应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构的制作方法

本发明涉及卫星零件加工技术领域，具体为一种应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构。

背景技术：

太阳翼是卫星的能量来源，完整的太阳翼机构中含有钛合金材质的高精度涡簧，涡簧是弹簧的一种，涡簧是指经过一次卷曲或者两次卷曲好的钢带装入固定盒内，再通过中间芯轴联接，将其卷紧至预定位置，在需要的时候放开预紧力后，利用卷紧的钢带回弹的力量来达到设计目的一种旋转型弹簧，又被称为发条。

中国专利公开号为cn104384270b公开了一种应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡卷弹簧缠绕成型结构，本发明通过设计合理的缠绕成型工装以及缠绕成型方法，保证整个成型过程中涡簧精度及零件表面光洁度；通过整个缠绕成型工装的使用，使得用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡卷弹簧达到理想的精度与成品率。

但是，该涡簧卷绕成型结构在使用中存在很大的不足之处，第一，该专利包括：涡簧缠绕和涡簧压紧；其中涡簧缠绕又包括缠绕定型模、定位块、压紧块、压盖；涡簧压紧又包括送条压紧块、垫块、上压板、下压板；缠绕定型模为一侧有半圆形凹陷的圆台，安装于加工车床的夹头上，圆台顶部中心突起芯轴，芯轴为中间开有通槽，芯轴整体依据阿基米德螺旋线成型，芯轴表面开有通孔用于固定制作涡簧的钛条和铜条；定位块为长方体结构，上边面开有放置压紧块的梯形凹槽，定位块为长方体结构安装于缠绕定型模一侧凹陷的圆台上；压紧块为梯形结构，尺寸小于定位块的梯形凹槽，压紧块的钝角顶角与定位块梯形凹槽的钝角相吻合；压紧块与定位块之间有一定的间隙用于保证钛条和铜条进入缠绕定型模；压盖压紧于缠绕定型模上，其侧边仅压盖限位，压盖是平面结构，导致在成型钛合金涡簧时，易产生侧偏，影响最后的回弹力量精度，因此亟需设计一种应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构，以解决上述背景技术中提出的无侧边定位机构，在成型钛合金涡簧时，易产生侧偏，影响最后的回弹力量精度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构，包括固定座、钛合金片条、气缸、伺服电机和高频加热机，所述固定座的前端外表面内嵌有高频加热机，所述固定座的前端外表面活动连接有卷绕机构，所述卷绕机构包括卷绕轴，所述卷绕轴的前端开设有定位槽，且钛合金片条的一端插设于定位槽内，所述卷绕轴的外表面活动安装有侧边定位组件，所述侧边定位组件包括外侧盘和内侧盘，所述固定座的前端外表面固定有顶边机构。

优选的，所述固定座的前端外表面固定有导向组件，所述导向组件包括固定套，所述固定套通过螺栓与固定座的前端外表面连接固定，所述固定套的内部转动连接有转辊，所述转辊的数量为两个，两个所述转辊呈对立分布，且钛合金片条穿过两个转辊之间。

优选的，所述卷绕轴背离定位槽的一端贯穿固定座的外表面，且卷绕轴通过轴承与固定座转动连接，所述卷绕轴背离定位槽的一端通过轴承转动连接有连接筒，所述连接筒背离卷绕轴的一端与气缸的输出端连接固定，所述卷绕轴背离定位槽的一端通过螺纹连接有第一限位套。

优选的，所述卷绕轴的外表面套接有从动齿轮，所述固定座的内部通过转轴转动连接有传动齿轮，且传动齿轮与从动齿轮啮合，所述伺服电机的输出端固定有主动齿轮，所述传动齿轮背离从动齿轮的一端与主动齿轮啮合。

优选的，所述卷绕轴的外表面远离第一限位套的一端套接有连接盘，所述连接盘的外表面套设有第二限位套。

优选的，所述内侧盘包括底座，所述卷绕轴贯穿底座的中心处与底座转动连接，所述底座的后端有环形凸起，所述连接盘与环形凸起内腔吻合，且第二限位套与环形凸起旋合固定，所述底座的和后端外表面固定有导杆，所述导杆与固定座伸缩连接。

优选的，所述底座的前端外表面呈涡形开设有凹槽，凹槽内转动连接有导辊，所述导辊的中心处呈圆柱状，圆柱两端呈圆台状，圆台靠外呈台阶状，所述底座的前端固定有顶盖，所述顶盖的外表面对应凹槽开设有通槽，通槽两侧边缘处向通槽内倾斜，倾斜角度与圆台表面角度相同，所述顶盖盖在导辊上，且导辊与顶盖转动连接。

优选的，所述外侧盘的内部结构与底座的内部结构相同，所述外侧盘的外表面固定有连接板，所述固定座的外表面固定有支撑杆，所述连接板的顶端呈“l”形，且连接板的顶端通过铰接轴与支撑杆转动连接，所述底座的顶端固定有连接桩，所述支撑杆贯穿连接桩表面，且连接桩与支撑杆滑动连接，所述连接桩的顶端通过铰接轴转动连接有连轴，所述连轴背离连接桩的一端通过铰接轴与连接板的顶端转动连接。

优选的，所述顶边机构包括转盘，所述转盘与固定座转动连接，所述转盘的后端安装有步进电机，所述转盘的外表面通过铰接轴转动连接有连杆，所述连杆背离转盘的一端通过铰接轴活动连接有顶杆，所述顶杆的外表面套设有滑套，所述滑套的两端皆通过螺栓与固定座连接固定，所述顶杆背离连杆的一端通过铰接轴活动连接有导轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构具有侧边定位机构，在成型钛合金涡簧时，保持钛合金片条不会侧偏，提升加工精度。

通过在卷绕轴的两端分别安装有外侧盘和内侧盘，在卷绕时，外侧盘和内侧盘能夹住钛合金片条的两侧，对钛合金片条的两侧进行定位，避免钛合金片条在卷绕成型时侧偏，且外侧盘通过连轴与连接桩联动，卷绕轴退回时，外侧盘能自动向上转动打开，不影响涡簧的退料，更适用于自动化生产。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部剖视示意图；

图3为图1中内侧盘的整体结构示意图；

图4为图3中底座、顶盖和导辊的侧视剖面结构示意图；

图5为图4中导辊的整体结构示意图；

图6为图1中固定座的局部示意图；

图7为图6中外侧盘的展开状态示意图；

图8为图6中外侧盘和连接筒的剖视图；

图9为图8中外侧盘展开状态剖视图；

图10为图8中连接盘和第二限位套的剖视图。

图中：1、固定座；2、卷绕机构；201、卷绕轴；202、定位槽；203、第一限位套；204、连接筒；205、从动齿轮；206、连接盘；207、第二限位套；3、侧边定位组件；301、外侧盘；302、连接板；303、内侧盘；3031、底座；3032、顶盖；3033、导辊；3034、导杆；3035、连接桩；4、顶边机构；401、转盘；402、连杆；403、滑套；404、顶杆；5、导向组件；501、固定套；502、转辊；6、钛合金片条；7、气缸；8、传动齿轮；9、伺服电机；10、主动齿轮；11、高频加热机；12、支撑杆；13、连轴。

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。

请参阅图1-图10，本发明提供的一种实施例：一种应用于卫星太阳翼的钛合金高精度涡簧卷绕成型结构，包括固定座1、钛合金片条6、气缸7、伺服电机9和高频加热机11，固定座1的前端外表面活动连接有卷绕机构2，卷绕机构2包括卷绕轴201，卷绕轴201的前端开设有定位槽202，且钛合金片条6的一端插设于定位槽202内，卷绕轴201的外表面活动安装有侧边定位组件3，侧边定位组件3包括外侧盘301和内侧盘303，外侧盘301和内侧盘303在卷绕机构2两端对钛合金片条6进行限位，固定座1的前端外表面固定有顶边机构4，且固定座1的前端外表面远离顶边机构4的一侧内嵌有高频加热机11，高频加热机11用于对钛合金片条6高频加热，此为现有技术，在此不做过多阐述，加热后钛合金片条6更好卷绕。

进一步的，如图1-2所示，固定座1的前端外表面固定有导向组件5，导向组件5包括固定套501，固定套501通过螺栓与固定座1的前端外表面连接固定，固定套501的内部转动连接有转辊502，转辊502的数量为两个，两个转辊502呈对立分布，且钛合金片条6穿过两个转辊502之间，保持钛合金片条6水平进入外侧盘301和内侧盘303之间。

进一步的，如图8所示，卷绕轴201背离定位槽202的一端贯穿固定座1的外表面，且卷绕轴201通过轴承与固定座1转动连接，卷绕轴201背离定位槽202的一端通过轴承转动连接有连接筒204，连接筒204背离卷绕轴201的一端与气缸7的输出端连接固定，卷绕轴201背离定位槽202的一端通过螺纹连接有第一限位套203，气缸7用于推拉卷绕轴201在固定座1内伸缩，卷绕轴201退回固定座1内，方便卷绕成型的涡簧脱离。

进一步的，如图6-9所示，卷绕轴201的外表面套接有从动齿轮205，固定座1的内部通过转轴转动连接有传动齿轮8，且传动齿轮8与从动齿轮205啮合，伺服电机9的输出端固定有主动齿轮10，传动齿轮8背离从动齿轮205的一端与主动齿轮10啮合，伺服电机9通过主动齿轮10驱动传动齿轮8转动，使传动齿轮8通过从动齿轮205驱动卷绕轴201转动，即可对钛合金片条6进行卷绕成型。

进一步的，如图6-10所示，卷绕轴201的外表面远离第一限位套203的一端套接有连接盘206，连接盘206的外表面套设有第二限位套207，内侧盘303包括底座3031，卷绕轴201贯穿底座3031的中心处与底座3031转动连接，底座3031的后端有环形凸起，连接盘206与环形凸起内腔吻合，且第二限位套207与环形凸起旋合固定，底座3031的和后端外表面固定有导杆3034，导杆3034与固定座1伸缩连接，对底座3031进行导向，卷绕轴201在固定座1上滑动时，能通过连接盘206带动底座3031同步滑动。

进一步的，如图3-5所示，底座3031的前端外表面呈涡形开设有凹槽，凹槽内转动连接有导辊3033，导辊3033的中心处呈圆柱状，圆柱两端呈圆台状，利于导向钛合金片条6居中，圆台靠外呈台阶状，底座3031的前端固定有顶盖3032，顶盖3032的外表面对应凹槽开设有通槽，通槽两侧边缘处向通槽内倾斜，倾斜角度与圆台表面角度相同，增强顶盖3032和导辊3033连接后的一体性，如图3所示，顶盖3032上有两道断开处，断开处向底座3031平滑过渡，两道断开处分别用于进入钛合金片条6和钛合金片条6进入涡道内，也就是通槽内，顶盖3032盖在导辊3033上，且导辊3033与顶盖3032转动连接。

进一步的，如图6-9所示，外侧盘301的内部结构与底座3031的内部结构相同，外侧盘301的外表面固定有连接板302，固定座1的外表面固定有支撑杆12，连接板302的顶端呈“l”形，且连接板302的顶端通过铰接轴与支撑杆12转动连接，底座3031的顶端固定有连接桩3035，支撑杆12贯穿连接桩3035表面，且连接桩3035与支撑杆12滑动连接，连接桩3035的顶端通过铰接轴转动连接有连轴13，连轴13背离连接桩3035的一端通过铰接轴与连接板302的顶端转动连接，卷绕轴201向固定座1内退回会带动底座3031同步退回，底座3031通过连接桩3035带动连轴13退回，连轴13能拉动连接板302，使连接板302在支撑杆12上旋转，从而带动外侧盘301向上掀起，利于涡簧脱离，自动展开设计更利于自动化生产。

进一步的，如图1-2所示，顶边机构4包括转盘401，转盘401与固定座1转动连接，转盘401的后端安装有步进电机，转盘401的外表面通过铰接轴转动连接有连杆402，连杆402背离转盘401的一端通过铰接轴活动连接有顶杆404，顶杆404的外表面套设有滑套403，滑套403的两端皆通过螺栓与固定座1连接固定，顶杆404背离连杆402的一端通过铰接轴活动连接有导轮，步进电机用于驱动转盘401转动，使转盘401通过连杆402带动顶杆404在滑套403内匀速滑动，带动导轮运动，导轮匀速向外移动，跟着卷绕圈数扩大，起到了卷绕导向的作用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。