專利名稱：制造線性彈簧的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造線性彈簧的方法，它用同時(shí)向一根主軸的中心線方向推進(jìn)兩個(gè)或者更多的所需要的垂直于或者基本上垂直于該主軸的中心線的成形工具，并且使它們頂住從上述主軸的頂端部分送進(jìn)來的一根線材上，同時(shí)使三個(gè)或者更多的沿圍繞著用于導(dǎo)引上述線性材料的導(dǎo)向器的中心線徑向布置的成形工具繞著上述主軸的中心線轉(zhuǎn)過一個(gè)所需要的角度。本發(fā)明還涉及適用于實(shí)施這種方法的設(shè)備。
線性彈簧可分為各種不同類型的螺旋彈簧，例如壓縮螺旋彈簧，拉伸螺旋彈簧，扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧等等，以及沒有螺旋部分的線性彈簧。除了壓縮線性彈簧之外，一般，這種線性螺旋彈簧都做成很復(fù)雜的形狀，帶有向不同方向的鉤子和彎曲成各種不同角度的部分。近來，各種螺旋彈簧都必須在一個(gè)單獨(dú)的線性彈簧成形設(shè)備上制造。
在公開的日本專利申請(qǐng)No.144542/1984“用于控制線性材料的彎曲和成形機(jī)械的成形工具的方法”，和No.2296/1994“彈簧成形方法和設(shè)備”中揭示了一種能夠滿足這種要求的常用的線性彈簧成形設(shè)備。
在公開的日本專利申請(qǐng)No.144542/1984中所揭示的設(shè)備涉及一種裝置，這種裝置中，兩個(gè)或更多的圍繞著一根主軸的中心布置在預(yù)定的徑向位置上的成形工具，在與上述主軸的中心線成直角，或基本上成直角的方向上向前推進(jìn)，并借助于由許多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使該成形工具撞在一根從上述主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材上。這些電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是可控的。各成形工具相對(duì)于上述主軸的位置是固定的。結(jié)果在有些情況下，即使上述線材已經(jīng)向所要求的方向彎曲，也不可能使最適宜的成形工具從最適宜的方向向著上述主軸的中心線方向推進(jìn)。因此，為了彎曲線材，就必須準(zhǔn)備許多成形工具，這些成形工具具有各種不同的特殊的形狀，用來從各個(gè)不同的方向?qū)⒊尚喂ぞ呦蛏鲜鲋鬏S的中心線方向推進(jìn)，而這個(gè)方向并不在彎曲該線材的最佳方向上。還有，即使準(zhǔn)備了各種各樣特殊形狀的成形工具，在有些情況下，還是不可能使線材向所要求的方向彎曲。因此，這種現(xiàn)有的方法存在著這樣的問題。
另一方面，在上述日本專利申請(qǐng)No.2296/1994上所公開的設(shè)備也涉及一種裝置，在這種裝置中，布置在正對(duì)著主軸的中心線的延長(zhǎng)線一側(cè)的單獨(dú)一個(gè)成形工具繞著上述主軸的中心線旋轉(zhuǎn)，并且壓住從主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材，以形成線性彈簧。由于整個(gè)成形過程是由單獨(dú)一個(gè)成形工具來實(shí)現(xiàn)的，所以在成形具有長(zhǎng)的圓弧半徑的較大的線圈部分時(shí)，不存在問題。但是，如果在彎曲成形工步中，鉤子部分的圓弧半徑短，象

圖19所示的那樣，則必須采用在上述主軸的頂端部分的線材出口處的一條邊緣。因此，為了不在線材上產(chǎn)生缺陷，線材必須在成形工具向著主軸的頂尖部分方向前進(jìn)時(shí)，并且已經(jīng)與線材接觸，并借助于增大和減少送進(jìn)量而成一彎曲的角度時(shí)，定時(shí)地，或者在一定的時(shí)間里仔細(xì)地送進(jìn)。因此，就必須使彎曲時(shí)弧形的半徑保持在線材直徑的二到三倍以上。此外，還必須實(shí)行這樣的彎曲成形法。在許多情況下，不僅彎曲角度的精密度低下，而且還必須把生產(chǎn)速度降到很低的水平。此外，成形時(shí)，如果線材已經(jīng)彎曲，并且已經(jīng)沿著主軸的邊緣形成了很短的弧形半徑時(shí)，在線材上所施加的壓力增大了。因此，就不可能避免由于主軸和邊緣之間的接觸所引起的摩擦而在線材上造成缺陷。結(jié)果，這種現(xiàn)有的裝置在產(chǎn)品質(zhì)量上始終存在著嚴(yán)重的問題。同時(shí)，從質(zhì)量要求的觀點(diǎn)出發(fā)，還存在著不可能成形弧形半徑很短的彎曲部分這一致命的缺點(diǎn)。
同時(shí)，在上述日本專利申請(qǐng)No.2296/1994上所公開的設(shè)備，只能成形基本上呈半圓形的形狀，這種形狀缺少如圖20所示的，在成形螺旋狀部分時(shí)，與主軸的頂端上部的一半相當(dāng)?shù)哪且徊糠郑豢赡苄纬梢环N高密度卷繞的螺旋狀部分。在線材出口處的周邊部分必須呈厚度很薄的構(gòu)造。因此，除了極細(xì)的線材之外，不但必須避免主軸在該方向成形時(shí)損壞的危險(xiǎn)，在有些情況下，還不可能根據(jù)已經(jīng)制成的產(chǎn)品的形狀，在成形工序之后切斷線材。由于以上這些原因，在有些情況下不得不放棄這種成形方法。因此，這種現(xiàn)有的裝置是存在著很多缺點(diǎn)的。
這種結(jié)構(gòu)在使成形工具繞著主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)使線材彎曲時(shí)，還存在著下列致命的缺點(diǎn)。如上所述，由于成形工具是設(shè)置在主軸中心線的延長(zhǎng)線一側(cè)的，所以就不可能安裝許多成形工具。因此，當(dāng)線材向某一個(gè)要求的方向彎曲時(shí)，就不能使用許多適合于這種彎曲的成形工具。由于對(duì)于能適應(yīng)的形狀有限制，所以它不能完成各種不同形狀的線性彈簧的成形。
此外，最近，市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一種設(shè)備，在這種設(shè)備中，繞著主軸徑向布置的成形工具的安裝位置是可以用手工調(diào)整的。但，在這種設(shè)備中，兩相鄰成形工具之間的間隔(即，角度)，由于用來支承和操作這些成形工具的滑動(dòng)導(dǎo)向件的結(jié)構(gòu)因素，而被限制在15°左右。此外，一當(dāng)成形工具的安裝位置用手工移動(dòng)并調(diào)整好之后，這臺(tái)設(shè)備就只能在成形工具調(diào)整好的固定位置上使用。這樣，它與只生產(chǎn)單獨(dú)一種產(chǎn)品的設(shè)備在成形工具的位置上沒有什么區(qū)別。它仍然具有這樣的缺點(diǎn)，即，不能使處在最佳位置的成形工具，在主軸中心線的延伸方向上，始終從一個(gè)對(duì)于形成線性彈簧最佳的方向，向著與主軸的中心線成直角或基本上成直角地前進(jìn)。因此，當(dāng)使線材成形的方向(角度)與上述成形工具可能推進(jìn)的方向之間的錯(cuò)位很大時(shí)，這種成形工序就不可能完成。如果這種錯(cuò)位很小，要頂住線材的工具，以及具有一動(dòng)力源(例如氣缸之類)的專用組件，正好在成形之前，被迫推向成形部分，或者在成形工序中的成形部分，從而借助于扭轉(zhuǎn)線材而保持所需要的成形方向(角度)。這是一種最近才完成的方法。但是，由于成形工序是在依靠扭轉(zhuǎn)線材的情況下才得以實(shí)施，所以很不容易保持成形的精密度，并且準(zhǔn)備工作要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。此外，雖然有可能形成其形狀在一定范圍內(nèi)的線性彈簧，但，如上所述，由于在時(shí)間上要與利用氣缸作為動(dòng)力源的線材的扭轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)，而且還要保持足夠的成形精度，從這一點(diǎn)上來看，就降低了生產(chǎn)速度。
此外，在制造線性彈簧時(shí)，不完全是大量生產(chǎn)，還需要生產(chǎn)各種不同線性彈簧的樣品，或者很小批量的生產(chǎn)。當(dāng)所制造的各種線性彈簧的批量很小時(shí)，它所需要的成形工具和輔助裝置的結(jié)構(gòu)和種類卻完全與大量生產(chǎn)時(shí)所要求的相同，所以成形工具的種類和數(shù)量便大大地增加。
但是，如果能夠使最有利的成形工具從最有利的方向，在主軸的延伸方向上沿著垂直于或基本上垂直于主軸中心線的方向推進(jìn)，那么就不但有可能減少成形工具的數(shù)量，很快地完成準(zhǔn)備工作，而且還能解決由于要準(zhǔn)備和管理各種各樣的成形工具而造成的成本高的問題。然而，當(dāng)要制造具有各種形狀的線性彈簧時(shí)，任何一種現(xiàn)有的線性彈簧成形設(shè)備都有這樣的缺點(diǎn)，即，不可能使最有利的成形工具，從最有利的方向，在主軸中心線的延伸方向上，向垂直于或基本上垂直于主軸中心線的方向推進(jìn)。因此，也就不可能解決成本高的問題和麻煩的管理問題。
為了克服現(xiàn)有的線性彈簧成形設(shè)備所具有的以上所述的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種線性彈簧的成形方法，這種方法即使在設(shè)備中有三個(gè)甚至更多的沿徑向繞著主軸的中心線安裝的用于為線材導(dǎo)向的成形工具，繞著主軸的中心線在預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中有兩個(gè)或者更多的成形工具同時(shí)在垂直于或者基本上垂直于主軸中心線的方向，向著主軸中心線的延伸方向推進(jìn)，并且撞擊從主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材，從而能夠連續(xù)不斷地完成線性彈簧的成形。此外，還提供了用于實(shí)施這種方法的設(shè)備。
按照本發(fā)明，提供了一種線性彈簧的成形方法，它包括下列步驟在一根主軸中心線的延長(zhǎng)線上，圍繞著該為線材導(dǎo)向的主軸的中心線，在垂直于或者基本上垂直于該主軸中心線的方向，將三個(gè)或更多的徑向布置的成形工具向前推進(jìn)，并使上述成形工具撞擊從主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材，其特征在于，該方法還包括下列步驟使一個(gè)在上面安裝了成形工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞著上述主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，使得至少一個(gè)所需要的成形工具的線材接觸表面處在適合于該線材成形的方向；以及在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)之后，通過許多驅(qū)動(dòng)裝置中的一個(gè)協(xié)同工作的驅(qū)動(dòng)裝置，使所需要的成形工具向中心線的延伸方向推進(jìn)，上述驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量，比上述成形工具的數(shù)量多，并且在用于成形線性彈簧的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外面圍繞著主軸的中心線徑向布置。
在這種方法中，如果主軸能繞其中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，則能夠制造的線性彈簧的種類就能增加，并且能在裝有圍繞著主軸中心線布置的成形工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中從主軸的頂端部分送進(jìn)上述線材，從而進(jìn)一步縮短線性彈簧的成形時(shí)間，并確定上述一個(gè)或多個(gè)成形工具在適合于線性彈簧成形的方向上的線性接觸表面。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種線性彈簧的成形設(shè)備，在該設(shè)備中，有三個(gè)或更多的圍繞著為線材導(dǎo)向的主軸的中心線徑向布置的成形工具，沿著垂直于或基本上垂直于主軸中心線的方向，向著上述主軸中心線的延伸方向推進(jìn)，并且上述成形工具撞擊在從主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材上，該設(shè)備的特征在于它還包括一個(gè)用于使旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置，相應(yīng)的用于讓裝有成形工具的滑動(dòng)組件前進(jìn)和后退的的軌道固定在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，這些滑動(dòng)組件能沿著垂直于或基本上垂直于主軸中心線，向該主軸中心線的延伸方向前進(jìn)和后退；若干第二驅(qū)動(dòng)裝置，其數(shù)量等于或多于上述滑動(dòng)組件的數(shù)量，上述第二驅(qū)動(dòng)裝置圍繞著主軸的中心線，徑向布置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外面，用于使所需要的滑動(dòng)組件向主軸中心線的延伸線方向前進(jìn)和后退；一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)裝置，用于從主軸的頂端部分送進(jìn)上述線材；其中，上述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置控制成與上述第三驅(qū)動(dòng)裝置同步。
在這種線性彈簧成形設(shè)備中，如果主軸能夠繞其中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，而且能夠在這樣兩種情況之間轉(zhuǎn)換，一種是主軸用一個(gè)連接構(gòu)件固定住不能轉(zhuǎn)動(dòng)，另一種是主軸通過另一個(gè)連接構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)結(jié)，使它能與旋轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，那么，能夠制造的線性彈簧的種類就能夠增多。同樣，如果用于第二驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源位于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外面，并且安裝在一個(gè)能繞著主軸中心線在預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)上，那么，就能夠使第二驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源保持在與要成形的線性彈簧相適應(yīng)的合適的位置上。如果第二驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置一個(gè)能向主軸中心線的延伸方向前進(jìn)和后退的弧形凸輪，并且，當(dāng)一個(gè)設(shè)置在上述滑動(dòng)組件上的凸輪隨動(dòng)件在與弧形凸輪的內(nèi)表面接觸的狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)到最接近于上述主軸時(shí)，該弧形凸輪的弧形內(nèi)表面的中心基本上處在上述主軸的中心線上，那么，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)并停止在該轉(zhuǎn)動(dòng)位置上時(shí)，就能夠立刻讓工具前進(jìn)到它應(yīng)該到達(dá)的位置上。如果弧形凸輪可以在它的端部拼接一個(gè)輔助凸輪，那么，就能夠進(jìn)一步擴(kuò)展旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，在該范圍內(nèi)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)并停止在該轉(zhuǎn)動(dòng)位置上時(shí)，就能夠立刻讓工具前進(jìn)到它應(yīng)該到達(dá)的位置上。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中圖1是全面的正視圖，表示一臺(tái)按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的線性彈簧的成形設(shè)備；圖2是該設(shè)備的左側(cè)視圖；圖3是表示該設(shè)備的上底板的正視圖4是一個(gè)正視圖，表示設(shè)置了動(dòng)力源安裝臺(tái)的上底板，上述安裝臺(tái)在旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下在預(yù)定的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；圖5是沿著圖4的中心的側(cè)剖視圖；圖6A是正視圖，表示主軸固定在其位置上的狀態(tài)；圖6B是沿圖6A的X-X線的斷面圖；圖7A是正視圖，表示主軸正隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)；圖7B是沿圖7A的Y-Y線的斷面圖；圖8是一個(gè)放大圖，表示工具的支承臂與平面凸輪之間的配合；圖9A表示凸輪處在凸輪弧線與作直線運(yùn)動(dòng)的凸輪隨動(dòng)件之間的位置在最低點(diǎn)時(shí)的情況；圖9B表示凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)后凸輪的弧線前進(jìn)到一個(gè)基準(zhǔn)位置；圖10表示有一個(gè)輔助凸輪裝在弧線凸輪上時(shí)它們之間的的關(guān)系；圖11是一個(gè)立體圖，表示用本發(fā)明的設(shè)備所成形的一種線性彈簧的例子；圖12表示在圖11中的線性彈簧成形之前成形工具的布置；圖13A-13K表示圖11中的線性彈簧的成形過程；圖14是上述線性彈簧成形的時(shí)間分配表；圖15是一個(gè)立體圖，表示用本發(fā)明的設(shè)備所成形的另一種線性彈簧的例子；圖16表示在圖15中的線性彈簧成形之前成形工具的布置；圖17A-17I表示圖15中的線性彈簧的成形過程；圖18是上述線性彈簧成形的時(shí)間分配表；圖19表示在一臺(tái)現(xiàn)有的設(shè)備上彎曲線材的狀態(tài)，在該設(shè)備中，只用單獨(dú)一個(gè)成形工具來完成所有的工步；圖20表示現(xiàn)有設(shè)備中的主軸，在該設(shè)備中，只用單獨(dú)一個(gè)成形工具來完成所有的工步。
在附圖中，一塊支承底板1在其上部支承著一塊上底板2，其上還裝有多軸手動(dòng)控制組件(即，10軸手動(dòng)控制組件，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中使用了8個(gè)滑動(dòng)組件)，用于定位和驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)(即，一對(duì)驅(qū)動(dòng)壓力送進(jìn)輥伺服電動(dòng)機(jī)，以便用壓力送進(jìn)線材，一臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，以及用來使滑動(dòng)組件前進(jìn)和后退的伺服電動(dòng)機(jī))。所有的伺服電動(dòng)機(jī)(在本實(shí)施例中是10臺(tái)電動(dòng)機(jī))和用于成形線性彈簧的機(jī)械構(gòu)件都安裝在上底板2上。如圖5所示，標(biāo)號(hào)3表示一對(duì)以壓力送進(jìn)線材41的，組成第三驅(qū)動(dòng)裝置的壓力送進(jìn)輥。這對(duì)壓力送進(jìn)輥3用一組與固定在伺服電動(dòng)機(jī)4上的齒輪嚙合的齒輪驅(qū)動(dòng)，以便用壓力將一段預(yù)定長(zhǎng)度的線材41送進(jìn)到主軸6(線材41的導(dǎo)向器)上。
如圖5、6A、6B、7A、7B所示，標(biāo)號(hào)5表示通過滾柱軸承支承在上底板2上的能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸。主軸6固定在芯軸5的中心上，能夠拆卸。因此上述主軸6能繞著一個(gè)穿過線材41的通孔的中心線，也就是主軸6的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸6有兩種安裝方式一種是主軸6通過連接件7固定在軸承保持圈2”上，該軸承保持圈則固定在上底板2上，這種方式用于不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，如圖6A和6B所示；一種是主軸6通過一個(gè)連接件8與旋轉(zhuǎn)臺(tái)10(將在后面描述)連接，這種方式用于與旋轉(zhuǎn)臺(tái)10一起轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，如圖7A和7B所示。
標(biāo)號(hào)9表示一根固定在上底板2上的中間主軸。線材41借助于壓力送進(jìn)輥3通過上述中間主軸9被引導(dǎo)到主軸6，然后再送到按照本發(fā)明的設(shè)備的前面，以便形成線性彈簧。標(biāo)號(hào)10表示通過滾柱軸承支承在上底板2上，能夠繞著主軸6的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)。如圖5所示，上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)10通過一個(gè)與齒輪13嚙合的齒圈11能繞著主軸6的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且被驅(qū)動(dòng)到一個(gè)預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置上。上述齒輪13固定在伺服電動(dòng)機(jī)12的輸出軸上，上述伺服電動(dòng)機(jī)組成第一驅(qū)動(dòng)裝置。如圖3所示，有三條以上球形線性滑道16(在本實(shí)施例中是八條)的滑動(dòng)組件15由導(dǎo)軌14組成，該滑動(dòng)組件15布置在徑向，固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的頂面上，所以上述導(dǎo)軌14的滑動(dòng)方向在主軸6的延伸方向上與主軸6的中心線垂直。
以后，對(duì)于每一條線性滑道16來說，“前部”意味著主軸6的一側(cè)，而“后部”意味著與主軸6相對(duì)的外側(cè)，“向前運(yùn)動(dòng)”意味著滑動(dòng)組件15向前滑動(dòng)，而“向后運(yùn)動(dòng)”則意味著滑動(dòng)組件15向相反一側(cè)的后方滑動(dòng)。在本實(shí)施例中，安裝在后面將要描述的線性滑道16的滑動(dòng)組件15上的成形工具的支承和調(diào)整機(jī)構(gòu)可以有兩種工作方式。但，無論那一種工作方式都是常用的技術(shù)，因此，這里只描述其基本結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，支承構(gòu)件17和18的位置可以向滑動(dòng)組件15滑動(dòng)方向的左右調(diào)整，并且用螺釘固定，可以拆卸。如圖5所示，上述支承構(gòu)件17和18在前部支承著工具支承臂19和20(下面將進(jìn)行描述)。一凸輪隨動(dòng)件21設(shè)置在后端部，能向前或向后調(diào)整。一個(gè)與凸輪隨動(dòng)件21的軸做成一體的L形接觸件22與設(shè)置在上述導(dǎo)軌14的后端部的擋塊23接觸，從而決定了上述滑動(dòng)組件15的原始位置。如圖3所示，標(biāo)號(hào)24表示把滑動(dòng)組件15拉向后部的拉緊螺旋彈簧。
如圖5所示，上述工具支承臂19支承在支承構(gòu)件17上，能夠在與滑動(dòng)組件15的滑動(dòng)方向平行的方向上滑動(dòng)。同樣，如圖8所示，工具支承臂20支承在上底板2的表面上，能夠在與滑動(dòng)組件15的滑動(dòng)方向平行的方向上滑動(dòng)。為了調(diào)整用螺釘固定在工具支承臂19的后端部的成形工具(諸如成形工具、切斷工具、接受工具、定心工具等等)，在線材接觸表面與主軸6的端面之間的間隔可以用調(diào)節(jié)螺釘25來調(diào)節(jié)。
彎曲工具(有時(shí)候是成圈工具)主要是用螺釘固定在工具支承臂20頂端部分。如圖8所示，主軸6的端面與彎曲工具之間的間隔可以用調(diào)節(jié)螺釘26來調(diào)節(jié)。標(biāo)號(hào)27表示一個(gè)拉緊螺旋彈簧，用于向調(diào)節(jié)螺釘26加載。另一方面，如圖5和8所示，一個(gè)凸輪隨動(dòng)件28，在滑動(dòng)組件15完成其向前的運(yùn)動(dòng)之前，與一個(gè)用螺釘固定在裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10上的托架29上，其位置可以調(diào)整的平面凸輪30接觸，所以線材41便向主軸6推進(jìn)，并利用及時(shí)向前推進(jìn)的接受工具彎曲成一個(gè)預(yù)定的角度。
如圖1、3和4所示，許多弧形凸輪組件31(其數(shù)量等于或多于滑動(dòng)組件15的數(shù)量)分別在徑向安裝在圍繞著主軸6安裝在上底板2上的旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的外周邊部分上，或者安裝在一有驅(qū)動(dòng)源的安裝臺(tái)2’上，該安裝臺(tái)有一條圍繞著主軸6的中心線的弧形長(zhǎng)孔，能夠在預(yù)定的角度范圍內(nèi)圍繞著用螺母2b固定在上底板2上的主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，植入上底板的螺釘穿過該弧形長(zhǎng)孔，使得滑動(dòng)組件15能夠在主軸6的中心線的延伸方向上前進(jìn)和后退。標(biāo)號(hào)32表示一用于支承整個(gè)弧形凸輪組件31的滑動(dòng)導(dǎo)向件。如圖5所示，上述滑動(dòng)方向指向主軸6的中心線，并且安裝了一塊能夠滑動(dòng)的滑板33。標(biāo)號(hào)34表示一臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)組成用于驅(qū)動(dòng)上述滑板33，使它前進(jìn)，后退或定位的第二驅(qū)動(dòng)裝置。伺服電動(dòng)機(jī)34用螺釘，通過在上底板2上形成的孔2a，固定在滑動(dòng)導(dǎo)向件32的內(nèi)部；或者，固定在安裝在上底板2上的帶驅(qū)動(dòng)源的安裝臺(tái)2’上，如圖5所示。拉緊螺旋彈簧38的一端拉住滑板33，其另一端拉住滑動(dòng)導(dǎo)向件32，這樣，便如圖3和4所示，一個(gè)用螺釘固定在滑板33的主軸6一側(cè)的凸輪隨動(dòng)件37，便始終與一固定在上述伺服電動(dòng)機(jī)34的輸出軸35上的凸輪36接觸。上述輸出軸從在滑板33上形成的長(zhǎng)孔33a凸出到前面來。
此外，如圖3和4所示，在主軸6一側(cè)的滑板33的頂端設(shè)有一個(gè)弧形凸輪39，它的內(nèi)弧形表面39a朝向主軸6。當(dāng)上述凸輪隨動(dòng)件37的位置在凸輪36的基圓上時(shí)(即，從伺服電動(dòng)機(jī)34的輸出軸35的中心到凸輪36的距離最小時(shí))(以下稱之為基點(diǎn))，當(dāng)上述滑動(dòng)組件15處在上述原始位置時(shí)，上述弧形凸輪39的內(nèi)弧形表面39a經(jīng)過一瞬間的間隙，便與支承構(gòu)件17和18的凸輪隨動(dòng)件21的擺動(dòng)軌道接觸。上述線性滑道16的凸輪隨動(dòng)件21，隨著由伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的凸輪36的轉(zhuǎn)動(dòng)，被推動(dòng)到靠在弧形凸輪39的內(nèi)表面39a上，由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪隨動(dòng)件21的位置成一個(gè)預(yù)定的角度。上述滑動(dòng)組件15被向前推進(jìn)到最靠近主軸6的相應(yīng)的位置。于是成形工具便壓住從主軸6的頂端送進(jìn)來的線材41，然后，形成線性彈簧。
在所示的實(shí)施例中，上述弧形凸輪39的內(nèi)表面39a是這樣設(shè)計(jì)的，即，當(dāng)滑動(dòng)組件15前進(jìn)到基準(zhǔn)位置時(shí)，內(nèi)表面39a的圓弧的中心與主軸6的中心線重合，其位置在弧形凸輪39上。如圖9A和9B所示，在本實(shí)施例中，線性滑道16可以由弧形凸輪39操縱的角度設(shè)定在40°以內(nèi)。上述內(nèi)表面39a是這樣確定的，它使得前進(jìn)到基準(zhǔn)位置的成形工具的前進(jìn)位置，在線性滑道16轉(zhuǎn)動(dòng)并定位在這個(gè)范圍內(nèi)的任何角度下，都保持不變。另一方面，當(dāng)凸輪隨動(dòng)件37定位在上述基點(diǎn)上時(shí)，在圖示的實(shí)施例中，能夠由弧形凸輪39操縱的線性滑道16所能通過的角度范圍在30°以內(nèi)。當(dāng)上述方向，即，用于成形線材41的角度超過30°角時(shí)，而弧形凸輪組件39還能使用時(shí)，要采用下列方法。
圖9A和9B是說明這種工作過程的，這兩個(gè)圖還表示了凸輪隨動(dòng)件21在線性滑道16上的工作過程的時(shí)間基準(zhǔn)。設(shè)在球形線性滑道16的滑動(dòng)組件15上的凸輪隨動(dòng)件21，臨時(shí)停止在位置A上，這是由伺服電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧形凸輪組件39的內(nèi)表面39a的一個(gè)端部位置。上述線性滑道固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的頂面上，而旋轉(zhuǎn)臺(tái)是通過與固定在輸出軸上的齒輪13嚙合的齒圈11，借助于第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力來使它旋轉(zhuǎn)和定位的。接著，如圖9B所示，用螺釘緊固在滑板33上的凸輪隨動(dòng)件37，被由于第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34的驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪36頂推起來，于是滑板33便沿著長(zhǎng)孔33a向前運(yùn)動(dòng)，從而開始了弧形凸輪組件39的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)10轉(zhuǎn)動(dòng)，使得凸輪隨動(dòng)件21與弧形凸輪組件39的內(nèi)表面39a的一個(gè)端部保持接觸。上述凸輪隨動(dòng)件21到達(dá)位置C，該位置是通過位置B后的一個(gè)預(yù)定的位置?；⌒瓮馆喗M件39繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，于是凸輪隨動(dòng)件21沿著直線向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置D，完成線材41的成形。
或者，設(shè)在球形線性滑道16的滑動(dòng)組件15上的凸輪隨動(dòng)件21，臨時(shí)停止在位置E上，這是由伺服電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧形凸輪組件39的內(nèi)表面39a的另一個(gè)端部位置。上述線性滑道安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的頂面上，而旋轉(zhuǎn)臺(tái)是通過與固定在輸出軸上的齒輪13嚙合的齒圈11，借助于第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力來使它旋轉(zhuǎn)和定位的。接著，如圖9B所示，用螺釘緊固在滑板33上的凸輪隨動(dòng)件37，被由于第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34的驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪36頂推起來，于是滑板33便沿著長(zhǎng)孔33a向前運(yùn)動(dòng)，從而開始了弧形凸輪組件39的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)10轉(zhuǎn)動(dòng)，使得凸輪隨動(dòng)件21與弧形凸輪組件39的內(nèi)表面39a的一個(gè)端部保持接觸。上述凸輪隨動(dòng)件21到達(dá)位置G，該位置是通過位置F后的一個(gè)預(yù)定的位置?；⌒瓮馆喗M件39繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，于是凸輪隨動(dòng)件21沿著直線向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置H，完成線材41的成形。
彈簧成形后的相應(yīng)的工作過程，例如滑動(dòng)組件15的退回和線性滑道16的擺動(dòng)等，其次序完全和成形工具前進(jìn)時(shí)的過程相反。這些工作過程很容易用多軸數(shù)值控制器來調(diào)整。
以上說明了弧形凸輪組件39在40°范圍內(nèi)的工作過程。但是，在許多情況下，在30°的范圍內(nèi)工作就足夠了。有少數(shù)情況，如圖4和5所示，角度需要超過40°，達(dá)到45°，這時(shí)，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10之外并用螺母2b固定在上底板2上的，能繞著主軸6的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)一預(yù)定角度的驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)2’便在轉(zhuǎn)過預(yù)定角度之后繼續(xù)前進(jìn)?；蛘撸鐖D10所示，在弧形凸輪39的端部拼接一個(gè)輔助凸輪40，在這種情況下，線性滑道16和弧形凸輪組件39的相應(yīng)的工作過程便以與圖9A和9B同樣的方式完成。
以上說明了按照本發(fā)明的成形工具的前進(jìn)和后退。由第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12完成的線性滑道16的轉(zhuǎn)動(dòng)定位的驅(qū)動(dòng)過程，由第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34完成的弧形凸輪組件39的前進(jìn)和后退的工作過程，以及由第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4完成的用于送進(jìn)線材41的壓力送進(jìn)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)定位驅(qū)動(dòng)過程，在本實(shí)施例中都由多軸數(shù)值控制器使它們同步完成。
為了更清楚地說明整臺(tái)設(shè)備，下面，描述兩種線性彈簧的各種不同種類工具的工作過程。
圖11是一個(gè)要成形的線性彈簧的例子的立體圖。下面，說明從部分“a”開始的成形過程。圖12表示成形工具在成形之前的布置狀態(tài)。T1和T6表示彈簧圈的成形工具，T2和T8表示接受工具，T3、T5和T7表示彎曲工具，T4表示切斷工具。這四類工具都是按照現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的。主軸6固定在上底板2上。在圖12中，M1-M8是上述弧形凸輪組件(以下簡(jiǎn)稱為組件)31的地址(規(guī)定的號(hào)碼)。圖13A-13K是表示各成形工步的圖，其中包括了A-K一共11個(gè)工步。圖14則是圖11中的線性彈簧在成形時(shí)的時(shí)間分配表。
首先，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10外部的驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)2’能繞著主軸6的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)定的角度范圍的情況下，該驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)2’用螺母2b定位和固定，以限制其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍。然后，在工步A中，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)30°。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線材41借助于第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4的運(yùn)轉(zhuǎn)，向前送進(jìn)一段長(zhǎng)度“a”。接著，由組件M1和M6操作的接受工具T2和彎曲工具T7用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)而一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“b”成形好了之后，工具T2和T7退回。
接著，在工步B中，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置中的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)30°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段相應(yīng)的長(zhǎng)度“c”。接著，由組件M2和M7操作的接受工具T2和彎曲工具T7用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“d”成形好了之后，這兩個(gè)工具T2和T7便退回。
接著，如工步C所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段相應(yīng)的長(zhǎng)度“e”。接著，由組件M4和M1操作的接受工具T2和彎曲工具T7用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“f”成形好了之后，這兩個(gè)工具T2和T7便退回。
接著，如工步D所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置中的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段相應(yīng)的長(zhǎng)度“g”。接著，當(dāng)由組件M1操作的線圈成形工具T1用第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，與線材41接觸時(shí)，線材41又開始送進(jìn)，于是，便開始線圈部分“h”的成形。如工步E所示，當(dāng)線材41用第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4繼續(xù)送進(jìn)，形成了線圈部分“h”時(shí)，再開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使線材由第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4繼續(xù)向前送進(jìn)，如工步F所示。結(jié)果，旋轉(zhuǎn)臺(tái)10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)15度，于是便由線圈成形工具T1開始帶節(jié)距的線圈部分“h”的成形。
在帶節(jié)距的線圈部分“h”的成形完成之后，第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4便停止驅(qū)動(dòng)，結(jié)束線材41的送進(jìn)。如工步G所示，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12開動(dòng)，于是旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)15°時(shí)，第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4便開動(dòng)，開始送進(jìn)線材41，以便形成一個(gè)座圈。然后，第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4停止驅(qū)動(dòng)，線材41也停止送進(jìn)，于是，由組件M1操作的用第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的線圈成形工具T1便退回。
接著，如工步H所示，在第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12不開動(dòng)的狀態(tài)下，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材41送進(jìn)一段與“i”部分相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。由組件M2和M5操作的，用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的接受工具T2和彎曲工具T5一起向前推進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“j”成形好了之后，這兩種工具T2和T5便退回。
接著，如工步I所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)45°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材41送進(jìn)一段相當(dāng)于部分“k”的長(zhǎng)度。接著，由組件M5操作的用第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的線圈成形工具T6向前運(yùn)動(dòng)，與線材41接觸，并且線材41繼續(xù)由第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4向前送進(jìn)，于是，便形成了線圈部分“1”。然后，停止線材41的送進(jìn)，線圈成形工具T6退回。
接著，如工步J所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)45°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段與“m”相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。接著，由組件M8和M3操作的接受工具T8和彎曲工具T3用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“n”成形好了之后，這兩個(gè)工具T8和T3便退回。
最后，如工步K所示，在第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12不開動(dòng)的狀態(tài)下，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材41送進(jìn)一段與“o”部分相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。由組件M4操作的，用第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的切斷工具T4一起向前推進(jìn)，切斷線材41。然后，切斷工具T4退回。已經(jīng)成形為圖11所示形狀的線性彈簧便掉下來。
同樣，圖15是另一個(gè)要成形的線性彈簧的例子的立體圖。下面，說明從部分“a”開始的成形過程。圖16表示成形工具在成形之前的布置狀態(tài)。T1表示彈簧線圈的成形工具，T2、T6和T8表示彎曲工具，T7表示接受工具，T4表示一個(gè)芯子工具，而T5表示切斷工具。這五類工具都是按照現(xiàn)有技術(shù)制造的。主軸6與旋轉(zhuǎn)臺(tái)10一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖16中，M1-M8是上述弧形凸輪組件31的地址(規(guī)定的號(hào)碼)。圖17A-17I是表示各成形工步的圖，其中包括了A-I一共9個(gè)工步。圖18則是圖15中的線性彈簧在成形時(shí)的時(shí)間分配表。
首先，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10外部的驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)2’能繞著主軸6的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)定的角度范圍的情況下，該驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)2’用螺母2b定位和固定，以限制其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍。然后，在工步A中，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)15°。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線材41借助于第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4的運(yùn)轉(zhuǎn)，向前送進(jìn)相當(dāng)于部分“a”的長(zhǎng)度。接著，由組件M3和M6操作的接受工具T3和彎曲工具T6用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)而一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“b”成形好了之后，工具T3和T6退回。
接著，在工步B中，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置中的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)30°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段與部分“c”相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。接著，由組件M4和M7操作的接受工具T3和彎曲工具T6用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“d”成形好了之后，這兩個(gè)工具T3和T6便退回。
接著，在工步C中，在第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12不開動(dòng)的狀態(tài)下，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段相應(yīng)于部分“e”的長(zhǎng)度。接著，由組件M4和M1操作的接受工具T3和彎曲工具T8用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)一起前進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“f”成形好了之后，這兩個(gè)工具T3和T8便退回。
接著，如工步D所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置中的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)45°。同時(shí)，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材送進(jìn)一段相當(dāng)于部分“g”的長(zhǎng)度。接著，當(dāng)由組件M1操作的線圈成形工具T1用第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，與線材41接觸時(shí)，線材41又由第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4驅(qū)動(dòng)，開始送進(jìn)，于是，便開始線圈部分“h”的成形。如工步E所示，當(dāng)線材41繼續(xù)送進(jìn)，形成緊密的主線圈部分“h”時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34便停止驅(qū)動(dòng)。線材41停止送進(jìn)，線圈成形工具T1退回。
接著，如工步F所示，第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12開動(dòng)，于是旋轉(zhuǎn)臺(tái)10便順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°。同時(shí)，由第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4將線材41送進(jìn)一段相當(dāng)于部分“i”的長(zhǎng)度。接著，由組件M6操作的，并用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的芯子工具向前推進(jìn)，在主軸6這一側(cè)與線材41輕微地接觸。然后，由組件M3操作的線圈成形工具T1向前推進(jìn)，在稍微遠(yuǎn)離主軸6的位置上與線材41接觸。然后，第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4開始驅(qū)動(dòng)線材41向前送進(jìn)，而芯子工具T4和線圈成形工具T1這兩種工具互相接觸，于是便開始了直徑較小的線圈部分“j”的成形。當(dāng)線圈部分“j”的成形完成時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34便停止驅(qū)動(dòng)，于是線材41的送進(jìn)也停止。然后，工具T4和T1退回。在這種情況下，由于主軸6是隨著成形工具一起轉(zhuǎn)動(dòng)90°，所以所以主線圈部分“h”的軸線便與線圈部分“j”的軸線成90 °。
接著，如工步G所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°。同時(shí)，第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4將線材送進(jìn)一段相當(dāng)于捕“k”的長(zhǎng)度。接著，當(dāng)由組件M2和M5操作的，用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34接受工具T7和彎曲工具T2與線材41接觸時(shí)，便形成了彎曲部分“l(fā)”，然后，工具T7和T2退回。
接著，如工步H所示，在第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12不開動(dòng)的狀態(tài)下，開動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4，將線材41送進(jìn)一段與“m”部分相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。由組件M6和M3操作的，用第二驅(qū)動(dòng)裝置的兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)的接受工具T3和彎曲工具T8一起向前推進(jìn)，與線材41接觸。當(dāng)彎曲部分“n”成形好了之后，這兩種工具T3和T8便退回。
最后，如工步I所示，開動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)12，于是旋轉(zhuǎn)臺(tái)10便向反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)135°。同時(shí)，線材41用第三驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)4送進(jìn)一段相當(dāng)于部分“o”的長(zhǎng)度。由組件M5操作的切斷工具T5用第二驅(qū)動(dòng)裝置的伺服電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，切斷線材41。然后，切斷工具T5退回。于是，成形為圖15所示形狀的線性彈簧便掉下來。
如以上所詳細(xì)描述的，在某些條件的限制下，布置了許多不同種類的成形工具(在所描述的實(shí)施例中是4種或5種，都是標(biāo)準(zhǔn)工具)，并且繞著主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且，使單獨(dú)一種工具，或者必要數(shù)量的不同種類的工具向一個(gè)對(duì)于線性彈簧的成形來說是最佳的方向推進(jìn)，從而可靠地完成線性彈簧的成形。換句話說，本發(fā)明能使一些種類不同的工具準(zhǔn)確地向著同一個(gè)方向，或者基本上相通的方向推進(jìn)。從理論上說，本發(fā)明能適應(yīng)360°內(nèi)任何角度上的成形工作。
因此，按照本發(fā)明，能夠完全擯棄常用技術(shù)中所使用的，任何為一個(gè)不常用的成形角度用的調(diào)整裝置，和任何由于線材的成形方向與成形工具的前進(jìn)方向之間的差別而需要的不方便的彎曲裝置。此外，還能夠在最有利的方向切斷已經(jīng)成形的線材。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，由于能夠?qū)为?dú)一個(gè)或者若干個(gè)最適合于線性彈簧成形的成形工具向著最適合于使線性彈簧成形的方向推進(jìn)，以完成線性彈簧的可靠的成形，所以能使線性彈簧的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)化，并且非常容易。不但能夠縮短準(zhǔn)備工作的時(shí)間，而且準(zhǔn)備工作所需要的技術(shù)內(nèi)容或步驟也簡(jiǎn)化了。因此，一個(gè)非熟練工人也能完成任何形狀的線性彈簧的準(zhǔn)備工作。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，不但能夠制造具有現(xiàn)有技術(shù)無法加工的形狀的線性彈簧，而且還方便了由于精密度要求很高而生產(chǎn)速度很低的彈簧的成形。因此，不用說，本發(fā)明能夠大大地提高生產(chǎn)率。
隨之而來的是第三個(gè)方面。近來，在線性彈簧的生產(chǎn)方面出現(xiàn)了兩種強(qiáng)烈的需求，即，大量生產(chǎn)和各種不同的線性彈簧的小批量的生產(chǎn)。按照本發(fā)明，即使成形工步的數(shù)量很多，而且線性彈簧的形狀又非常復(fù)雜，各類工具都只要用一種工具，就能夠滿足需要。本發(fā)明能使小批量生產(chǎn)以完全和大量生產(chǎn)同樣的方式來成形線性彈簧，而其生產(chǎn)準(zhǔn)備工作卻非常簡(jiǎn)單。
隨之而來的是第四個(gè)方面。一般，如果能使所使用的處在固定位置上的主軸與成形工具一起轉(zhuǎn)動(dòng)，就能夠大大簡(jiǎn)化具有很復(fù)雜的形狀的線性彈簧，例如具有不同線圈部分的復(fù)合線圈彈簧的成形工作。
按照本發(fā)明的第五個(gè)方面，當(dāng)線材彎曲時(shí)，其成形完全不受主軸的線材出口的邊緣的有害影響，并且不需要在扭轉(zhuǎn)線材和隨后在時(shí)間上與輔助工具相配合的同時(shí)來完成成形工具的送進(jìn)。因此，就能大大加快成形工具的前進(jìn)和后退的速度，因而能夠把線性彈簧的成形速度設(shè)定得很高。
按照本發(fā)明的第六個(gè)方面，雖然，在上面裝有成形工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)必須在成形的過程中完成轉(zhuǎn)動(dòng)，但，由于可以在旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間里送進(jìn)線材，或者使工具前進(jìn)或后退，能夠消除上述轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的不利影響。與上述五個(gè)方面相結(jié)合，生產(chǎn)率就提高了。
按照本發(fā)明的第七個(gè)方面，雖然上面裝有成形工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)是圍繞著主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的，但，任何兩個(gè)成形工具之間，它們相對(duì)于主軸中心線的關(guān)系是不變的。因此，例如，當(dāng)要使用許多彎曲線材的成形工具時(shí)，就能夠始終使用同一種成形工具的組合來完成成形工作。因此，就能夠保持高的成形精度，和上面所說的便于準(zhǔn)備工作。
按照本發(fā)明的第八個(gè)方面，如果徑向圍繞著主軸中心線的成形工具的數(shù)量增加了，結(jié)果，即使在完成同樣的成形工作的情況下，也要布置許多同類的成形工具，所以，在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)的那些成形工具都可以使用，從而縮短了轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間。當(dāng)能夠在預(yù)定角度的范圍內(nèi)繞著主軸中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)布置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外側(cè)時(shí)，這種效果是很明顯的。
如上所述，本發(fā)明的線性彈簧的成形方法和設(shè)備在工業(yè)上的效果是相當(dāng)顯著的。
本發(fā)明的各種細(xì)節(jié)可以變化，但不會(huì)脫離它的宗旨和范圍。此外，以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述只是為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其等同物確定。
權(quán)利要求
1.一種線性彈簧的成形方法，它具有下列步驟在一根主軸中心線的延長(zhǎng)線上，圍繞著該為線材導(dǎo)向的主軸的中心線，在垂直于或者基本上垂直于該主軸中心線的方向，將三個(gè)或更多的徑向布置的成形工具向前推進(jìn)，并使上述成形工具撞擊從主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材，其特征在于，該方法還包括下列步驟使一個(gè)在上面安裝了成形工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞著上述主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，使得至少一個(gè)所需要的成形工具的線材接觸表面處在適合于該線材成形的方向；以及在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)之后，通過許多驅(qū)動(dòng)裝置中的一個(gè)協(xié)同工作的驅(qū)動(dòng)裝置，使所需要的成形工具向中心線的延伸方向推進(jìn)，上述驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量，比上述成形工具的數(shù)量多，并且在用于成形線性彈簧的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外面圍繞著主軸的中心線徑向布置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述主軸繞著上述主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，上述線材從主軸的頂端部分送進(jìn)，并且在裝有相應(yīng)的成形工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞著主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的步驟中送進(jìn)，結(jié)果，所需要的一個(gè)或多個(gè)成形工具的線材接觸表面處在最適合于線材成形的方向上。
4.一種線性彈簧的成形設(shè)備，在該設(shè)備中，有三個(gè)或更多的圍繞著為線材導(dǎo)向的主軸的中心線徑向布置的成形工具，沿著垂直于或基本上垂直于主軸中心線的方向，向著上述主軸中心線的延伸方向推進(jìn)，并且上述成形工具撞擊在從主軸的頂端部分送進(jìn)來的線材上，該設(shè)備的特征在于它還包括一個(gè)用于使旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置，相應(yīng)的用于讓裝有成形工具的滑動(dòng)組件前進(jìn)和后退的的軌道固定在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，這些滑動(dòng)組件能沿著垂直于或基本上垂直于主軸中心線，向該主軸中心線的延伸方向前進(jìn)和后退；若干第二驅(qū)動(dòng)裝置，其數(shù)量等于或多于上述滑動(dòng)組件的數(shù)量，上述第二驅(qū)動(dòng)裝置圍繞著主軸的中心線，徑向布置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外面，用于使所需要的滑動(dòng)組件向主軸中心線的延伸線方向前進(jìn)和后退；一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)裝置，用于從主軸的頂端部分送進(jìn)上述線材；其中，上述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置控制成與上述第三驅(qū)動(dòng)裝置同步。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，上述主軸能繞著該主軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且能在兩種情況之間轉(zhuǎn)換，一種是主軸通過一個(gè)連接構(gòu)件固定住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，另一種是主軸通過另一種連接構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)結(jié)，使它能與旋轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其特征在于，用于第二驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源位于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外面，并且安裝在一個(gè)能繞著主軸中心線在預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源安裝臺(tái)上。
7.如權(quán)利要求4或5或6所述的設(shè)備，其特征在于，上述第二驅(qū)動(dòng)裝置上設(shè)有能向主軸中心線的延伸方向前進(jìn)和后退的弧形凸輪，并且，當(dāng)一個(gè)設(shè)置在上述滑動(dòng)組件上的凸輪隨動(dòng)件在與弧形凸輪的內(nèi)表面接觸的狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)到最接近于上述主軸時(shí)，該弧形凸輪的弧形內(nèi)表面的中心基本上處在上述主軸的中心線上。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，上述弧形凸輪可以在它的端部拼接一個(gè)輔助凸輪。
全文摘要
一種線性彈簧的成型方法和設(shè)備。該設(shè)備包括三個(gè)以上圍繞著主軸并且能轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度的,能同時(shí)向主軸中心線前進(jìn)并撞擊線材,以使線性彈簧成型的成型工具。該方法的特征在于:使裝有成型工具的旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞主軸中心線轉(zhuǎn)動(dòng),于是,至少一個(gè)成型工具的線材接觸表面處在適于線材成型的方向上;在旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)后,借助于一驅(qū)動(dòng)裝置使成型工具向中心線的延伸方向推進(jìn),使線性彈簧成型。驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量多于成型工具的數(shù)量。上述主軸也能繞其中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B21F3/00GK1171309SQ9711223
公開日1998年1月28日 申請(qǐng)日期1997年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月17日
發(fā)明者松岡武次, 大久保浩 申請(qǐng)人:Mec機(jī)械株式會(huì)社