專利名稱：發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)條彈簧的自動加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
發(fā)條彈簧又名渦卷彈簧或盤式彈簧，是將材料繞制成平面螺旋形的一種彈簧，彈簧一端固定，另一端作用扭矩后彈簧受彎曲力矩，產(chǎn)生彎曲彈性變形，作用的扭矩消失后，彈簧自動回復到原有形狀，因具有不易疲勞的特點，被應(yīng)用于鐘表、機動玩具、卷尺、收納線
合坐現(xiàn)有的發(fā)條彈簧的加工工序主要包括定長切斷、端部高頻退火、卷曲成形等，具體過程是:將熱處理后的鋼帶開卷、切斷成所需長度的直條定長鋼帶，再由人工搬運成捆的直條定長鋼帶，運至高頻退火設(shè)備處，手持整把鋼帶端部，人工操作進行退火處理，最后將退火后的直條鋼帶搬運至放料平臺上，然后一根根的由手工操作，將內(nèi)端掛在卷曲軸上，開啟卷曲電機，將直條鋼帶卷成發(fā)條。該工藝及其分立式設(shè)備存在自動化程度低、人員配置多、產(chǎn)品周轉(zhuǎn)效率低、設(shè)備及過程產(chǎn)品占地面積大、產(chǎn)品質(zhì)量波動大等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，該設(shè)備能自動完成鋼帶的卷曲、拋光、退火及發(fā)條成形，達到自動化、高質(zhì)量生產(chǎn)的目的。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備包括依次設(shè)置的儲料裝置、卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置和成形裝置，還包括控制系統(tǒng)，其中 卷曲裝置包括頂輪和卷曲模，頂輪在卷曲模上方，頂輪固定在伸縮機構(gòu)的一端，伸縮機構(gòu)由控制系統(tǒng)控制，卷曲模內(nèi)設(shè)置卷曲塊，鋼帶依次繞過頂輪、卷曲塊，伸縮機構(gòu)帶動頂輪左右移動，改變鋼帶繞過卷曲塊處的彎折角度，彎折角度最大時，因鋼帶所受應(yīng)力大于屈服強度而產(chǎn)生塑性變形，產(chǎn)生卷曲；成形裝置包括左鉗口和右鉗口，兩者為左右對開的半圓環(huán)形，右鉗口固定在氣缸上，氣缸由控制系統(tǒng)控制，氣缸帶動右鉗口左右移動，使兩個鉗口閉合或分開，閉合時兩者中間形成圓形內(nèi)腔，并在兩者的一條接縫處留有進料通道，鋼帶通過進料通道進入圓形內(nèi)腔，鋼帶受內(nèi)腔的約束作用而成形為盤狀發(fā)條，成盤之后，右鉗口移動與左鉗口分開；控制系統(tǒng)控制傳動定長裝置牽引鋼帶，被牽引的鋼帶從儲料裝置中拉出，依次經(jīng)過卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置，卷曲、拋光和退火過程由控制系統(tǒng)控制，之后鋼帶穿過沖斷裝置進入成形裝置成形為發(fā)條，控制系統(tǒng)控制成形過程，成形后控制系統(tǒng)啟動沖斷裝置截斷鋼帶，發(fā)條脫離鋼帶。發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備還包括緩沖裝置，緩沖裝置設(shè)置在儲料裝置和卷曲裝置之間，緩沖裝置包括上下相錯分布的定滑輪，鋼帶依次繞過定滑輪。所述傳動定長裝置為伺服電機帶動的兩個嚙合的滾軸，鋼帶夾持在兩個滾軸之間，滾軸轉(zhuǎn)動帶動鋼帶移動，伺服電機由控制系統(tǒng)控制。
所述拋光裝置包括設(shè)置在升降臺上的拋光輪，升降臺降低后拋光輪接觸鋼帶，拋光輪由電機帶動，升降臺、電機均由控制系統(tǒng)控制。所述退火裝置包括兩個固定電極和升降臺，鋼帶鋪設(shè)在升降臺上，升降臺上升可使電極接觸鋼帶，升降臺由控制系統(tǒng)控制。所述卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置、成形裝置固定在臺架上。所述控制系統(tǒng)包括人機界面、可編程控制器、電磁開關(guān)及必要的連接線路，通過人機界面設(shè)定指令程序，可編程控制器根據(jù)指令控制電磁開關(guān)，電磁開關(guān)控制卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置和成形裝置的工作狀態(tài)。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:1、生產(chǎn)發(fā)條彈簧的自動化程度高，通過控制系統(tǒng)可設(shè)置卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置等的工作狀態(tài)，控制系統(tǒng)內(nèi)的可編程控制器可實現(xiàn)生產(chǎn)程序、產(chǎn)品參數(shù)等的預(yù)先設(shè)定，并通過電磁開關(guān)控制升降臺的運動，這些都大大節(jié)省了人力，提高了工作效率；2、產(chǎn)品一致性高，由于避免了人為因素的干擾，產(chǎn)品生產(chǎn)均由設(shè)備自動完成，生產(chǎn)的每個發(fā)條彈簧的長度、圈數(shù)一致，并且依靠程序設(shè)定、自動運行，產(chǎn)品的精度高，質(zhì)量穩(wěn)定；3、節(jié)省工作空間，由于將生產(chǎn)發(fā)條彈簧的設(shè)備集成到一起，節(jié)省了工作空間。


圖1是發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是生產(chǎn)出的發(fā)條彈簧的主視圖和側(cè)視圖。圖3是卷曲 裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是進行卷曲處理時卷曲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是進行拋光處理時拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是退火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是進行退火處理時退火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是圖9中右鉗口與左鉗口分離后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備的控制關(guān)系示意圖。圖12是發(fā)條彈簧的加工過程示意圖。圖中:1、儲料裝置，2、緩沖裝置，3、卷曲裝置，4、拋光裝置，5、退火裝置，6、傳動定長裝置，7、沖斷裝置，8、成形裝置，9、人機界面；10、鋼帶，11、發(fā)條卷曲段，12、發(fā)條直線段；31、頂輪，32卷曲模，33、卷曲塊，34、伸縮機構(gòu)；41、拋光輪，42升降臺；51、電極，52、升降臺；81、左鉗口，82、右鉗口，83、進料通道，84、氣缸。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖、實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1所示的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，包括依次設(shè)置的儲料裝置1、緩沖裝置2、卷曲裝置3、拋光裝置4、退火裝置5、傳動定長裝置6、沖斷裝置7、成形裝置8及控制系統(tǒng)的人機界面9，生產(chǎn)的發(fā)條彈簧如圖2所示，發(fā)條彈簧卷曲段11渦卷成圓環(huán)形，兩端部均為發(fā)條直線段12，發(fā)條直線段12用于將固定發(fā)條彈簧或連接其它部件，為大幅減小電極加熱退火時的接觸電阻，發(fā)條直線段12必須通過拋光裝置4將其表面的氧化層清理掉。儲料裝置I用于存放大盤的鋼帶10原材料，緩沖裝置2包括上下相錯分布的定滑輪，鋼帶依次繞過定滑輪，起到鋼帶進入其它裝置前的緩沖作用。卷曲裝置3的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，卷曲裝置3包括頂輪31和卷曲模32，頂輪31在卷曲模32上方，頂輪31固定在伸縮機構(gòu)34的一端，伸縮機構(gòu)34可以為氣缸等具有伸縮功能的部件，并通過控制系統(tǒng)的電磁開關(guān)控制其伸縮。在伸縮機構(gòu)34的帶動下，頂輪31可在卷曲模32上方左右水平移動，卷曲模32內(nèi)設(shè)置卷曲塊33，鋼帶10依次繞過頂輪31、卷曲塊33。不 需要卷曲鋼帶時，控制系統(tǒng)給電磁開關(guān)信號將伸縮機構(gòu)34縮回，頂輪31縮回至最左端，此時鋼帶10在卷曲塊33處的彎折角度小，鋼帶所受的應(yīng)力小于鋼帶的屈服強度，鋼帶不產(chǎn)生塑性變形；需要卷曲鋼帶時，控制系統(tǒng)給電磁開關(guān)信號將伸縮機構(gòu)34伸出，頂輪31伸出至最右端，鋼帶在卷曲塊33處的彎折角度最大，此時所受的應(yīng)力大于其屈服強度,鋼帶10產(chǎn)生塑性變形，成卷曲形。卷曲后的鋼帶傳動到之后的拋光等裝置時，雖然也會受到應(yīng)力作用，但應(yīng)力小于其屈服強度，因此，卷曲后的鋼帶不會再被拉直。拋光裝置4的結(jié)構(gòu)如圖5、圖6所示，拋光裝置4包括設(shè)置在升降臺42上的拋光輪41，升降臺42由氣缸驅(qū)動，控制系統(tǒng)通過電磁開關(guān)控制升降臺42升降，拋光輪41由電機帶動旋轉(zhuǎn)，控制系統(tǒng)控制電機的開啟或停止。當需要拋光直線段時，控制系統(tǒng)控制氣缸使升降臺42下降，拋光輪41接觸鋼帶的直線段進行拋光，不需要拋光時，拋光輪41隨升降臺42升聞與鋼帶分尚。退火裝置5的結(jié)構(gòu)如圖7、圖8所示，退火裝置5包括兩個固定的電極51和升降臺52，鋼帶10鋪設(shè)在升降臺52上，升降臺52由氣缸驅(qū)動，并由控制系統(tǒng)控制，需要退火時，升降臺52上升使電極51接觸鋼帶，加熱、退火；退火完成后升降臺52下降，電極51與鋼帶10分離。傳動定長裝置6為伺服電機帶動的兩個嚙合的滾軸，鋼帶夾持在兩個滾軸之間，滾軸轉(zhuǎn)動帶動鋼帶移動，實現(xiàn)傳動的功能，控制系統(tǒng)控制伺服電機的啟動或停止，并可控制伺服電機的轉(zhuǎn)動角度，以此來控制兩滾軸間的鋼帶的移動長度，以實現(xiàn)定長的功能。沖斷裝置7將鋼帶10沖斷，使成形后的發(fā)條彈簧與鋼帶脫離。其為常用裝置，不再詳細敘述。成形裝置8的結(jié)構(gòu)如圖9、圖10所示，包括左鉗口 81和右鉗口 82，兩者為左右對開的半圓環(huán)形，右鉗口 82固定在氣缸84上，氣缸84由控制系統(tǒng)控制，右鉗口 82在氣缸84的帶動下可左右移動使兩個鉗口閉合或分開，閉合時兩者中間形成圓形內(nèi)腔，內(nèi)腔底部、兩個鉗口之間的接縫處留有一條進料通道83，鋼帶可通過進料通道83進入內(nèi)腔。成形時，傳動定長裝置6將直線段、卷曲段通過進料通道83送入內(nèi)腔后，鋼帶受內(nèi)腔的約束作用而自動卷制，成形為盤狀，當卷曲段包住直線段后，右鉗口 82向右移動，傳動定長裝置6繼續(xù)傳送經(jīng)卷曲后的鋼帶，由于之前經(jīng)過卷曲裝置的卷曲處理，卷曲后的鋼帶憑借自身的形變回復力自動卷制成形為發(fā)條，持續(xù)送料，達到要求的圈數(shù)后，由沖斷裝置7截斷，發(fā)條因自重自行落料。
控制系統(tǒng)包括人機界面9、可編程控制器、電磁開關(guān)及必要的連接線路，通過人機界面設(shè)定指令程序，可編程控制器將指令發(fā)送至電磁開關(guān)，控制傳動定長裝置6的伺服電機的啟動或停止，使之傳動鋼帶或保持靜止，還可控制伺服電機的轉(zhuǎn)動角度，以控制傳動鋼帶的送料長度，控制卷曲裝置3的伸縮機構(gòu)34的伸縮，將鋼帶卷曲或保持直線段，控制拋光裝置4、退火裝置5的升降臺的升降、成形裝置8的氣缸移動、沖斷裝置7的動作等，控制關(guān)系如圖11所示。成形裝置的電磁開關(guān)或氣缸內(nèi)還可以設(shè)置監(jiān)測器件，以監(jiān)測氣缸是否移動到位，并將監(jiān)測信號發(fā)送至可編程控制器。利用該設(shè)備生產(chǎn)卷曲段長度為5800mm、內(nèi)外兩直線段均為85mm的發(fā)條彈簧的工作過程:
由于初始狀態(tài)設(shè)備內(nèi)中無鋼帶，因此開始工作前，先將鋼帶依次穿引通過各個裝置直至傳動定長裝置6，以便啟動設(shè)備后傳動定長裝置6能自動傳送鋼帶。

啟動設(shè)備，傳動定長裝置6將A段鋼帶從儲料裝置1、緩沖裝置2中牽引出，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使卷曲裝置3的頂輪31向右移動，對鋼帶卷曲，控制系統(tǒng)給傳動定長裝置6發(fā)送指令牽引5800mm,將A段鋼帶卷曲成的卷曲段長度為5800mm(由于在進行卷曲處理時,整個加工設(shè)備還同時進行拋光或退火處理等其它工序，因此卷曲長度5800mm不是一次性牽引完成的)，再發(fā)出指令使頂輪31向左移動，傳動定長裝置6再牽引鋼帶180_，即這180_為前后兩個發(fā)條的直線段連接后的長度及工藝長度，不進行卷曲。控制系統(tǒng)給傳動定長裝置6的伺服電機指令牽引一定長度的鋼帶，A段鋼帶進入拋光裝置4，對A段鋼帶進行拋光處理。此處傳動定長裝置6牽引鋼帶的長度根據(jù)拋光裝置4與卷曲裝置3之間的距離而定。 拋光處理完成后，控制系統(tǒng)給傳動定長裝置6的伺服電機指令牽弓I 一定長度，A段鋼帶進入退火裝置5進行退火。此處傳動定長裝置6牽引鋼帶的長度根據(jù)退火裝置5與拋光裝置4之間的距離而定。拋光處理完成后，控制系統(tǒng)給傳動定長裝置6的伺服電機指令牽引一定長度，A段鋼帶穿過傳動定長裝置6、沖斷裝置7后，直線段、卷曲段通過進料通道83進入成形裝置8，同時右鉗口 82和固定的左鉗口 81閉合，進入內(nèi)腔后鋼帶自動卷制，當卷曲段包住直線段后，控制系統(tǒng)發(fā)送指令控制氣缸84使右鉗口 82與左鉗口分離，傳動定長裝置6繼續(xù)傳送經(jīng)卷曲后的鋼帶，卷曲成形后的發(fā)條憑借自身的形變回復力自動卷制。達到要求的圈數(shù)后，由沖斷裝置7在180_直線段的中間截斷，成形后的A段發(fā)條因自重自行落料。之后重復以上循環(huán)動作。由于各個裝置是依次設(shè)置，因此各個裝置的動作可以同時進行，例如退火裝置對A段退火時，卷曲裝置正對C段鋼帶進行卷曲；A段鋼帶在成形裝置內(nèi)的同時，B段鋼帶、C段鋼帶等正在其它裝置內(nèi)進行加工，工作過程如圖12所示。由于傳動定長裝置牽引、傳送鋼帶的長度與裝置間的距離有關(guān)，因此各裝置相對固定地設(shè)置在臺架上，以便控制系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)、程序。
權(quán)利要求
1.發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:包括依次設(shè)置的儲料裝置、卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置和成形裝置，還包括控制系統(tǒng)，其中: 卷曲裝置包括頂輪和卷曲模，頂輪在卷曲模上方，頂輪固定在伸縮機構(gòu)的一端，伸縮機構(gòu)由控制系統(tǒng)控制，卷曲模內(nèi)設(shè)置卷曲塊，鋼帶依次繞過頂輪、卷曲塊，伸縮機構(gòu)帶動頂輪左右移動，改變鋼帶繞過卷曲塊處的彎折角度，彎折角度最大時，因鋼帶所受應(yīng)力大于屈服強度而產(chǎn)生塑性變形，產(chǎn)生卷曲； 成形裝置包括左鉗口和右鉗口，兩者為左右對開的半圓環(huán)形，右鉗口固定在氣缸上，氣缸由控制系統(tǒng)控制，氣缸帶動右鉗口左右移動，使兩個鉗口閉合或分開，閉合時兩者中間形成圓形內(nèi)腔，并在兩者的一條接縫處留有進料通道，鋼帶通過進料通道進入圓形內(nèi)腔，鋼帶受內(nèi)腔的約束作用而成形為盤狀發(fā)條，成盤之后，右鉗口移動與左鉗口分開； 控制系統(tǒng)控制傳動定長裝置牽引鋼帶，被牽引的鋼帶從儲料裝置中拉出，依次經(jīng)過卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置，卷曲、拋光和退火過程由控制系統(tǒng)控制，之后鋼帶穿過沖斷裝置進入成形裝置成形為發(fā)條，控制系統(tǒng)控制成形過程，成形后控制系統(tǒng)啟動沖斷裝置截斷鋼帶，發(fā)條脫離鋼帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:還包括緩沖裝置，緩沖裝置設(shè)置在儲料裝置和卷曲裝置之間，緩沖裝置包括上下相錯分布的定滑輪，鋼帶依次繞過定滑輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:所述傳動定長裝置為伺服電機帶動的兩個嚙合的滾軸，鋼帶夾持在兩個滾軸之間，滾軸轉(zhuǎn)動帶動鋼帶移動，伺服電機由控制系統(tǒng)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:所述拋光裝置包括設(shè)置在升降臺上的拋光輪，升降臺降低后拋光輪接觸鋼帶，拋光輪由電機帶動，升降臺、電機均由控制系統(tǒng)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:所述退火裝置包括兩個固定電極和升降臺，鋼帶鋪設(shè)在升降臺上，升降臺上升可使電極接觸鋼帶，升降臺由控制系統(tǒng)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:所述卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置、成形裝置固定在臺架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括人機界面、可編程控制器、電磁開關(guān)及必要的連接線路，通過人機界面設(shè)定指令程序，可編程控制器根據(jù)指令控制電磁開關(guān)，電磁開關(guān)控制卷曲裝置、 拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置和成形裝置的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)條彈簧自動加工設(shè)備，包括依次設(shè)置的儲料裝置、卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置、傳動定長裝置、沖斷裝置和成形裝置，還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制傳動定長裝置牽引鋼帶，被牽引的鋼帶從儲料裝置中拉出，依次經(jīng)過卷曲裝置、拋光裝置、退火裝置，卷曲、拋光和退火過程由控制系統(tǒng)控制，之后鋼帶穿過沖斷裝置進入成形裝置成形為發(fā)條，控制系統(tǒng)控制成形過程，成形后控制系統(tǒng)啟動沖斷裝置截斷鋼帶，發(fā)條脫離鋼帶。使用該設(shè)備生產(chǎn)發(fā)條彈簧的自動化程度高，效率高，產(chǎn)品的精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)省工作空間。
文檔編號B23P15/00GK103212945SQ20131012652
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者華啟升, 王慶忠, 魏鋒勇, 翁云富 申請人:韻升控股集團有限公司, 寧波韻升彈性元件有限公司