模塊化多股螺旋彈簧數(shù)控加工機(jī)床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多股螺旋彈簧加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種模塊化多股螺旋彈簧數(shù)控加工機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]多股螺旋彈簧(簡(jiǎn)稱(chēng)多股螺旋彈簧)是由幾股鋼絲繞成鋼索后再卷制而成的螺旋彈簧，由于多股螺旋彈簧所用鋼絲比同等功能的單股螺旋彈簧所用鋼絲細(xì)，材料強(qiáng)度高，同時(shí)多股螺旋彈簧在變形時(shí)，各股鋼絲間產(chǎn)生的接觸壓力引起的相互摩擦可以吸收能量，兼有緩沖作用，且多股螺旋彈簧每股鋼絲的剛度都比同功能的單股螺旋彈簧小，在動(dòng)載荷作用下壽命有較大提高。其使用壽命是相同規(guī)格傳統(tǒng)單股螺旋彈簧的3-5倍。因此，多股螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于汽車(chē)，航空，機(jī)械等行業(yè)中的各種高頻往返運(yùn)動(dòng)設(shè)備中，在汽車(chē)儀器儀表減振系統(tǒng)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域中都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，我國(guó)對(duì)于多股螺旋彈簧的制造技術(shù)尚不成熟，主要表現(xiàn)為廢品率高，生產(chǎn)質(zhì)量和精度均不夠好。
[0003]螺旋彈簧的加工分為有芯卷制和無(wú)芯卷制兩種，現(xiàn)有的多股螺旋彈簧數(shù)控加工機(jī)床多采用有芯卷制。如專(zhuān)利號(hào)為ZL200910104597.3中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種多股簧數(shù)控加工機(jī)床，該多股簧數(shù)控加工機(jī)床參照傳統(tǒng)機(jī)械式卷簧裝置，采用了有芯卷制的方式加工多股螺旋彈簧，這是卷簧機(jī)發(fā)展的初級(jí)階段。這類(lèi)卷簧機(jī)雖然具有結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)費(fèi)用及設(shè)備成本都較低的優(yōu)點(diǎn)；但是，仍存在以下幾點(diǎn)不足:
1、該多股螺旋彈簧數(shù)控機(jī)床的張力采集點(diǎn)距離繞索端較遠(yuǎn)，即將張力采集點(diǎn)置于出絲端附近，導(dǎo)致實(shí)際控制的張力為出絲附近的張力，鋼絲在繞制過(guò)程中存在彎曲，以及與導(dǎo)向、牽引機(jī)構(gòu)之間存在摩擦，導(dǎo)致該多股簧數(shù)控加工機(jī)床鋼絲張力控制器中的各股鋼絲在繞索處的張力并不均勻，且磁粉制動(dòng)器輸入端固定安裝，一旦鋼絲發(fā)生跳線(xiàn)，鋼絲的張力會(huì)很快降為零；即現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)過(guò)程中的張力控制方法不完善，不能滿(mǎn)足實(shí)際的應(yīng)用要求，嚴(yán)重影響生產(chǎn)合格率和多股螺旋彈簧質(zhì)量；
2、在多股螺旋彈簧加工過(guò)程中，不同的鋼索距需要不同的退扭率來(lái)消除扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng)力，以保證多股螺旋彈簧的力學(xué)性能；該多股螺旋彈簧數(shù)控加工機(jī)床采用自然退扭或100%退扭的方式來(lái)消除鋼絲的扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng)力，但仍會(huì)導(dǎo)致鋼絲內(nèi)存在不穩(wěn)定的殘留扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng)力；
3、該多股螺旋彈簧數(shù)控機(jī)床采用的有芯卷簧機(jī)構(gòu)導(dǎo)致加工過(guò)程無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，存在生產(chǎn)效率較低、自動(dòng)化程度不高和生產(chǎn)勞動(dòng)量較大的缺陷，所卷制的彈簧幾何精度不高，僅適用于小批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化多股螺旋彈簧數(shù)控加工機(jī)床，能夠保證鋼索中的各股鋼絲的張力相互均勻一致，進(jìn)而能夠有效提高多股螺旋彈簧的生產(chǎn)質(zhì)量和使用壽命。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案: 一種模塊化多股螺旋彈簧數(shù)控加工機(jī)床，包括擰索裝置、多股螺旋彈簧連續(xù)卷簧裝置和控制系統(tǒng)，所述擰索裝置包括串聯(lián)設(shè)置的至少一臺(tái)多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置、與距離所述卷簧裝置最遠(yuǎn)的一臺(tái)所述多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置對(duì)應(yīng)設(shè)置的中心被動(dòng)放線(xiàn)機(jī)和與每一臺(tái)所述多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的并線(xiàn)模座；所述多股螺旋彈簧連續(xù)卷簧裝置包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)有用于將鋼索卷制成多股螺旋彈簧的卷簧裝置和用于將經(jīng)所述擰索裝置繞制成型的鋼索牽引推送至所述卷簧裝置的牽引推送裝置；
所述多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置包括支架，所述支架上設(shè)有與其旋轉(zhuǎn)配合的主軸和相對(duì)于所述主軸軸線(xiàn)環(huán)形呈均布設(shè)置的張力控制機(jī)構(gòu)；所述張力控制機(jī)構(gòu)包括張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)和搖籃部件；
所述搖籃部件包括搖籃，所述搖籃的前部設(shè)有牽引導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，搖籃的尾部設(shè)有鋼絲儲(chǔ)線(xiàn)機(jī)構(gòu)，所述搖籃上還設(shè)有鋼絲張力控制機(jī)構(gòu)，所述搖籃的前端與所述牽引導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)有鋼絲出線(xiàn)孔；所述鋼絲儲(chǔ)線(xiàn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述搖籃上用于安裝鋼絲線(xiàn)盤(pán)的兩個(gè)線(xiàn)盤(pán)座，所述鋼絲張力控制機(jī)構(gòu)包括磁粉離合器和與所述磁粉離合器的輸入端傳動(dòng)連接的電機(jī)，兩個(gè)所述線(xiàn)盤(pán)座上設(shè)有同軸并分別與鋼絲線(xiàn)盤(pán)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)盤(pán)轉(zhuǎn)軸I和線(xiàn)盤(pán)轉(zhuǎn)軸II，所述線(xiàn)盤(pán)轉(zhuǎn)軸I與所述磁粉離合器的輸出端傳動(dòng)連接，所述磁粉離合器和電機(jī)均固定安裝在所述搖籃上；
所述張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括用于鋼絲導(dǎo)向的張力檢測(cè)導(dǎo)向輪、用于安裝張力檢測(cè)導(dǎo)向輪的張力檢測(cè)導(dǎo)向輪座和傳感器座，所述張力檢測(cè)導(dǎo)向輪座與所述傳感器座之間設(shè)有用于檢測(cè)所述張力檢測(cè)導(dǎo)向輪受到的壓力的張力傳感器，所述張力傳感器與所述磁粉離合器分別與所述控制系統(tǒng)電連接；
所述支架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述主軸旋轉(zhuǎn)的主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述主軸內(nèi)設(shè)有用于鋼絲穿過(guò)的過(guò)線(xiàn)管，所述中心被動(dòng)放線(xiàn)機(jī)與距離所述卷簧裝置最遠(yuǎn)的一臺(tái)所述多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置的所述過(guò)線(xiàn)管的鋼絲進(jìn)線(xiàn)端對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述并線(xiàn)模座與每一臺(tái)所述多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置的所述過(guò)線(xiàn)管的鋼絲出線(xiàn)端對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述主軸上延其后端至前端的方向依次套裝設(shè)有與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的至少一個(gè)退扭轉(zhuǎn)盤(pán)、一個(gè)制動(dòng)盤(pán)、一個(gè)張力裝置座和用于校直鋼絲的校直機(jī)構(gòu)，所述搖籃旋轉(zhuǎn)配合安裝在相鄰的兩個(gè)所述退扭轉(zhuǎn)盤(pán)之間或相鄰的退扭轉(zhuǎn)盤(pán)和制動(dòng)盤(pán)之間，所述傳感器座固定安裝在所述張力裝置座上；
所述多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置還包括用于驅(qū)動(dòng)所述搖籃部件繞所述鋼絲出線(xiàn)孔的軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的退扭機(jī)構(gòu)，所述退扭機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)配合安裝在所述主軸上的退扭主動(dòng)齒輪，所述搖籃的后端設(shè)有旋轉(zhuǎn)配合安裝在所述退扭轉(zhuǎn)盤(pán)上的后端搖籃轉(zhuǎn)軸，所述后端搖籃轉(zhuǎn)軸與所述退扭主動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接，且所述機(jī)架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述退扭主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)的退扭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0006]進(jìn)一步，所述磁粉離合器的輸入端與所述電機(jī)的輸出軸之間采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)I傳動(dòng)連接，所述磁粉離合器的輸出端與所述線(xiàn)盤(pán)轉(zhuǎn)軸I之間采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)II傳動(dòng)連接，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)II包括設(shè)置在所述磁粉離合器的輸出端的齒輪一、設(shè)置在所述線(xiàn)盤(pán)轉(zhuǎn)軸I上的齒輪二和旋轉(zhuǎn)配合安裝在所述搖籃上的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸上分別設(shè)有與所述齒輪一嚙合的齒輪三和與所述齒輪二嚙合的齒輪四，所述齒輪二和齒輪四均位于所述搖籃的內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明的有益效果在于: I)通過(guò)設(shè)置鋼絲張力控制機(jī)構(gòu)，能夠利用磁粉離合器和電機(jī)控制鋼絲的張力，即電機(jī)對(duì)磁粉離合器輸入穩(wěn)定的反向轉(zhuǎn)矩，且在工作過(guò)程中，當(dāng)鋼絲發(fā)生跳線(xiàn)致使鋼絲松弛時(shí)，電機(jī)的反向轉(zhuǎn)矩會(huì)使鋼絲線(xiàn)盤(pán)反轉(zhuǎn)，迅速穩(wěn)定鋼絲張力，同時(shí)，電機(jī)提供的初始轉(zhuǎn)速可以避開(kāi)磁粉離合器的非線(xiàn)性工作區(qū)域，避免爬行現(xiàn)象；通過(guò)設(shè)置張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，能夠檢測(cè)鋼絲的拉力大小，且張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)靠近線(xiàn)模架設(shè)置，即張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)靠近鋼絲纏繞點(diǎn)設(shè)置，能夠有效避免因鋼絲導(dǎo)向和牽引等原因造成的張力檢測(cè)誤差；通過(guò)設(shè)置編碼器，能夠精確檢測(cè)每一個(gè)多股螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)擰索裝置搖籃部件及張力檢測(cè)導(dǎo)向輪的位置，因而能夠消除因重力作用而導(dǎo)致的張力傳感器測(cè)量值的偏差，使得張力傳感器的測(cè)量值能夠真實(shí)反應(yīng)鋼絲的拉力大?。蝗绱?，便可利用磁粉離合器分別控制每一根鋼絲的張力，使得每一根鋼絲的張力均勻一致。
[0007]2)通過(guò)將兩個(gè)線(xiàn)盤(pán)座分別設(shè)置為固定線(xiàn)盤(pán)座和活動(dòng)線(xiàn)盤(pán)座，使用時(shí)，利用活動(dòng)線(xiàn)盤(pán)座中線(xiàn)盤(pán)轉(zhuǎn)軸II的軸向移動(dòng)，可方便地實(shí)現(xiàn)鋼絲線(xiàn)盤(pán)的安裝和拆卸，即能夠方便更換鋼絲線(xiàn)盤(pán)。
[0008]3)在擰索過(guò)程中，鋼絲的扭轉(zhuǎn)角與其擰索時(shí)的螺旋角有關(guān)，通過(guò)設(shè)置退扭機(jī)構(gòu)，能夠?qū)Σ煌菪窍碌匿摻z進(jìn)行相應(yīng)程度的退扭，實(shí)現(xiàn)完全退扭或必要的過(guò)退扭和欠退扭，以保證多股螺旋彈簧的優(yōu)良的力學(xué)性能。
[0009]4)通過(guò)設(shè)置繞簧軸和在繞簧軸的周?chē)O(shè)置繞簧滾輪，使用時(shí)，利用繞簧滾輪徑向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和繞簧滾輪軸向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別調(diào)節(jié)繞簧滾輪的徑向位置和軸向位置，使其能夠在卷制多股螺旋彈簧時(shí)限位鋼索，使鋼索在繞簧軸的作用下按照繞簧滾輪限定的螺旋路徑成型；通過(guò)更換不同直徑的繞簧軸以加工對(duì)應(yīng)內(nèi)徑的多股螺旋彈簧，繞簧滾輪的徑向位置根據(jù)繞簧軸的直徑以及鋼索直徑進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，且通過(guò)繞簧滾輪軸向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)繞簧滾輪的軸向位置，能夠加工不同螺距的多股螺旋彈簧，能夠滿(mǎn)足多股螺旋彈簧的連續(xù)卷簧要求，并具有生產(chǎn)效率高、加工精度高和自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]5)通過(guò)設(shè)置牽引裝置和推送裝置，能夠?qū)撍鳡恳⑼扑椭辆砘裳b置處，使用時(shí)，由于牽引裝置與位于牽引裝置前方的擰索裝置配合，需要連續(xù)牽引鋼索，而推送裝置需要根據(jù)多股螺旋彈簧的生產(chǎn)要求間歇推送鋼索，如此，則會(huì)在牽引裝置和推送裝置之間形成冗余的鋼索；通過(guò)在牽引裝置和推送裝置之間設(shè)置緩沖裝置，利用緩沖裝置可緩沖冗余的鋼索，使得擰索裝置和牽引裝置可以穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)，能夠有效提高多股螺旋彈簧生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化程度。
[0011]6)通過(guò)在牽引裝置和推送裝置上均設(shè)置多個(gè)壓輪機(jī)構(gòu)，能夠減少單個(gè)壓輪機(jī)構(gòu)的壓緊力，從而能夠減小鋼索的受壓變形，提高多股螺旋彈簧的加工幾何精度；通過(guò)在牽引裝置和推送裝置上均設(shè)置壓輪間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)壓輪的壓緊力，可以使得各個(gè)壓輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)壓輪之間的