CN110684889A - 一种气门弹簧制备装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种气门弹簧制备装置及方法，包括Scala机器人、机械爪手、气动夹紧组件、第一伺服电机、挂接板、第一丝杠组件、感应线圈、第二伺服电机、第二丝杠组件、第二感应线圈、龙门支架、传送带组件、工作平台、弹簧储备箱、气门弹簧、第一线圈挂接板和第二线圈挂接板。其中Scala机器人安装在传送带组件前方，带动机械爪手抓取弹簧储备箱中的气门弹簧，并将其安放在气动夹紧组件中，气动夹紧组件与传送带之间通过螺钉固定，均匀分布在传送带之上，气动夹紧装置安装在圆形凹槽内部，通过螺栓固定形成气动加紧组件，第一丝杠组件和第二丝杠组件通过螺栓安装在龙门支架上，第一伺服电机和第二伺服电机分别与第一丝杠组件和第二丝杠组件相连，线圈挂接板通过螺栓与第一丝杠组件和第二丝杠组件相连，第一感应线圈和第二感应线圈通过气动夹紧装置直接安装在线圈挂接板上。它不仅克服了传统气门弹簧柔性化差、表面脱碳、晶粒粗化等问题，而且可以提高气门弹簧生产效率和疲劳强度。

Description

一种气门弹簧制备装置及方法
技术领域
本发明涉及一种气门弹簧制备装置及方法，属于弹簧制造加工领域。
背景技术
配气机构是发动机重要的组成部分，其性能的好坏对发动机的可靠性和寿命有极大的影响。气门弹簧是配气机构的组成零件之一，其位于气缸盖与气门杆尾端弹簧座之间，是决定发动机配气机构是否正常工作的关键零件。因此，气门弹簧性能的优劣直接决定发动机的可靠性。
目前，气门弹簧传统制备工艺主要包括两种：第一种方法是将原料进行冷拉、热处理、卷簧、退火、磨簧、抛丸、热强压等工艺流程获得气门弹簧，其中原料来源于钢厂，冷拉和热处理来源于冷拉长，其余工艺流程来源于弹簧厂，该方法易产生库存量大、柔性化差、去应力退化不充分的缺点；第二种方法是将原料进行冷拉、卷簧、热处理、退火、磨簧、抛丸、热强压等工艺流程获得气门弹簧，该方法原料同样来源于钢厂，但剩余的工艺流程来源于弹簧厂，该方法虽有效解决库存量大的问题，但由于热处理流程采用空气炉连续生产模式，易产生脱碳、淬火后硬度不足，非马氏体数量较多、弹簧心部出现铁素体等问题，导致弹簧产生残余变形，严重影响气门弹簧的性能。因此，为提高气门弹簧性能，新型的气门弹簧制备装置及工艺的创新研发成为迫切需求。
发明内容
为克服传统气门弹簧制备工艺的缺点，本发明提出一种新型的气门弹簧制备装置及方法，为提高气门弹簧性能提供关键技术支撑。其技术方案为：
一种气门弹簧制备装置，其特征在于弹簧制备装置包括scala机械人、机械爪手、气动夹紧组件、第一伺服电机、线圈挂接板、第一丝杠组件、感应线圈、第二伺服电机、第二丝杠组件、第二感应线圈、龙门支架、传送带组件、工作平台、弹簧储备箱、气门弹簧、第一挂接板和第二挂接板。；其中scala机器人安装在传送带组件前方，带动机械爪手抓取弹簧储备箱中的气门弹簧，并将其安放在气动夹紧组件中，气动夹紧组件与传送带之间通过螺钉固定，均匀分布在传送带之上，气动夹紧装置安装在圆形凹槽内部，通过螺栓固定形成气动加紧组件，第一丝杠组件和第二丝杠组件通过螺栓安装在龙门支架上，第一伺服电机和第二伺服电机分别与第一丝杠组件和第二丝杠组件相连，线圈挂接板通过螺栓与第一丝杠组件和第二丝杠组件相连，第一感应线圈和第二感应线圈通过气动夹紧装置直接安装在线圈挂接板上，也可分别安装在第一线圈挂接板和第二线圈挂接板上。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，感应线圈由内向外对气门弹簧进行加热，提高弹簧内侧的强度。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，感应线圈可共同安装在线圈挂接板上，也可分别安装在第一线圈挂接板和第二线圈挂接板上，实现感应线圈的独立控制。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，感应线圈可按需进行更换，实现不同尺寸气门弹簧的柔性化生产。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，气动夹紧装置安装于传送带的凹槽中组成气动夹紧组件。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，龙门支架上的感应线圈可挂接1个或多个，感应线圈可同步控制也可独立控制。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，气动加夹紧装置的夹紧直径范围为0-100mm。
所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，线圈挂接板上的夹紧装置夹紧范围为0-100mm。
所述的一种气门弹簧制备方法，具体操作过程如下：
步骤一：回零操作，将Scala机器人、传送带组件、第一伺服电机和第二伺服电机进行回零；
步骤二：Scala机器人通过机械爪手抓取弹簧储备箱中的气门弹簧，并将其安放在气动夹紧组件；
步骤三：传送带组件在带动气门弹簧向前移动，当移动到固定的步长且弹簧到达指定位置的时候，传送带组件停止；
步骤四：第一伺服电机和第二伺服电机开始工作，第一伺服电机和第二伺服电机带动第一丝杠组件和第二丝杠组件牵引着线圈挂接板上的第一感应线圈和第二感应线圈，向下移动到指定位置；
步骤五：开启第一感应线圈和第二感应线圈的电源进行气门弹簧的加热处理；
步骤六：加热完毕后感应线圈上移，气动加紧组件打开，气门弹簧落到热处理淬火介质池当中。
本发明专利与现有的技术相比其优点在于：
1、本发明所涉及的气门弹簧制备装置及方法，其工艺流程为将弹簧钢进行冷拉、卷簧、热处理、磨簧、抛丸、热强压等工艺流程；其中在热处理工艺阶段主要采用感应线圈加热的方式，克服空气炉加热所带来的表面脱碳、晶粒粗化等问题。
2、由于感应线圈可按需更换，从而实现不同直径气门弹簧的一次性热处理，满足气门弹簧的柔性化生产，同时有效降低成本，达到节能环保的要求。
3、采用感应线圈进行气门弹簧热处理，可大幅度提高气门弹簧的加工效率。
4、由于气门弹簧的主要受力区域为弹簧的内表面，采用由内向外的加热方式，可大幅度提高气门弹簧的强度。
附图说明
图1气门弹簧制备装置总装图
图2具有感应线圈独立控制的气门弹簧制备装置总装图
图3多传送带气门弹簧制备装置总装图
图中：1、Scala机器人；2、机械爪手；3、气动夹紧组件；4、第一伺服电机；5、线圈挂接板；6、第一丝杠组件；7、第一感应线圈；8、第二伺服电机；9、第二丝杠组件；10、第二感应线圈；11、龙门支架；12、传送带组件；13、工作平台；14、弹簧储备箱；15、气门弹簧；16、第一线圈挂接板；17、第二线圈挂接板。
具体实施方式
为了进一步阐述发明专利的可行性和实用性，本发明专利将结合示意图对发明专利进行详细的阐述。
一种气门弹簧制备装置，如图1和图2所示，包括scala机械人1、机械爪手2、气动夹紧组件3、第一伺服电机4、线圈挂接板5、第一丝杠组件6、感应线圈7、第二伺服电机8、第二丝杠组件9、第二感应线圈10、龙门支架11、传送带组件12、工作平台13、弹簧储备箱14、气门弹簧15、第一线圈挂接板16和第二线圈挂接板17。；其中scala机器人1安装在传送带组件12前方，带动机械爪手2抓取弹簧储备箱14中的气门弹簧17，并将其安放在气动夹紧组件3中，气动夹紧组件3与传送带之间通过螺钉固定，均匀分布在传送带之上，气动夹紧装置安装在圆形凹槽内部，通过螺栓固定形成气动加紧组件3，第一丝杠组件6和第二丝杠组件9通过螺栓安装在龙门支架11上，第一伺服电机4和第二伺服电机8分别与第一丝杠组件6和第二丝杠组件9相连，线圈挂接板5通过螺栓与第一丝杠组件6和第二丝杠组件9相连，第一感应线圈7和第二感应线圈10通过气动夹紧装置直接安装在线圈挂接板5上。
图2为具有感应线圈独立控制的气门弹簧制备装置总装图，第一线圈挂接板16和第二线圈挂接板17独立挂接到第一丝杠组件6和第二丝杠组件9上，每个感应线圈可通过伺服电机进行独立控制，大幅提高气门弹簧15制备的柔性化。
一种气门弹簧制备方法，通过感应线圈加热提高气门弹簧性能，如图1所示，具体操作过程如下：
步骤一：回零操作，将Scala机器人1、传送带组件12、第一伺服电机4和第二伺服电机8进行回零；
步骤二：Scala机器人1通过机械爪手2抓取弹簧储备箱14中的气门弹簧15，并将其安放在气动夹紧组件3；
步骤三：传送带组件12在带动气门弹簧15向前移动，当移动到固定的步长且弹簧到达指定位置的时候，传送带组件12停止；
步骤四：第一伺服电机4和第二伺服电机8开始工作，第一伺服电机4和第二伺服电机8带动第一丝杠组件6和第二丝杠组件9牵引着线圈挂接板5上的第一感应线圈7和第二感应线圈10，向下移动到指定位置；
步骤五：开启第一感应线圈7和第二感应线圈10的电源进行气门弹簧9的加热处理；
步骤六：加热完毕后感应线圈6上移，气动加紧组件3打开，气门弹簧9落到热处理淬火介质池当中。
一种气门弹簧制备方法，通过感应线圈加热提高气门弹簧性能，如图2所示，具体操作过程如下：
步骤一：回零操作，将Scala机器人1、传送带组件12、第一伺服电机4和第二伺服电机8进行回零；
步骤二：Scala机器人1通过机械爪手2抓取弹簧储备箱14中的气门弹簧15，并将其安放在气动夹紧组件3；
步骤三：传送带组件12在带动气门弹簧15向前移动，当移动到固定的步长且弹簧到达指定位置的时候，传送带组件12停止；
步骤四：第一伺服电机4和第二伺服电机8开始工作，第一伺服电机4和第二伺服电机8带动第一丝杠组件6和第二丝杠组件9分别牵引着第一线圈挂接板16和牵引着第二线圈挂接板17上的第一感应线圈7和第二感应线圈10，向下移动到指定位置，实现每个感应线圈的独立可控；
步骤五：开启第一感应线圈7和第二感应线圈10的电源进行气门弹簧9的加热处理；
步骤六：加热完毕后感应线圈6上移，气动加紧组件3打开，气门弹簧9落到热处理淬火介质池当中。
本发明专利并不局限于上述实施方式，如果对本专利的各种改动和变形不脱离本发明专利的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明专利的权利要求和等同技术范围之内，则本发明专利也意图包含这些改动和变形。
尽管本文较多的使用了1、Scala机器人；2、机械爪手；3、气动夹紧组件；4、第一伺服电机；5、线圈挂接板；6、第一丝杠组件；7、第一感应线圈；8、第二伺服电机；9、第二丝杠组件；10、第二感应线圈；11、龙门支架；12、传送带组件；13、工作平台；14、弹簧储备箱；15、气门弹簧；16、第一挂接板；17、第二挂接板等术语，但并不排除其它术语的可能性，使用这些术语仅仅是为了描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明相违背的。

Claims (6)

1.一种气门弹簧制备装置，其特征在于，弹簧制备装置包括Scala机器人(1)、机械爪手(2)、气动夹紧组件(3)、第一伺服电机(4)、线圈挂接板(5)、第一丝杠组件(6)、感应线圈(7)、第二伺服电机(8)、第二丝杠组件(9)、第二感应线圈(10)、龙门支架(11)、传送带组件(12)、工作平台(13)、弹簧储备箱(14)、气门弹簧(15)第一挂接板(16)和第二挂接板(17)；其中Scala机器人(1)安装在传送带组件(12)前方，带动机械爪手(2)抓取弹簧储备箱(14)中的气门弹簧(17)，并将其安放在气动夹紧组件(3)中，气动夹紧组件(3)与传送带之间通过螺钉固定，均匀分布在传送带之上，气动夹紧装置安装在圆形凹槽内部，通过螺栓固定形成气动夹紧组件(3)，第一丝杠组件(6)和第二丝杠组件(9)通过螺栓安装在龙门支架(11)上，第一伺服电机(4)和第二伺服电机(8)分别与第一丝杠组件(6)和第二丝杠组件(9)相连，线圈挂接板(5)通过螺栓与第一丝杠组件(6)和第二丝杠组件(9)相连，第一感应线圈(7)和第二感应线圈(10)通过气动夹紧装置直接安装在线圈挂接板(5)上。
2.如权利要求1所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，第一感应线圈(7)和第二感应线圈(10)可共同安装在线圈挂接板(5)上，也可分别安装在第一线圈挂接板(16)和第二线圈挂接板(17)上。
3.如权利要求1所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，第一感应线圈(7)和第二感应线圈(10)可按需进行更换。
4.如权利要求1所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，龙门支架(11)上的感应线圈可挂接1个或多个。
5.如权利要求1所述的气门弹簧制备装置及方法，其特征在于，气动加夹紧装置安装于传送带的凹槽中组成气动夹紧组件(3)。
6.一种气门弹簧制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：回零操作，将Scala机器人(1)、传送带组件(12)、第一伺服电机(4)和第二伺服电机(8)进行回零；
步骤二：Scala机器人(1)通过机械爪手(2)抓取弹簧储备箱(14)中的气门弹簧(15)，并将其安放在气动夹紧组件(3)；
步骤三：传送带组件(12)在带动气门弹簧(15)向前移动，当移动到固定的步长且弹簧到达指定位置的时候，传送带组件(12)停止；
步骤四：第一伺服电机(4)和第二伺服电机(8)带动第一丝杠组件(6)和第二丝杠组件(9)牵引着线圈挂接板(5)上的第一感应线圈(7)和第二感应线圈(10)，向下移动到指定位置；
步骤五：开启第一感应线圈(7)和第二感应线圈(10)的电源进行气门弹簧(9)的加热处理；
步骤六：加热完毕后感应线圈(6)上移，气动加紧组件(3)打开，气门弹簧(9)落到热处理淬火介质池当中。
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