【盘绕之美】百炼钢成绕指柔,数控弹簧弯曲成形机
原创 2016-03-10 第375期 机械美学

想来大家啥花都送(收)过不稀奇了
不如操纵机器用铁丝弯一朵如何?
▼WAFIOS弯曲成形机窝铁丝花(50秒)▼
这铁丝花简陋归简陋
却胜在符合机械男的身份
上面那台会弯铁丝花的机器叫做卷簧机、数控弹簧折弯成型机(CNC Spring Bending Forming Machine),那是德国WAFIOS公司早在2012年EuroBLECH(国际金属板材加工技术展)上做的小演示。
↓↓真·铁线虫↓↓

弹簧(spring)是常用的储能零件,用弹性材料制成,在外力作用下发生形变,除去外力后又恢复原状。

人类最古老的弹簧应用是在青铜时代,弓弩就是最简单的非线圈弹簧(想不到第202期辣么酷炫的复合弓,居然有丧心病狂的人用它来射小区里的老太太)。恩,类似朝相反方向使劲拉树枝,突然释放出去攻击猎物的行为,在动画片里连动物和昆虫都会使用。。。话说肌肉运动的原理也有点象弹簧。。。
大家常说的弹簧是指螺旋弹簧,最早在15世纪被运用于门锁。而第一座弹簧驱动的大型钟在16世纪出现。1676年英国物理学家胡克(Robert Hooke)发现弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比,即胡克弹性定律。如今弹簧无处不在,小到手机钟表、大到飞机军舰,大多数机械产品都会用到它们。


按受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧;按形状分,有碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等。
按制作过程,弹簧分冷卷弹簧和热卷弹簧。簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷,由做好预处理的弹簧钢直接缠绕而成;大于8毫米的用热卷,卷成后再进行淬火、中温回火等处理。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理,以提高弹簧的承载能力。



原始的弹簧只是圆柱形的拉压簧,采用手工绕制,生产效率比较低,很难适应日益发展的工业生产需求,尤其是要加工精密弹簧及火车或坦克等重型设备的大型弹簧时非常困难,幸好有了各种卷簧机。
卷簧机用的是冷卷成型技术,机构都很复杂,有纯机械式、机械气动式,还有机械液压式的。据说弹簧生产老板的说法,在九十年代末到世纪初的几年间,卷簧机就是印钞机。如今国内的弹簧行业一片蓬勃,国内卷簧机设备的生产技术也已经很成熟,无需再依赖德国,日本和台湾(本文的图和视频资料大多还是德国和台湾的)。
▼弹簧是怎么制造的(5分)▼
弹簧的制造材料要求较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能,常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等等。
↓↓各种数控线材折弯成型机↓↓



↓↓各种数控线材折弯成型机↓↓





↓↓卷簧机侧面↓↓


↓↓状似怪兽口(ju)器(hua)的复杂机构↓↓



我们手工绕线时,往往需要一个位置固定的芯,再拿着线材绕着芯一圈圈缠,最后抽出芯留下线圈。也不同于第303期收草垛子的缠门高手(芯和线材同时转)。这种方法效率低,标准化和精确程度也低,弹簧的形态受到诸多限制,而且抽芯的动作多少会造成一点变形。
而卷簧机的原理则相反,它不用芯,出料口是固定的。在出料口前面轴向分布着多个顶杆,有的控制弹簧圈径、节距和导向,还有一柄刀。

工作时,送线滚轮持续旋转送料,将钢丝从导向板中源源不断的吐出来,旁边的各个顶杆按照程序井然有序的动作——你在这边挡一挡,我往那边推一推——钢丝碰到上下圈径杆前段的沟槽,在接触点摩擦力的作用下弯曲变形,形成一个圈。由于送料是持续的,所以不会生成闭合的圆圈,而是一圈一圈旋转伸长,成为弹簧。
↓↓举重若轻,钢丝成了软面条↓↓

↓↓Wafios FMK2 CNC 4轴卷簧机↓↓

设定好的步骤完成后,送料机构停止送料,切刀机构将弹簧切断,之后立即开始下一个循环,源源不断。。。看上去,仿佛是一条软趴趴的铁线虫,扭过来扭过去再盘个几圈,一个弹簧就长成了。(想了解更详细的技术原理的技术帝,请戳文章底部左下角的原文链接,看中国百科网的《卷簧机工作原理》专题)





↓↓Herdon卷簧机↓↓





▼Herdon台湾和东机械的自动卷簧机(7分10秒)▼
?ü?ü??é?£oMcLaren Photographic LLC
↑↑拍摄:McLaren Photographic LLC
↓↓Hensel & Partner卷簧机↓↓






↓↓Wild Group卷簧机↓↓





↓↓动图看着好过瘾↓↓

↓↓MAX ES50-8A CNC卷簧机↓↓

↓↓MAX FS50 CNC卷簧机↓↓




↓↓Gutekunst Federn卷簧机↓↓





↓↓FLORA CNC卷簧机↓↓

↓↓CNC-960 9轴卷簧机↓↓

↓↓这么大的铁怪物,拉出来的便便这么精致↓↓

↓↓源源不断↓↓

↓↓机械君也就每个盯着看了10分钟吧↓↓

↓↓精雕细琢↓↓


↓↓弹簧成品↓↓



↓↓外观检查↓↓


↓↓质量检测↓↓













这些小弹簧精致得可以直接当饰品
如果觉得用铁丝弯出来的玫瑰花不够好看
也许可以尝试用卷簧机做个戒指
体现成为领导绕指柔的决心
↓↓灵感来自于弹簧的首饰↓↓

