一种涡卷弹簧的成型设备的制作方法

本发明属于弹簧加工设备技术领域，涉及一种涡卷弹簧的成型设备。

背景技术：

平面涡卷弹簧，又名发条弹簧，是一种一端固定而另一端作用有扭矩的弹簧；在扭矩作用下弹簧材料产生弯曲弹性变形，使弹簧在平面内产生扭转，其变形角的大小与扭矩成正比。涡卷弹簧在各行各业具有广泛的运行，因而如何通过机械实现其批量生产也成为研究的对象。

如申请公布号为cn101020291a的中国专利公开一种涡卷弹簧自动成型设备，包括依次设置的盘式送料架、定长送料装置、带冲模的冲床、高频退火装置、送料机构、卷曲机、成型装置、送钩装置、弯钩装置及置于卷曲机旁的卸料装置、接料装置、收集装置及控制系统。上述设备能够实现涡卷弹簧的自动生产。

现有涡卷弹簧的扭力均是与其曲率半径呈反比的，而申请人研发出能够在制造前可针对调节各部位扭力的涡卷弹簧，属于领域内此前未有的产品构思，为实现该可调扭力涡卷弹簧的加工需要研发一种新的生产设备。

技术实现要素：

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种涡卷弹簧的成型设备，本发明所要解决的技术问题是：如何实现可调扭力涡卷弹簧的加工生产。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种涡卷弹簧的成型设备，包括机架和用于存储簧片原料的放料盘，所述放料盘转动配合于所述机架上，所述机架上还设有用于控制簧片卷绕成型的成型顶杆，其特征在于，所述放料盘和所述成型顶杆之间的机架上沿水平方向依次转动连接有若干组轮面相对设置的凹轮和凸轮，所述凹轮沿周向具有呈环形的凹槽，所述凸轮沿周向具有能够嵌入所述凹槽内并与凹槽形状相适配的环形凸棱，且凸棱与该凹槽的内壁之间形成供簧片通过的成型间隙，自所述放料盘朝所述成型顶杆依次排布的若干所述凹轮的凹槽深度依次增大。

机架用于为各部件提供支撑，设置放料盘转动配合于机架上，这样转料盘通过自行转动可实现簧片的放出，设置成型顶杆使簧片输出后最终与其顶靠并变形弯曲，同时成型顶杆外移并调整角度可实现簧片不断卷绕最终成型涡卷弹簧。通过在放料盘和成型顶杆之间设置两两轮面正对的多组凹轮和凸轮，在凹轮的外周面设置环形的凹槽，在凸轮的外周面设置能嵌入凹槽内并与凹槽形状适配的环形凸棱，在凸棱和凹槽的内壁之间形成供簧片通过的成型间隙，这样在生产时可使簧片原料依次通过凹轮和凸轮之间的成型间隙，根据成型间隙的形状使簧片通过后会在宽度方向的两侧边能形成不同程度的弯折，而凹轮上的凹槽深度沿输送方向依次变深，可使簧片宽度两侧边的翘起弯折程度逐渐稳定，弯折程度越大则该部分成型后对涡卷弹簧上该段的扭矩影响也越大，弯折程度的大小形成除曲率半径外的另一影响扭矩的因素，最终簧片挤出后与成型顶杆顶靠并弯曲成型，可实现涡卷弹簧不同位置的扭矩为曲率半径与原翘起弯折程度综合作用的结果，实现不同部位的可调效果，从而实现可调扭力涡卷弹簧的生产。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述机架上还转动连接有若干对用于引导和支撑簧片的导向轮，若干对所述导向轮位于所述放料盘和所述成型顶杆之间且沿水平方向依次排布，若干所述凹轮与若干对所述导向轮依次间隔排列。通过在机架上设置多对导向轮，使若干凹轮依次交替间隔设置在若干对导向轮之间，这样使经过成型间隙加工后的簧片在进入下组凹轮和凸轮之间前其挠度保持在更小的范围内，保证二次成型的顺畅。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，位于最接近所述放料盘的所述凹轮和所述成型顶杆之间的每对导向轮之间均形成供簧片通过的定位间隙，所述定位间隙的通过截面形状沿簧片输送方向与前方相邻的所述成型间隙的通过截面形状对应一致。通过在第一组凸轮和凹轮之后的每对导向轮之间设置与相邻成型间隙形状对应一致的定位间隙，这样经过成型间隙加工后具有一定翘边的簧片能与定位轮之间的定位间隙形成更好的定位和适配关系，使簧片的输送方向更精确稳定，保证更好的成型效果。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，最接近所述成型顶杆的凹轮与该成型顶杆之间具有若干对所述导向轮。通过进一步设置若干对导向轮对进入卷绕工序的簧片进行支撑，可进一步减小簧片的挠度对成型效果的影响。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述机架包括可滑动的调节部，所述凹轮或所述凸轮转动连接于所述调节部上，所述机架上设有能通过控制调节部滑动来调节所述成型间隙间距的驱动件。通过在机架上设置调节部，使凹轮或凸轮转动连接于调节部上，再在机架上设置控制凹轮和凸轮靠近或远离来调节成型间隙尺寸的驱动件，这样在生产过程中操作人员可通过驱动件操作调节部滑动实现凹轮与凸轮的接合程度，从而调控不同长度段的簧片通过成型间隙后的弯折程度，从而便于实现涡卷弹簧不同分段位置扭矩的调节。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述驱动件为调节螺栓，所述调节螺栓与所述机架相螺接，该调节螺栓的端部与所述调节部转动连接且轴向限位。通过设置驱动件为调节螺栓，使调节螺栓与机架相螺接，而调节螺栓的端部与调节部转动连接且轴向限位，这样在转动调节螺栓时可带动调节部相对机架运动，进而调整凹轮和凸轮之间的配合间距。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述驱动件为气缸或油缸。通过设置驱动件为气缸或油缸，气缸或油缸可直接控制调节部纤细滑动，效率更高。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述机架上固设有用于检测簧片移动长度的传感器一和传感器二，所述传感器一位于所述放料盘和最接近所述放料盘的所述凹轮之间，所述传感器二位于最接近所述成型顶杆的所述凹轮和成型顶杆之间。通过在机架上设置用于检测簧片移动长度的传感器一和传感器二，将传感器一设于放料盘和凹轮之间，传感器二设于凹轮和成型顶杆之间，这样在放料处和成型前分别进行运动长度发检测，利于对不同长度位置的扭力精确控制。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述凹轮和/或所述凸轮通过伺服电机驱动。通过设置伺服电机来作为驱动源，这样利于进一步实现簧片成型的精确控制。

在上述的涡卷弹簧的成型设备中，所述机架上设有用于切断簧片的切刀，所述切刀位于最接近所述成型顶杆的所述凹轮和成型顶杆之间。通过在机架上的凹轮和成型顶杆之间设置切刀，切刀可将成型后的涡卷弹簧头部冲裁，保证后续生产有序进行。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本涡卷弹簧的成型设备通过在放料盘和成型顶杆之间设置两两轮面正对的多组凹轮和凸轮，在凹轮的外周面设置环形的凹槽，在凸轮的外周面设置环形的凸棱，在凸棱和凹槽的内壁之间形成供簧片通过的成型间隙，这样在生产时可使簧片原料依次通过凹轮和凸轮之间的成型间隙，根据成型间隙的形状使簧片通过后会在宽度方向的两侧边能形成不同程度的弯折，而凹轮上的凹槽深度沿输送方向依次变深，可使簧片宽度两侧边的翘起弯折程度逐渐稳定，弯折程度越大则该部分成型后对涡卷弹簧上该段的扭矩影响也越大，弯折程度的大小形成除曲率半径外的另一影响扭矩的因素，最终簧片挤出后与成型顶杆顶靠并弯曲成型，可实现涡卷弹簧不同位置的扭矩为曲率半径与原翘起弯折程度综合作用的结果，实现不同部位的可调效果，从而实现可调扭力涡卷弹簧的生产。

附图说明

图1是本涡卷弹簧的成型设备的结构布局示意图。

图2是靠近成型顶杆的凹轮和凸轮的侧视结构示意图。

图3是靠近放料盘的凹轮和凸轮的侧视结构示意图。

图4是导向轮的侧视结构示意图。

图中，1、机架；11、调节部；

2、导向轮；3、成型顶杆；

4、凹轮；41、凹槽；

5、凸轮；51、凸棱；

6、成型间隙；7、定位间隙；8、驱动件；9、放料盘；101、传感器一；102、传感器二；103、切刀。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-4所示，本涡卷弹簧的成型设备包括机架1，机架1上转动连接有五对用于支撑引导簧片的导向轮2，导向轮2沿水平方向依次排列，机架1上还设有用于控制簧片卷绕成型的成型顶杆3，三对导向轮2两两之间各设有一组竖向上下相对设置的凹轮4和凸轮5，凹轮4和凸轮5沿轴向均与导向轮2平行，凹轮4的外周面具有沿周向延伸环形的凹槽41，凸轮5的外周面具有沿周向延伸呈环形的凸棱51，凸棱51能插设在凹槽41内并与凹槽41的内侧壁之间形成供簧片通过的成型间隙6。机架1用于为各部件提供支撑，机架1上转动连接沿水平方向布置的五对导向轮2，导向轮2能够为通过的簧片提供支撑，使簧片运动顺畅稳定，设置成型顶杆3使簧片输出后最终与其顶靠并变形弯曲，同时成型顶杆3外移并调整角度可实现簧片不断卷绕最终成型涡卷弹簧。通过在导向轮2之间设置对置相切的凹轮4和凸轮5，在凹轮4的外周面设置环形的凹槽41，在凸轮5的外周面设置环形的凸棱51，这样在生产时可使簧片通过凹轮4和凸轮5之间，根据凹槽41和凸棱51对簧片厚度方向的挤压程度不同使簧片通过后会在宽度方向的两侧边能形成不同程度的弯折，弯折程度越大则部分成型后对涡卷弹簧上段的扭矩影响也越大，可形成除曲率半径外的另一扭矩影响因素，最终在与成型顶杆3顶靠弯曲成型后，可实现涡卷弹簧不同位置的扭矩为曲率半径与原翘起弯折程度综合作用的结果，实现不同部位的可调效果，从而实现可调扭力涡卷弹簧的生产。进一步来讲，靠近成型顶杆3一侧的凹轮4上的凹槽41的深度大于另一凹轮4上的凹槽41。簧片材质弹性较强，单次辊压不易形成稳定理想的翘起，通过设置靠近成型顶杆3一侧的凹轮4上的凹槽41深度大于另一凹轮4上的凹槽一41，这样簧片可预先进入第一组凹轮4和凸轮5之间进行初步加工成型，使簧片宽度的两侧边形成部分翘起，从而在之后进入凹轮4和凸轮5之间深度更大的成型间隙6内，此时进行成型加工时翘起部分可与凸棱51及凹槽41形成限位，使运动更稳定顺畅，此外还能保证进一步加工有更稳定的成型效果。凸轮5通过伺服电机(未示出)驱动。通过设置伺服电机来作为驱动源，伺服电机转动精确可靠，这样利于进一步实现簧片成型的精确控制。两凹轮4之间具有导向轮2。通过在两凹轮4之间设置导向轮2，这样可控制减小保证簧片在初步成型后的挠度，保证二次成型的顺畅。凹轮4和凸轮5的接合处沿水平方向与成型顶杆3的位置正对，最接近成型顶杆3的凹轮4与成型顶杆3之间具有若干对导向轮2。簧片经过凹轮4和凸轮5成型后由于宽度方向均在翘起，通过设置凹轮4和凸轮5的接合处沿水平方向与成型顶杆3的位置正对，这样保证簧片在与成型顶杆3接触前产生不会额外的弯折，通过进一步设置若干导向轮2对簧片进行支撑，可进一步减小簧片的挠度对成型效果的影响。进一步来讲，位于两凹轮4之间以及凹轮4与成型顶杆3之间的三对导向轮2之间均形成与成型间隙6形状一致的定位间隙7。这样经过成型间隙6加工后具有一定翘边的簧片能与定位轮2之间的定位间隙7形成更好的定位和适配关系，使簧片的输送方向更精确稳定，保证更好的成型效果。

如图1所示，机架1包括两个可滑动的调节部11，两凹轮4分别转动连接于两调节部11上，机架1上设有能通过控制调节部11滑动使凹轮4与凸轮5之间的成型间隙6变大或变小的驱动件8。通过在机架1上设置调节部11，使凹轮4转动连接于对应调节部11上，再在机架1上设置控制凹轮4和凸轮5靠近或远离的驱动件8，这样在生产过程中操作人员可通过驱动件8操作调节部11滑动实现凹轮4与凸轮5之间成型间隙6的大小，从而调控当前簧片的弯折程度，从而便于实现涡卷弹簧不同分段扭矩的调节。进一步来讲，驱动件8为竖向设置的调节螺栓，调节螺栓与机架1相螺接，调节螺栓的下端与调节部11转动连接且轴向限位。通过设置驱动件8为调节螺栓，使调节螺栓与机架1相螺接，而调节螺栓的端部与调节部11转动连接且轴向限位，这样在转动调节螺栓时可带动调节部11相对机架1运动，进而调整配合间距。

如图1所示，本涡卷弹簧的成型设备还包括用于存储簧片原料的放料盘9，放料盘9转动配合于机架1上。通过设置放料盘9转动配合于机架1上，这样转料盘通过自行转动可实现簧片的放出，节约空间，且簧片用尽后直接跟换放料盘9即可，效率更高。机架1上固设有用于检测簧片移动长度的传感器一101和传感器二102，传感器一101位于放料盘9和最接近放料盘9的凹轮4之间，传感器二102位于最接近成型顶杆3的凹轮4和成型顶杆3之间。通过在机架1上设置用于检测簧片移动长度的传感器一101和传感器二102，将传感器一101设于放料盘9和凹轮4之间，传感器二102设于凹轮4和成型顶杆3之间，这样在放料处和成型前分别进行运动长度发检测，利于对不同长度位置的扭力精确控制。机架1上设有用于切断簧片的切刀103，切刀103位于凹轮4和成型顶杆3之间。通过在机架1上的凹轮4和成型顶杆3之间设置切刀103，切刀103可在涡卷弹簧卷绕成型后进行冲裁，保证后续生产有序进行。

本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。