[发明专利]一种热成型卷簧机入料辊轮结构

说明书

本发明公开了一种热成型卷簧机入料辊轮结构，其中入料辊轮的料槽底面为一段椭圆曲线，入料辊轮的料槽为由料槽顶缘向椭圆曲线做切线的完整槽型，所述椭圆曲线满足以下公式：X²/D²＋J²/d_max³=1，其中d_max是弹簧坯料在卷绕使可能出现的最大直径尺寸,作为椭圆的短轴，D是椭圆的长轴，D的尺寸满足：D=d_max/C0Sɑ，其中ɑ为弹簧螺旋升角，本发明中的热成型卷簧机入料辊轮结构可有效缓解弹簧卷绕拉伤和压痕现象，提高了弹簧表面质量，进而提高了生产效率，保证了弹簧在服役过程中的目标寿命。

技术领域

本发明涉及弹簧生产技术领域，尤其涉及一种热成型卷簧机入料辊轮结构。

背景技术

热卷弹簧表面缺陷是导致弹簧产生早期疲劳断裂的主要原因之一，因此在生产过程中保护好热卷弹簧的外表面十分重要。热卷弹簧加热过程烧伤和其它机械损伤都比较容易预防和控制，但卷簧时入料辊轮对加热坯料的拉伤很难避免。

现在我们大多数热卷弹簧生产厂家使用的热卷簧机，无论是机械式还是两轴数控卷簧机，只要存在入料辊轮为非数字程序控制或卷簧机床身不能旋转的情况，参考图1，普遍的热卷弹簧卷形的过程为：弹簧坯料3加热好后，由人工或机械传动送到卷簧机入料端，然后由卷簧操作者将加热好的坯料3送到入料辊轮2和托料架支撑之间，随后坯料3被料钳送入芯轴1的卡盘夹紧绕制，入料辊轮2的进给速度通过数控指令或机械挂轮调节。坯料3一旦被入料辊轮2拉伤，往往遍及整个弹簧表面，将对弹簧表面造严重损伤。

发明内容

现有技术中常用的入料辊轮的料槽形状有直线型和圆弧型两种，参考图2，其中图2（a）为全包容性入料辊轮，图2（b）为半包容式直线型入料辊轮，图2（c）为半包容式圆弧型入料辊轮。用于自动进给卷簧机的入料辊轮只有一侧突起边缘，另一侧由溜板上的入料辊轮架代替，如图2（b）和图2（c），也有采用两边都有突起边缘的形式，如图2（a）。以上三种入料辊轮的形式只有在卷制前端支撑圈和末端收尾端圈以外，参考图3，坯料与入料辊轮端面均呈现一个夹角，这个夹角等于该弹簧的螺旋升角。参考图3，坯料与入料辊轮的交线是椭圆的一部分，所以按坯料圆形加工料槽不符合实际工作情况。

参考图4，弹簧坯料在入料辊轮上的移动速度V的计算公式为：

V =σ_b× D_中 × n_z

式中σ为坯料的抗拉强度,D_中为弹簧中径，n_z为卷簧机主轴转速。

入料辊轮的转速n_g的计算公式为：

n_g = D_中 / D_C × n_z

式中D_C为入料辊轮料槽底部的回转直径。

圆弧槽各点的绕速度V_P的计算公式为：

V_P ＝ 2 ×σ_b× P × n_g

式中P为圆弧所在点的回转半径。

因此，处于不同回转半径的弧面线速度也不等，这些因素都有损于弹簧的坯料表面。

参考图5，入料辊轮与坯料在进给方向的作用很小，在正常情况下一般不会拉伤坯料。但是在入料辊轮槽接触面相互之间的压力G却很大，主轴上的动力将通过芯轴卡盘、芯轴和入料辊轮对坯料施加弯曲力矩，使坯料弯曲成型。坯料表面的压力G为：

G = 3.14/32×σ/L×d³