一种恒力弹簧制造装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种恒力弹簧制造装置及制造方法，属于精密弹簧制造技术领域，制造装置包括机架及其上的开卷机构

【技术实现步骤摘要】
一种恒力弹簧制造装置及制造方法


[0001]本专利技术属于精密弹簧制造
，尤其涉及一种恒力弹簧制造装置及制造方法
。

技术介绍

[0002]恒力弹簧是一种以薄板带材卷曲而成的螺旋圆截面柱状新型弹簧，是一种重要的工业通用基础零件
。
由于恒力弹簧各位置在不受约束情况下，自然曲率一致性较高，可基本保持恒定的工作输出载荷
。
具有体积小
、
储能密度高
、
载荷稳定
、
摩擦损耗小等一系列优点
。
在仪器仪表
、
航空航天
、
机械
、
电子
、
运输机械等各领域精密控制的场合被广泛应用，如平衡机构
、
电机刷握
、
倒换器
、
月球重力模拟
、
关闭拔牙间隙
、
玩具汽车驱动等
。
[0003]传统工艺中，恒力弹簧主要以带材为原材料，经导向滚轮弯曲成形，成形设备多采用数控绕簧机，冷成形后制件存在较高的残余应力，通常无法直接应用，需进一步通过稳定化热处理提高稳定性，满足服役性能需求
。
然而，恒力弹簧在力学性能上的优势，从本质上依靠其各位置自然曲率一致性得以体现
。
在冷成形阶段等自然曲率的特征易于保证，但在热处理时，受制件本身几何形状约束（恒力弹簧卷层逐层包覆），最终表现出内层自然曲率小于外层的偏差；同时，热处理过程中的热应力和相变应力也会使恒力弹簧发生形状和尺寸的变化，影响恒力弹簧的形状精度和力学输出精度
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种恒力弹簧制造装置及制造方法，旨在解决采用上述现有技术中进行热处理过程中，造成恒力弹簧的内层自然曲率小于外层的偏差，发生形状及尺寸变化的技术问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种恒力弹簧制造装置，包括机架及设置于机架上的开卷机构
、
左反弯辊组
、
成形辊组
、
右反弯辊组和收卷机构，所述成形辊组设置于机架的中部，所述左反弯辊组和右反弯辊组分别设置于成形辊组的两侧；左右两侧的支架顶部分别设有开卷机构和收卷机构，左侧支架上自上至下设有前置导向辊组，所述前置导向辊组设置于左反弯辊组的左侧上方；右侧支架上自上至下设有后置导向辊组，所述后置导向辊组设置于右反弯辊组的右侧上方
。
其中，成形辊组及设于其两侧的左
、
右反弯辊组为装置的核心成形部件；整体采用立式入料及收料结构；通过前置导向辊组和后置导向辊组来为保证带料的运行方向
。
[0006]优选的，所述前置导向辊组包括多组上下交叉布置的水平导向夹辊和竖直导向夹辊，所述水平导向夹辊包括两个水平并列布置的水平导向辊，带料能够穿过相邻两个水平导向辊的间隙；所述竖直导向夹辊包括两个水平布置的竖直导向辊，两个竖直导向辊对称设置于带料两侧；多组竖直导向夹辊通过横向移动机构调整竖直导向辊之间的间距，使之与带料的宽度相匹配；所述后置导向辊组与前置导向辊组的结构相同
。
[0007]优选的，所述左反弯辊组和右反弯辊组均能够沿着机架底板上的轨道左右移动；
所述左反弯辊组包括前后布置
、
且上下交错的左反弯压辊和左反弯辊，所述带料能够穿过左反弯压辊与左反弯辊间的间隙，所述左反弯辊的两端固定于两侧固定板上，所述左反弯压辊的两端通过第三滑块与两侧固定板上的导轨滑槽滑动配合，所述左反弯压辊的端部能够沿着两端滑槽侧壁上的导轨上下滑动，所述固定板上的滑槽底部设有能够容纳第三滑块的沉槽，第三滑块能够压入沉槽内，可使左反弯压辊和左反弯辊有较小的横向相对间距和较大的交错压下量；所述右反弯辊组与左反弯辊组的结构相同，且相对成形辊组呈对称设置
。
[0008]优选的，所述成形辊组包括上压辊
、
芯轴
、
左支撑辊和右支撑辊，所述上压辊
、
左支撑辊和右支撑辊的两端均设置于两侧支撑架上，所述上压辊设置于芯轴的上方，所述上压辊
、
左支撑辊和右支撑辊均由行星轮机构驱动，实现同步旋转；所述上压辊由升降机构驱动向下挤压芯轴，通过芯轴向下压带料，使带料与左支撑辊和右支撑辊紧密贴合
。
[0009]优选的，所述开卷机构采用悬臂结构，包括电机
、
减速机和用于缠绕带料的卷筒，所述电机通过减速机驱动卷筒旋转，所述卷筒包括卷轴及其外侧的多组弧形板，所述卷轴四周径向设置若干个连杆机构，所述连杆机构与弧形板相连，通过连杆机构驱动卷筒外径涨缩，适应不同的来料带卷内径；所述收卷机构的结构与开卷机构的结构相同；所述电机为伺服电机
。
[0010]本专利技术还提供一种恒力弹簧制造方法，采用上述恒力弹簧制造装置制作恒力弹簧，包括以下步骤：备料：将
0.05
～
0.25mm
厚度的带料以带卷形式固定于开卷机构的卷筒上；引带：带料从左侧开卷机构的卷筒上放出，依次通过前置导向辊组
、
左反弯辊组
、
成形辊组
、
右反弯辊组和后置导向辊组，带料末端固定于收卷机构的卷筒上；合辊：调整带料在成形辊组上的位置，成形辊组压紧带料，完成合辊；成形：驱动成形辊组旋转，带料紧贴左支撑辊
、
芯轴和右支撑辊，在成形辊组压力作用及摩擦力带动下，实现带料连续正向弯曲成形；反弯矫正：带料在成形辊组推力及收卷机构的牵引作用下，带料通过右反弯辊组释放其在正向弯曲过程中形成的残余应力；反弯后的带料呈带卷形式收集于收卷机构的卷筒上；出件：驱动收卷机构反向旋转，带料在自身弹性作用下形成制件；后续处理：经接口处理
、
清洗
、
立定处理等得到恒力弹簧制品
。
[0011]优选的，所述开卷机构对带料施加的后张力为0～
200N
，所述成形辊组与收卷机构的线速率一致，为0～
3m/min
；所述成形辊组向带料施加的压力为0～
300N。
[0012]优选的，所述成形步骤中分为无间隙成形和有间隙成形两种形式，无间隙成形时合辊方式为上压辊下行，压紧芯轴与带料，芯轴与带料
、
带料与左右两侧的左支撑辊及右支撑辊紧密贴合
,
带料呈弧形包覆于芯轴；有间隙成形时合辊方式为上压辊带动芯轴下移，使芯轴与左支撑辊及右支撑辊保持预定间隙
。
[0013]优选的，所述带料在反弯矫正后，通过成形辊组
、
开卷机构和收卷机构的卷筒多次反向运转，右反弯辊组与左反弯辊组交替作用，多次往复辊弯成形；往复辊弯成形3～5次
。
[0014]优选的，通过改变带料相对芯轴的入料方向，能够调整成形制件的螺旋角；所述螺旋角为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种恒力弹簧制造装置，其特征在于：包括机架及设置于机架上的开卷机构
、
左反弯辊组
、
成形辊组
、
右反弯辊组和收卷机构，所述成形辊组设置于机架的中部，所述左反弯辊组和右反弯辊组分别设置于成形辊组的两侧；左右两侧的支架顶部分别设有开卷机构和收卷机构，左侧支架上自上至下设有前置导向辊组，所述前置导向辊组设置于左反弯辊组的左侧上方；右侧支架上自上至下设有后置导向辊组，所述后置导向辊组设置于右反弯辊组的右侧上方
。2.
根据权利要求1所述的恒力弹簧制造装置，其特征在于：所述前置导向辊组包括多组上下交叉布置的水平导向夹辊和竖直导向夹辊，所述水平导向夹辊包括两个水平并列布置的水平导向辊，带料能够穿过相邻两个水平导向辊的间隙；所述竖直导向夹辊包括两个水平布置的竖直导向辊，两个竖直导向辊对称设置于带料两侧；多组竖直导向夹辊通过横向移动机构调整竖直导向辊之间的间距，使之与带料的宽度相匹配；所述后置导向辊组与前置导向辊组的结构相同
。3.
根据权利要求2所述的恒力弹簧制造装置，其特征在于：所述左反弯辊组和右反弯辊组均能够沿着机架底板上的轨道左右移动；所述左反弯辊组包括前后布置
、
且上下交错的左反弯压辊和左反弯辊，所述带料能够穿过左反弯压辊与左反弯辊间的间隙，所述左反弯辊的两端固定于两侧固定板上，所述左反弯压辊的两端通过第三滑块与两侧固定板上的导轨滑槽滑动配合，所述左反弯压辊的端部能够沿着两端滑槽侧壁上的导轨上下滑动，所述固定板上的滑槽底部设有能够容纳第三滑块的沉槽，第三滑块能够压入沉槽内，可使左反弯压辊和左反弯辊有较小的横向相对间距和较大的交错压下量；所述右反弯辊组与左反弯辊组的结构相同，且相对成形辊组呈对称设置
。4.
根据权利要求3所述的恒力弹簧制造装置，其特征在于：所述成形辊组包括上压辊
、
芯轴
、
左支撑辊和右支撑辊，所述上压辊
、
左支撑辊和右支撑辊的两端均设置于两侧支撑架上，所述上压辊设置于芯轴的上方，所述上压辊
、
左支撑辊和右支撑辊均由行星轮机构驱动，实现同步旋转；所述上压辊由升降机构驱动向下挤压芯轴，通过芯轴向下压带料，使带料与左支撑辊和右支撑辊紧密贴合
。5.
根据权利要求2所述的恒力弹簧制造装置，其特征在于：所述开卷机构采用悬臂结构，包括电机
、
减速机和用于缠绕带料的卷筒，所述电机通过减速机驱动卷筒旋转，所述卷筒包括卷轴及其外侧的多组弧形板，所述卷轴四周径向设置若干个连杆机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占华，杨勇，张昭辉，张玉凤，赵雅坤，王景春，朱家希，张先萌，胡连海，米瑞浩，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：