一种扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置的制作方法

本发明涉及一种试验装置，尤其是一种可与数控车床配合完成扭簧抗疲劳试验的动力加载装置。

背景技术：

扭转弹簧（简称扭簧）是一种可提供弹性力的组件，一般采用弹簧钢制作，用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量，在汽车、机床、电器、航空飞行器等领域广泛应用。如附图1所示的一种组装在飞行器上的扭簧1，它设有固定臂1-1和扭转臂1-2，可通过在扭转臂1-2上加载动力，使其产生变形后为其它构件提供弹性驱动力。扭簧1是控制飞行器上机件锁紧和运动状态切换的重要构件，为了保证飞行器安全飞行，在有关技术要求中规定：扭簧1在装机前需进行抗疲劳试验，具体操作采用抽样试验方式，动力加载时扭簧1的最大扭转角为58°，加载次数为12000次，频率为30次/分，抽检样件不得装机使用。

现有技术中，扭簧1的抗疲劳试验大多通过自动数显式弹簧扭转试验机完成，虽然可通过对抽检样件的测试采集到所需数据，但因其一次只能完成一件扭簧样件的测试，而整个试验过程耗时约6.7小时，在扭簧1需求量较大的情况下，尤其是应用在航空飞行器上的扭簧样件抽取比例大（按照技术要求每6件扭簧1需抽检1件），采用扭转试验机进行扭簧抗疲劳试验，存在试验周期长、难以与整体生产节拍相匹配的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，旨在通过与数控车床的配合，一次性完成多件扭簧样件的测试，达到提高工作效率、满足整体生产节拍要求的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，其与数控车床配合完成扭簧抗疲劳试验过程中动力加载作业，它包括装夹机构、驱动轴和执行机构；所述装夹机构设有固簧盘、转轴、转板和定位销，所述固簧盘上沿周向配装若干个转轴，在每一个转轴上套装一个扭簧样件和转板，转板可绕转轴转动，所述定位销包括扭簧固定臂定位销和转板定位销，扭簧样件的固定臂卡装在扭簧固定臂定位销上，扭簧样件的扭转臂与转板装配；所述驱动轴两端分别与数控车床卡盘、装夹机构的固簧盘固定装配，数控车床主轴通过数控车床卡盘和驱动轴带动固簧盘旋转；所述执行机构设有固定座和拨杆，所述固定座与数控车床的刀库固套装配，所述拨杆安装在固定座中，拨杆一端从固定座中伸出。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，所述转板上设有承载臂，在所述承载臂上设置扭簧卡槽，所述扭簧样件的扭转臂卡装在转板的扭簧卡槽中。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，所述转板定位销包括转板初始位置定位销和旋转极限位置定位销；所述固簧盘每旋转一周，转板的承载臂在转板初始位置定位销和旋转极限位置定位销之间往复摆动一次，完成一次动力加载过程。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，所述装夹机构中还设置轴承，所述轴承安装在转轴和转板之间，位于转板上设置的轴承安装槽中。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，所述固定座为带有安装柄的圆盘，其安装柄伸入数控车床的刀库固套中，并通过顶丝使其与数控车床的刀库固套固定连接，在固定座圆盘中设有径向贯通的拨杆装配孔，所述拨杆配装在拨杆装配孔中。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，在所述执行机构中还设有拨杆伸缩控制组件，所述拨杆伸缩控制组件包括导套、弹簧、螺塞和拨杆限位销；所述固定座圆盘的拨杆装配孔下端设有外螺纹，并在拨杆装配孔设置外螺纹的部位配装螺塞，拨杆装配孔的上端配装导套，在拨杆装配孔中部侧壁上设置拨杆限位槽；所述拨杆下端穿过导套后在其外面套装弹簧，所述弹簧两端分别与导套、螺塞的内侧端面相抵触；所述拨杆限位销安装在拨杆中部的销孔中，其两端从销孔中穿出后进入拨杆装配孔的拨杆限位槽中。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，所述拨杆外侧端设有弧型面结构的拨舌。

上述扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，在所述转板定位销外面套装橡胶套。

本发明为一种扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，它利用数控车床的卡盘带动驱动轴和固簧盘旋转，还在固簧盘上通过转轴、扭簧固定臂定位销和转板配合装夹若干个扭簧样件，同时将执行机构中固定盘与数控车床的刀库固套装配，并在固定盘中配装拨杆，因此在固簧盘旋转过程中，可通过拨杆与转板承载臂配合对扭簧工件进行周期性动力加载。由于本发明可同时对多个扭簧样件进行动力加载，使得一次试验过程可完成多个扭簧样件的测试，从而解决了扭簧样件抗疲劳试验周期长、难以与整体生产节拍相匹配的问题，达到了提高工作效率、降低生产成本的目的。

附图说明

图1是扭簧样件结构示意图；

图2是本发明结构示意图；

图3是图2中ⅰ处结构放大图；

图4是图2中a-a剖面结构示意图；

图5是转板结构示意图；

图6是图5的侧视图；

图7是拨杆结构示意图；

图8是固定盘示意图；

图9是图8中b-b剖面结构示意图；

图10是本发明工作原理示意图。

图中各标号清单为：

1、扭簧，1-1、固定臂，1-2、扭转臂；

2、固簧盘；

3、扭转臂定位销；

4、转板，4-1、承载臂，4-2、扭簧卡槽，4-3、轴承安装槽；

5、轴承；

6、转轴；

7、转板定位销，7-1、转板初始位置定位销，7-2、转板极限位置定位销；

8、橡胶套；

9、拨杆，9-1、拨舌，9-2、销孔；

10、导套；

11、固定座，11-1、拨杆装配孔，11-2、拨杆限位槽，11-3、外螺纹；

12、弹簧；

13、螺塞；

14、拨杆限位销；

15、驱动轴；

16、数控车床卡盘；

17、数控车床刀库固套。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

参看图2、图3、图4，本发明所述的扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，包括装夹机构、驱动轴15和执行机构；所述装夹机构设有固簧盘2、转轴6、转板4和定位销，所述固簧盘2上沿周向配装六个转轴6，在每一个转轴6上套装一个扭簧样件和转板4，转板4可绕转轴6转动，所述定位销包括扭簧固定臂定位销3和转板定位销7，扭簧样件的固定臂1-1卡装在扭簧固定臂定位销3上，扭簧样件的扭转臂1-2与转板4装配；所述驱动轴15两端分别与数控车床卡盘16、装夹机构的固簧盘2固定装配，数控车床主轴通过数控车床卡盘16和驱动轴15带动固簧盘2旋转；所述执行机构设有固定座11和拨杆9，所述固定座11与数控车床的刀库固套17固定装配，所述拨杆9安装在固定座11中，拨杆9一端从固定座中伸出，固簧盘2旋转过程中，通过拨杆9伸出端与转板4配合对扭簧1样件进行周期性动力加载。

参看图4、图5、图6，本发明所述的扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，在其转板4上设有承载臂4-1和轴承安装槽4-3，在所述轴承安装槽4-3中配装轴承5，在所述承载臂4-1上设置扭簧卡槽4-2，扭簧样件的扭转臂1-2卡装在转板4的扭簧卡槽4-2中；所述转板定位销7包括转板初始位置定位销7-1和旋转极限位置定位销7-2，在转板定位销7外面套装橡胶套8；所述固簧盘2每旋转一周，在拨杆9驱动下，转板4的承载臂4-1在转板初始位置定位销7-1和旋转极限位置定位销7-2之间往复摆动一次，完成一次动力加载过程。

参看图4、图7，本发明所述的扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，其执行机构中拨杆9中部设有销孔9-2中，在拨杆9外侧端设有弧型面结构的拨舌9-1。

参看图4、图8、图9，本发明所述的扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，其执行机构中固定座11为带有安装柄的圆盘，固定座11的安装柄伸入数控车床的刀库固套17中，并通过顶丝使其与数控车床的刀库固套17固定连接，在固定座圆盘中设有径向贯通的拨杆装配孔11-1，所述拨杆9配装在拨杆装配孔11-1中。

参看图2、图4，本发明所述的扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，在其执行机构中还设有拨杆伸缩控制组件，所述拨杆伸缩控制组件包括导套10、弹簧12、螺塞13和拨杆限位销14；所述固定座圆盘的拨杆装配孔11-1下端设有外螺纹11-3，并在拨杆装配孔设置外螺纹的部位配装螺塞13，拨杆装配孔11-1的上端配装导套10，在拨杆装配孔11-1中部侧壁上设置拨杆限位槽11-2；所述拨杆9下端穿过导套10后在其外面套装弹簧12，所述弹簧12两端分别与导套10、螺塞13的内侧端面相抵触；所述拨杆限位销14安装在拨杆9中部的销孔9-2中，其两端从销孔9-2中穿出后进入拨杆装配孔11-1的拨杆限位槽11-2中。

参看2、图4、图10，本发明所述的扭簧样件抗疲劳试验动力加载装置，它与数控车床配合完成扭簧抗疲劳试验过程中的动力加载作业，在进行扭簧样件抗疲劳试验过程中，数控车床卡盘16带动驱动轴15和固簧盘2旋转，当转板4的承载臂4-1与拨杆9伸出端的拨舌9-1接触后，随着固簧盘2的旋转，拨杆9推动转板4绕转轴6转动，转板4的承载臂4-1由转板初始位置定位销7-1处旋转至极限位置定位销7-2处，并由极限位置定位销7-2阻止其继续旋转，此时安装在转板4扭簧卡槽4-2中的扭簧样件的扭转角为58º；固簧盘2继续旋转，转板4的承载臂4-1对拨杆9施加压力，推动拨杆9沿导套10轴线方向缩回，并通过拨杆限位销14压缩弹簧12，当转板4的承载臂4-1转过与拨杆9接触位置后，转板4在扭簧样件弹力作用下绕转轴6转动复位，由转板初始位置定位销7-1限定其位置，与此同时在弹簧12弹力作用下拨杆9伸出复位，进入下一个扭簧样件的动力加载过程。