述卷绕轴的上端与所述支撑架相互绝缘，所述卷绕轴的下端与所述电机相互绝缘。
优选的，本加工设备还包括观察窗，安装于所述壳体。
本发明还涉及了一种微型弹簧的制备方法，利用采用了前述技术方案的加工设备，且包括：
步骤1，打开所述壳体，将卷绕在所述转盘上的弹簧丝的自由端拉出并穿过所述异型成型块的固定孔，以固定于所述异型成型块上；
步骤2，通过扭转所述转盘使弹簧丝保持拉直状态，且所述弹簧丝的处于所述转盘与所述异型成型块之间的拉直区段分别与所述第一铜柱和所述第二铜柱32相接触，且弹簧丝绕于异型成型块部分嵌入所述异型成型块的凹槽中；
步骤3，调节所述扭力限制器的调节旋钮使所述弹簧丝的拉直段保持预设的拉力；
步骤4，关闭所述壳体；
步骤5，利用抽气机将所述壳体内的空气抽出，利用所述真空度检测器实时测量所述壳体内部的真空度；
步骤6，在所述真空度达到预设真空度后，启动电源，使所述第一铜柱和所述第二铜柱之间的弹簧丝上有电流通过，加热所述拉直区段，以及使所述加热装置工作；
步骤7，启动所述电机和所述升降机构，以形成所述弹簧卷；
步骤8，卷绕完成后，停止所述电机和所述升降机构，使所述第一铜柱和所述第二铜柱之间的弹簧丝上有电流通过，直至熔断所述拉直区段，形成所述微型弹簧；
卷绕完成后预设时间，使所述加热装置停止工作，；
关闭所述抽气机，打开所述壳体；
步骤9，旋转所述推杆，使所述推杆向下运动，压缩所述微型弹簧至极限位置后，逆方向旋转所述推杆，使所述推杆向上运动，以使所述微型弹簧回复原状；并重复进行2-5次，完成立定处理；
步骤10，取出弹簧。
本发明所取得的有益效果有：1、所有的绕卷过程均在真空中完成，避免了钨铼合金高温时在有氧环境中被氧化；2、在弹簧丝绕卷前利用通电对弹簧丝进行精确的热处理，控制电压可精准控制加热温度，通过在一定温度下对弹簧丝拉直操作，使得绕卷前弹簧丝保持笔直状态；3、通过扭力限制器来控制弹簧丝绕卷的拉力，来保证绕卷的效果(拉力过大时易拉断，拉力过小时绕卷效果不佳)；4、通过加热装置对绕卷中及卷绕后的弹簧丝做进一步的热处理，进一步提高绕卷后弹簧的性能。5、在弹簧卷绕完成后，通过立定装置对弹簧进行了立定处理，进一步提高了弹簧的稳定性。6、采用了新型的截断装置，采用通电方式对弹簧进行熔融截断处理，有别于传统的物理方式进行截断处理，不会对弹簧的外形产生影响。7、采用异型成型块来加工异型弹簧，提供了一种微型异型弹簧的加工设备。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
图1为本发明一个实施例的一种微型异型弹簧加工设备的整体结构图。
图2为图1所示一种微型异型弹簧加工设备去除壳体后的结构图。
图3为图2所示一种微型异型弹簧加工设备的局部结构放大图。
图4为异型成型块的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2、3所示，本加工设备包括：
壳架组件，所述壳架组件包括底座1、与所述底座1密封连接的壳体2，以及安装于所述底座1且位于所述壳体2内的支撑架4；所述底座1与所述壳体2需采取密封结构，以保证后续抽气机可以抽真空。
抽真空装置，其具有连通于所述壳体2内部的抽气机，以及实时测量所述壳体2内部真空度的真空度检测器5，实际工作过程中，要求所述壳体2内的绝对压力小于100pa。
弹簧丝升降组件，其具有升降机构10、扭力限制器11和转盘12；所述扭力限制器11安装于所述升降机构10，以随所述升降机构10上升或下降，且包括转子与调节旋钮，以通过所述调节旋钮转动调节所述转子的旋转阻力；所述转盘12配置成盘绕制作所述微型弹簧的弹簧丝，且与所述转子固定连接。在本发明中，所述扭力限制器11可选摩擦式扭力限制器或滚珠式扭力限制器。需要说明的是，通常来说，扭力限制器的用法为过载保护，即当扭力大于一定值时，转子打滑以保护其他机构，在本发明中，利用了扭力限制器的此特点，在绕制弹簧丝时，扭力限制器11一直处于打滑状态，并保持恒定的扭力。
弹簧卷绕装置，包括电机20、竖直设置的卷绕轴21、固定安装于所述卷绕轴21的异型成型块22；所述卷绕轴21下端与所述电机20通过联轴器相连，上端可转动地安装于所述支撑架4；所述异型成型块22上具有与待加工的异型弹簧相匹配的凹槽，且具有固定弹簧丝自由端的固定孔，所述异型成型块22配置成固定所述弹簧丝的一端，以在所述转盘12沿竖直方向移动时，所述卷绕轴21在所述电机20的带动下转动，使所述弹簧丝的部分区段缠绕于所述异型成型块22，形成所需的异型弹簧；
在本实施例中，附图2、3仅展示了截锥涡卷弹簧的制备，但是，相关技术人员也应注意到，本发明同样适用于其他类似异型弹簧的制备，例如变径螺旋弹簧等；
为了达到良好的绝缘效果，避免触电风险，所述卷绕轴21的上端与所述支撑架4相互绝缘，所述卷绕轴21的下端与所述电机20相互绝缘。
本发明还包括加热成型及截断装置，其具有绝缘板30、第一铜柱31、第二铜柱32和加热装置33、电源34；所述绝缘板30安装于所述升降机构10；所述第一铜柱31和所述第二铜柱32设置于所述绝缘板30的同一侧，且依次处于所述转盘12和所述卷绕轴21之间，且与所述弹簧丝的处于所述转盘12与所述卷绕轴21之间的拉直区段接触；而且，所述第一铜柱31和所述第二铜柱32配置成连接所述电源34，以使所述第一铜柱31和所述第二铜柱32之间的弹簧丝上有电流通过，加热或熔断所述拉直区段；其中，所述第一铜柱31和所述第二铜柱32的加热电压为1v-25v，根据不同的弹簧丝直径及不同的加热长度需选用不同的加热电压，熔断电压大于28v，由于弹簧丝一直有扭力限制器11给予的拉力，当加热电压大于28v时，弹簧丝将瞬间熔断，熔断位置为所述第一铜柱31和所述第二铜柱32之间的任意位置。
所述加热装置33设置于所述弹簧卷的一侧，电连接于所述电源34，所述加热装置33随所述弹簧卷的向上卷绕向上移动，并在所述弹簧卷卷绕的过程中对所述弹簧卷进行加热或对卷绕后的所述弹簧卷进行加热；加热电压为110v-220v。
作为本发明的一个实施例，本发明还包括立定装置，所述立定装置包括推杆41和安装于所述支撑架4的导向装置42；所述推杆41呈圆筒状，套装于所述卷绕轴21，且安装于所述导向装置42，以及螺纹连接于所述支撑架4；且所述推杆41与所述异型成型块22配合，以在所述推杆41转动沿竖直方向上下运动时，反复挤压卷绕而成的所述微型弹簧，以对所述微型弹簧进行立定处理。通常，所述推杆41上下运动的次数为3-5次。立定处理的主要目的是为了使弹簧的几何尺寸达到稳定。
作为本发明的优选实施例，所述弹簧丝的直径为20微米-800微米。
优选的，本发明还包括观察窗3，安装于所述壳体2，以便于工作人员实时观察所述壳体2内的工作情况。
本发明还涉及了一种微型弹簧的制备方法，利用采用了前述技术方案的加工设备，且包括：
步骤1，打开所述壳体2，将卷绕在所述转盘12上的弹簧丝的自由端拉出并穿过所述异型成型块22的固定孔，以固定于所述异型成型块22上；
步骤2，通过扭转所述转盘12使弹簧丝保持拉直状态，且所述弹簧丝的处于所述转盘12与所述异型成型块22之间的拉直区段分别与所述第一铜柱31和所述第二铜柱32相接触，且弹簧丝绕于异型成型块22部分嵌入所述异型成型块22的凹槽中；
步骤3，调节所述扭力限制器11的调节旋钮使所述弹簧丝的拉直段保持预设的拉力；由于不同的加工设备具有加工误差，因此，每台设备预设的拉力值也有区别，需由工作人员进行调试以得到最佳的拉力值，在此拉力值下，通电可使弹簧丝具有较好的拉直效果，且在熔断电压下，弹簧丝可被熔断；
步骤4，关闭所述壳体2；
步骤5，利用抽气机将所述壳体2内的空气抽出，利用所述真空度检测器5实时测量所述壳体2内部的真空度；
步骤6，在所述真空度达到预设真空度后，启动电源34，使所述第一铜柱31和所述第二铜柱32之间的弹簧丝上有电流通过(电压1-25v)，加热所述拉直区段，以及使所述加热装置33工作；
步骤7，启动所述电机20和所述升降机构10，以形成所述弹簧卷；
步骤8，卷绕完成后，停止所述电机20和所述升降机构10，使所述第一铜柱31和所述第二铜柱32之间的弹簧丝上有电流通过(电压大于28v)，直至熔断所述拉直区段，形成所述微型弹簧；
卷绕完成后预设时间，使所述加热装置33停止工作，；
关闭所述抽气机，打开所述壳体2；
步骤9，旋转所述推杆41，使所述推杆41向下运动，压缩所述微型弹簧至极限位置后，逆方向旋转所述推杆41，使所述推杆41向上运动，以使所述微型弹簧回复原状；并重复进行2-5次，完成立定处理；
步骤10，取出弹簧。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。