一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置及其方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种扭杆弹簧的加工方法与装置，特别涉及一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置及其方法。
【【背景技术】】
[0002]理论上来说，对于理想的弹塑性体，塑性变形过程中塑性变形区的切应力是不变的，因此该弹塑性体能够保持在屈服状态上，但实际上很多弹簧材料并不是理想的弹塑性体，尤其是金属的弹性元件。
[0003]扭杆弹簧作为一种弹性元件，由于它具有结构简单、成本低、免维护、单位质量储能高等特点，所以在汽车悬架设计中得到广泛应用。然而由于国内冶金质量与国外相差很大，加工后的扭杆弹簧无法满足预定的切应力要求，所以需要在扭杆弹簧生产加工及热处理后，进行预扭强化处理，即扭转试验。
[0004]扭转试验是在最终加工前按使用力矩方向扭转大于弹性极限的扭矩，使其表面应力大于屈服应力但低于强度极限，通过断面金属产生塑性变形而提高扭杆的切应力。这种工艺方法在工程上称作强扭，最终目的是提高前悬左右力矩平衡保持承载能力，消除残余变形角。
[0005]目前常用的扭转试验是采用固定在扭转试验台上的机械装置给扭杆弹簧预加载，其体积大、精度差、效率低的缺点给生产者带来极大的不便，而且现有的扭转试验往往通过人力半自动或者手动地装卸扭杆弹簧，浪费了人力和物力，尤其是在扭杆弹簧需要反复装卸的情况，还大大延长了产品的制造周期，降低扭转弹簧的生产效率。
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【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置及其方法，其旨在解决现有技术中的扭转试验需要手动装卸、无法实现全自动化、扭转弹簧的生产效率低的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提出了一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置，包括扭杆、与扭杆相配合的扭杆前横臂、用于自动传送扭杆的上料传送模块、工位自动装配模块、扭转试验台、以及用于自动传送完成扭转的扭杆的下料传送模块，所述的扭杆前横臂固定于扭转试验台上；
[0008]所述的工位自动装配模块包括固定基座、转动轴、转动电机、尾座运动部件、装配运动部件以及夹紧部件，所述的固定基座与转动轴固定连接，所述的转动轴与转动电机相连，所述的尾座运动部件设于固定基座上，所述的装配运动部件与尾座运动部件连接，所述的夹紧部件与装配运动部件连接；
[0009]所述的尾座运动部件包括固定支架、尾座气缸和尾座连杆，所述的固定支架固定设于固定基座上，所述的尾座气缸的一端与固定支架相连、另一端通过尾座连杆与装配运动部件连接；
[0010]所述的装配运动部件包括装配支架和装配气缸，所述的装配支架与尾座连杆固定连接，所述的装配气缸的推动方向与装配支架相垂直，所述的装配气缸的一端固定连接在装配支架上、另一端与夹紧部件连接；
[0011]所述的夹紧部件包括夹紧支架、夹紧气缸、夹紧传动杆和夹紧爪，所述的夹紧支架与装配气缸固定连接，所述的夹紧气缸和夹紧爪均与夹紧支架固定连接，所述的夹紧气缸还通过夹紧传动杆与夹紧爪传动连接。
[0012]作为优选，所述的尾座运动部件还包括用于导向的尾座轴承，所述的尾座轴承的数量不少于2个，所述的尾座轴承设于固定支架与尾座连杆之间的固定基座上，所述的尾座轴承均与固定基座固定连接，所述的尾座气缸在尾座轴承上上下滑动，所述的尾座轴承的轴线均与尾座气缸的轴线相垂直。
[0013]作为优选，所述的装配运动部件还包括用于导向的装配轴承，所述的装配轴承的数量不少于2个，所述的装配轴承设于装配气缸的左右两侧，所述的装配轴承的一端与装配支架固定连接、另一端于夹紧支架连接，所述的夹紧支架在装配轴承上滑动，所述的装配轴承的轴线均与装配气缸的轴线相平行。
[0014]作为优选，所述的夹紧爪包括左夹紧爪和右夹紧爪，所述的左夹紧爪的一端设有左固定转轴、另一端设有左夹紧槽，所述的左固定转轴与夹紧支架固定连接，所述的左夹紧爪围绕左固定转轴转动，所述的左夹紧槽呈半圆形，所述的左夹紧爪还设有从动齿轮，所述的从动齿轮设于左夹紧爪的右侧面；
[0015]所述的右夹紧爪的一端设有右固定转轴、另一端设有右夹紧槽，所述的右固定转轴与夹紧支架固定连接，所述的右夹紧爪围绕右固定转轴转动，所述的右夹紧槽也呈半圆形，所述的右夹紧槽与左夹紧槽相互配合，所述的右夹紧爪还设有主动齿轮，所述的主动齿轮设于左夹紧爪的左侧面，所述的主动齿轮与从动齿轮相互噬合。
[0016]作为优选，所述的右夹紧爪设有右固定转轴的一端设有延伸部，所述的延伸部的末端与夹紧传动杆转动连接。
[0017]作为优选，所述的尾座气缸的推动方向与装配气缸的推动方向相垂直，所述的夹紧气缸的推动方向与尾座气缸的推动方向相平行。
[0018]作为优选，所述的转动电机采用伺服电机。
[0019]为了更好地实现本发明的技术目的，本发明还提供一种扭杆弹簧的自动扭转试验方法，采用上述的一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置，其具体工作步骤如下:
[0020]a)将待试验的扭杆安设在上料传送模块上，将与其相配合的扭杆前横臂固定在扭转试验台上，开启上料传送模块；
[0021]b)上料传送模块将扭杆运送至斜上方的上料位置，工位自动装配模块的转动电机控制转动轴转动，带动固定基座转动，使得夹紧爪转动至扭杆的下方；
[0022]c)控制夹紧气缸推动打开夹紧爪，同时控制尾座推动部件向上推动，使得扭杆处于夹紧爪内部；
[0023]d)控制夹紧气缸推动关闭夹紧爪，将扭杆固定在夹紧爪中；
[0024]e)转动电机控制工位自动装配模块向右旋转至位于扭转试验台上方的试验位置，装配气缸推动，将夹紧爪中的扭杆与扭杆前横臂相接触，同时转动电机继续动作，使得夹紧爪左右摆动，将扭杆与扭杆前横臂相紧固；
[0025]f)夹紧气缸推动打开夹紧爪，放开扭杆，使得扭杆开始在扭转试验台上进行扭转试验；
[0026]g)当扭杆完成扭转试验后，控制夹紧气缸推动关闭夹紧爪，重新固定好扭杆；
[0027]h)转动电机转动，使得夹紧爪中的扭杆在扭杆前横臂中左右旋转，同时，装配气缸推动，使得扭杆与扭杆前横臂相分离；
[0028]i)转动电机继续转动，带动工件自动装配模块继续右下方旋转至下料位置；
[0029]j)夹紧气缸推动，使得夹紧爪打开，已完成扭转试验的扭杆与夹紧部件分离，掉落至下料传送模块上，启动下料传送模块，使得扭杆朝斜下方运动；
[0030]k)转动电机转动，带动固定基座向上旋转回退至上料位置，重复步骤c)至j)，直至完成全部扭杆弹簧的扭转试验。
[0031]作为优选，在步骤e)中，所述的夹紧爪左右摆动的角度为4°?8°。
[0032]作为优选，在所述的扭杆端部设有外花键，所述的扭杆前横臂上设有内花键，所述的内花键上设有倒角、其边长为2mm、角度为45°。
[0033]本发明的有益效果:与现有技术相比，本发明提供的一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置，结构合理，采用工件自动装配模块，实现扭杆的自动装卸，大大提高扭转试验的自动化程度，提高扭杆弹簧的生产效率，同时，工件自动装配模块采用缓冲阻尼气缸，使其动作更为灵活，能够有效弥补装卸扭杆时运动的误差，提高扭转试验的精度，进一步提高了扭杆弹簧的效果。
[0034]本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【【附图说明】】
[0035]图1是本发明实施例的结构示意图；
[0036]图2是本发明实施例中工件自动装配模块的结构示意图；
[0037]图3是本发明实施例中工件自动装配模块打开夹紧爪的示意图；
[0038]图4是本发明实施例处于上料位置的结构示意图；
[0039]图5是本发明实施例处于工作位置的结构示意图；
[0040]图6是本发明实施例处于下料位置的结构示意图；
[0041]图7是本发明的另一中实施方式的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0042]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0043]参阅图1，本发明实施例提供一种扭杆弹簧的自动扭转试验装置，包括扭杆1、与扭杆I相配合的扭杆前横臂2、用于自动传送扭杆I的上料传送模块3、工位自动装配模块、扭转试验台5、以及用于自动传送完成扭转的扭杆I的下料传送模块6，扭杆前横臂2固定于扭转试验台5上。
[0044]本发明的实施例将扭杆前横臂2单独固定在