CN102256721A - 制造弹簧的方法和设备 - Google Patents

Abstract

制造可变节距弹簧(9)的方法，其中，借助弯曲指销(5、6)使弹簧线材(1)弯曲以赋予弹簧线材以螺旋构形；通过将转动盘(2)的倾斜边部插入正形成中的螺旋圈之间而在螺旋圈之间产生间距，所述盘(2)的转动与所述弹簧线材的进给同步，所述盘(2)具有沿该盘的周边变化的倾斜形廓；并在每个弹簧形成结束时切割(3)弹簧线材。

Description

制造弹簧的方法和设备

技术领域

本发明涉及螺旋弹簧、特别是压缩螺旋弹簧的制造。

背景技术

如已知的，螺旋弹簧通常利用基本呈直线的线材制造，线材沿直线路径(实际上是在驱动辊之间)移动，直到弯曲指销，弯曲指销赋予线材与待形成弹簧的直径对应的曲度。因此形成一些螺旋圈，这些螺旋圈邻接，除非如果将斜边工具插入以在正形成中的螺旋圈之间产生间距(因为这种工具形成弹簧节距，因此有时其被称为“节距工具”)。在这样形成的弹簧达到需要的长度后，引起线材的切断；回收这样形成的弹簧并开始新的制造周期。

需要明确的是，传统地，插入斜边工具以便在相邻螺旋圈之间产生非零间距，是按照相对线材路径成横向的交替往复运动进行的。这种交替运动尤其是产生自这样的事实：实际上，螺旋圈不是邻接的弹簧，特别是压缩弹簧，但在其端部附近具有邻接的以提供基本横向的承靠区的末端螺旋圈；因此，制造这样的弹簧时，存在应将节距工具带到螺旋圈之间的时刻和应退出该工具的时刻。

至于每个弹簧形成结束时进行线材切割，该切割通常也由被驱动进行交替往复运动的切割工具引起；实际上，对于切割工具，也已经提出过使横向于线材的运动和与线材成切向的运动相结合的运动，从而工具跟随着闭环运动，同时基本保持给定的朝向。

因此，现有机器同时实施圆形运动和(线性)平移运动，切割时，弹簧形成周期实际上要求停止或者至少极大减慢线材的进给速度。

涉及到线性运动，所述线性运动是通过复杂的凸轮、连杆和换向系统转换为线性运动的圆形运动，以便以协调的方式保证节距工具和切割工具的运动，这导致磨损和振动。

这种振动以及切割作业时系统性停止极大地限制了机器速度，从而降低生产质量，并导致很大的维修成本和大量干预时间，因此导致生产率低下。

发明内容

本发明的一目标旨在允许通过一工具控制螺旋弹簧的节距，相对于正形成中的弹簧的该工具构形改变进行，而无需停止弹簧线材的进给，也没有明显振动。

本发明的另一目标是允许在每个弹簧形成周期结束时切割弹簧线材，而不必停止弹簧线材的进给，也不产生振动。

可以理解，上述两个方面可被视作是独立的，尽管有利的是，它们可以协同作用。

为此，本发明提出制造具有可变节距的弹簧的制造方法，根据该方法，借助弯曲指销使弹簧线材弯曲以使其具有螺旋形状；通过在正形成中的螺旋圈之间插入节距工具的倾斜边部而产生螺旋间距，节距工具包括转动盘，盘的转动与弹簧线材的进给同步，该盘具有沿该盘周边变化的倾斜形廓；并且在每个弹簧的形成结束时切割弹簧线材。

优选地，在一弹簧的螺旋圈的仅一部分之间插入倾斜边部，以便该弹簧包括邻接的螺旋圈和具有非零的可变节距的螺旋圈。

还优选地，盘以一转动速度被驱动，使得一个弹簧的形成与该盘的一转圈相对应。

有利的是，利用与分离器盘同步地被驱动转动的切割工具切割弹簧线材。切割工具的转动速度优选地与切割盘的转动速度相同。

有利的是，分离器盘的转动速度是恒定的。

需要指出的是，分离器盘的转动与弹簧线材的进给同步这一事实本身并不意味着该转动是恒定的，也不意味着切割工具的转动是恒定的；实际上，一旦这些速度彼此之间的同步及与弹簧线材的进给之间的同步允许切割在合适部位进行，切割工具的转动速度和分离器盘的转动速度都可以是变化的，甚至可以单独地停止和重新启动。

为实施本发明，本发明还提出制造弹簧的设备，该设备包括弹簧线材进给零件、使该线材变形为具有预定直径的螺旋形体的弯曲指销、适于插入在正形成中的螺旋圈之间以在螺旋圈之间产生间距的分离器、和切割工具，其特征在于，分离器是转动盘，盘的转动与弹簧线材的进给速度同步并且其边部具有沿该盘周边变化的倾斜形廓，该盘布置成使该周边边部行经在通过该边部正在形成中的螺旋圈之间。

有利的是，该盘具有直径恒定的周边部分和呈扁平部分形式的补充部分，该补充部分适于保持远离开正形成中的螺旋圈。

还有利的是，盘边部倾斜的斜率沿盘的周边从扁平部分的一边缘开始增加直到最大值，然后减小直到扁平部分的另一边缘。

有利的是，切割工具与分离器盘同步地转动安装，使得横向于其长度地切割弹簧线材。切割工具优选地由与分离器盘平行的盘承载。仍优选的是，切割工具安装成在切割作业之间沿着分离器盘延伸。

有利的是，该设备包括指销，该指销将承靠于分离器盘的倾斜边部插入它们之间的螺旋圈。

这里要指出的是，本发明因此导致消除已知方法的交替线性运动所必需的弹簧线材进给的停止。

附图说明

从下面参照附图以非限定示例给出的描述中，可以了解本发明的目标、特征和优点，附图如下：

-图1是符合本发明的压缩弹簧的制造设备的核心部分的局部正视图；

-图2是其俯视图；

-图3是沿图1的线III-III的其横剖面图；

-图4是图3的细部IV的放大图；

-图5是图2的细部V的放大图；

-图6是压缩弹簧的制造设备的一变型的核心部分的局部正视图；

-图7是其俯视图；

-图8是沿图6的线VIII-VIII的其横剖面图；

-图9是表示正在被切割工具切割的弹簧线材的细部图；

-图10是正在被切割的弹簧的细部图；

-图11是支承切割工具的盘的剖面图；

-图12是图6的设备在切割作业后不久的视图；及

-图13是图6的设备的视图，其中切割工具沿着转动分离器盘。

具体实施方式

图1和2示意地表示压缩弹簧的制造设备的核心部分。

这些弹簧基于弹簧线材形成，并且包括在端部邻接的螺旋圈，和同时在端部之间具有非零间距的螺旋圈。

弹簧线材传统上呈绕卷可用；这种绕卷通过未示出的本领域已知的零件被展开，并且通过驱动辊1A将弹簧线材1沿这里是水平的直线路径进给。然后该线材被标记杆7和构件2引导直到弯曲指销5和6附近，这里弯曲指销的数量为两个，弯曲指销适于随着弹簧线材的行进赋予弹簧线材以恒定的弯曲度；因此，该线材形成连续的螺旋体，其螺旋圈一般是邻接在一起的。

通过截面有利地为半月形状的成型轴(mandrin)4的存在，方便借由弯曲指销使线材成形。

在所示的例子中，弹簧线材的构造成形向下进行。

这里与引导构件2重合的转动分离器盘具有沿着杆7和成型轴4的边缘的倾斜边部。

该转动分离器盘2在其周边的一部分上包括形成扁平部分2A的半径减小部分。

该盘相对于弯曲指销5、6和成型轴定位成它的倾斜周边能够沿着正在形成中的螺旋圈伸展，以使其在与成型轴相反的方向上产生倾斜，因此导致在相继螺旋圈之间出现间隙。

倾斜边部的斜率有利地沿周边变化：从扁平部分2A的一边缘附近的最小值直到确定为螺旋圈设定的间距的恒定值，继而减小直到扁平部分2A的另一边缘附近的另一最小值。因此，该斜率变化使正在形成中的弹簧的节距变化。

实际上，分离器盘2与辊1A的转动同步，以便盘的一转圈对应于一个弹簧9的形成；这种弹簧的开始对应于扁平部分行进到与弯曲指销相对，这对应于没有螺旋圈的分离；扁平部分的一边缘行进到成型轴前面，继而导致螺旋圈之间的逐渐分离，直到与盘周边的最大斜率相对应的最大值；当扁平部分的另一边缘靠近成型轴4的边部并且盘的斜率局部减小时，螺旋圈之间的间距减小，直至所述间距在扁平部分与成型轴边部相对的时刻减小直到零。因而通过切割线材，得到脱离并可通过任何已知适当部件回收的弹簧。

可理解的是，不同运动之间的同步并不意味着这些速度是恒定的；切割工具的速度和转动盘的速度可以是变化的，甚至独立地停止和重启动；但在切割时，切割工具3和转动盘2的扁平部分2A相对以允许进行该切割。

可理解的是，由于确定弹簧的可变节距(在零与最大值之间)的分离器工具是转动零件，因此其振动比起交替线性运动式的分离器要小得多，并且制造能以比这种交替线性运动式的分离器要显著更高的速度进行。

在所示的例子中，转动分离器盘的转动方向与弯曲指销随着弹簧线材到达而使弹簧线材弯曲的方向相同，但是很容易理解的是，朝相反方向的转动也是可能的。

可注意到，附图与左旋弹簧相对应；调整上述教导以制造右旋弹簧(使弹簧向上卷绕，指销5位于下方，刀具位于上方；这相当于简单地把附图倒置)也是在本领域技术人员的能力范围之内。

转动盘的转动方向可以是顺时针的或逆时针的。

一个弹簧形成结束时对弹簧线材的切割，有利地通过转动工具进行，这里该转动工具由沿转动盘3A的直径布置的刀具形成。它的作用将在下面详细描述。切割工具与一盘连在一起的事实尤其具有这样的优点：该盘构成有助于切割效率的惯性飞轮。

图6和7表示与图1和2的设备相类似的设备，但此点除外：加入了用标号8表示的第三指销。在形成弹簧时，指销8在弹簧本体上施加推力，这有助于调整被分开的螺旋圈的直径。实际上，弹簧中间圈的非零节距的形成可导致这些中间圈的直径减小的缺陷；该第三销的存在可以减小该效应(见图10)。

切割工具3的转动与分离器盘2的转动同步，以保证相对着分离器盘的每个扁平部分切割弹簧线材；因为分离器盘只有单一一个扁平部分，由此两个盘以相同速度转动(一个弹簧的形成对应于分离器盘的一转圈和切割工具的一转圈)。

切割工具进行的切割在成型轴4的端部上进行(见图9和10)。

在图6和7上，切割工具正在一个弹簧形成结束时进行线材切割；可注意到：因此，所述切割横向于工具长度、而不是在工具的延长线上进行；当然，切割工具的端部可以弯曲，以便于该切割作用。

切割工具的尺寸确定和定位成能沿着分离器盘伸展而不妨碍分离器盘。因此观察到，在图12上，切割工具的尖端被分离器盘遮挡，尽管分离器盘的扁平部分与该工具相对；至于图13，该图表示切割工具的尖端实际上沿分离器盘的半径布置并在杆7下面通过的构型。

由于辊和分离器盘以及切割工具都具有连续的转动运动，因而设备的整体结构得以简化，这是因为不再需要考虑运动的转换或连杆系统：这有助于加强设备的坚固性，同时允许恒定的运行速度，由此提高了性能。

与现有技术相比，可知道的是，消除与分离器的运动和/或切割工具的运动相关的停止、以及消除为达到连续(并几乎恒定的)循环动力进行的交替线性运动，也有助于消除很大部分的振动和磨损。这样允许减少可能达到90％的干预时间和维修费用，并提高生产速度(与已知机器相比可能增加到约4至6倍)。

当如上面所指出的，由于没有如已知方案中那样的运动方向的转换，因而所述转动盘和切割工具的转动是可变的，可以停止和重新启动时，上述优点的很大一部分被保留。

分离器盘也是弹簧线材的引导零件这一事实本身也是一种简化。

根据用于所形成弹簧的节距期望的变化来确定分离器盘周边的变化形廓，是在本领域技术人员的能力范围以内的。

另外可理解的是，根据对于相关弹簧的节距的期望变化来优化扁平部分的形廓，是在本领域技术人员的能力范围以内的。

已经指出过，本发明特别适用于制造压缩弹簧，因为压缩弹簧同时包括邻接在一起的螺旋圈和具有不为零的纵向间距的螺旋圈；但是本发明很容易推广到螺旋圈之间的节距具有这种变化的其它弹簧，例如在扭簧中。

值得注意的是，分离器盘可以包括多个扁平部分，以便可在该盘的一次转动过程中形成多个弹簧，而切割工具的转动速度与扁平部分的数量或与等于该扁平部分数量的切割部分的数量成比例。但是，在分离器盘上只设置单一个扁平部分的优点是保证所有弹簧确切地彼此相同。

本发明可更广泛地推广到可变节距弹簧的情况，即使该节距从不变为零(在这种情况下，不需要设置保持离开正形成中的弹簧的扁平部分)。

Claims (13)

1.制造具有可变节距的弹簧的方法，其中，借助弯曲指销使弹簧线材弯曲以赋予弹簧线材以螺旋构形；通过将节距工具的倾斜边部插入正形成中的螺旋圈之间而在螺旋圈之间产生间距，所述节距工具包括转动盘，所述盘的转动与所述弹簧线材的进给同步，所述盘具有沿该盘的周边变化的倾斜形廓；并在每个弹簧形成结束时切割弹簧线材。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述倾斜边部插入一弹簧的螺旋圈的仅一部分之间，以便该弹簧包括邻接的螺旋圈和具有非零的可变节距的螺旋圈。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述盘以一转动速度被驱动，使得一个弹簧的形成对应于该盘的一圈转动。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用与分离器盘同步地被驱动转动的切割工具切割弹簧线材。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切割工具与所述分离器盘具有相同的转动速度。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离器盘具有恒定的转动速度。

7.制造弹簧的设备，其包括弹簧线材进给零件、使该弹簧线材变形成具有预定直径的螺旋形体的弯曲指销、适于被插入正形成中的螺旋圈之间以在螺旋圈之间产生间距的分离器、和切割工具，其特征在于，所述分离器是转动盘，该盘的转动与弹簧线材的进给速度同步并且该盘的边部具有沿所述盘的周边变化的倾斜形廓，该盘布置成使周边边部在借由该边部正形成中的螺旋圈之间通过。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述盘具有恒定直径的周边部分和呈扁平部分形式的补充部分，该补充部分适于保持离开正在形成中的螺旋圈。

9.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述盘的边部的倾斜的斜率沿着该盘的周边从所述扁平部分的一边缘起增加直到最大值，继而减小直至所述扁平部分的另一边缘。

10.如权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述切割工具与分离器盘同步地转动安装，使得横向于其长度地切割所述弹簧线材。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述切割工具由与所述分离器盘平行的盘承载。

12.如权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述切割工具安装成在切割作业之间沿着所述分离器盘延伸。

13.如权利要求7至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括将承靠于螺旋圈的指销，所述分离器盘的边部插入所述螺旋圈之间。

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