УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКИ ПО ОТВЕРСТИЮ Российский патент 1994 года по МПК B23K37/04 

Изобретение относится к сборочно-сварочным приспособлениям с ручным винтовым приводом, предназначенным для установки заготовки в положение для сварки, а именно для центрирования по отверстию.

Известно устройство для зажима и центрирования заготовки по отверстию, содержащее корпус с отверстием, установленную в отверстии корпуса штангу с рукояткой и центрирующий палец. При вращении рукоятки палец вводится в отверстие заготовки и вступает с ней в контакт. Сила, возникающая в точке контакта, направлена перпендикулярно к поверхности конуса. Проекция силы на плоскость перемещения заготовки будет максимальной при малых углах конуса, поэтому пологий конус легко смещает заготовку, обеспечивая ее центрирование. При больших углах конуса проекция силы на плоскость перемещения уменьшается и для осуществления центрирования приходится прикладывать к рукоятке больший момент, при этом увеличивается осевая составляющая силы, что может привести к повреждению кромки отверстия в точке контакта. При вращении рукоятки в обратном направлении палец выводится из отверстия, преодолевая сопротивление заготовки, например, вызванное ее тепловой деформацией при сварке.

Уменьшение угла конуса приводит к уменьшению величины смещения заготовки при центрировании, что вызывает необходимость более тщательной установки заготовки перед центрированием либо требует увеличения длины конуса, что не всегда возможно, например при центрировании заготовки по глухому неглубокому отверстию. Устройство с большим усилием центрирования или с малой величиной смещения при центрировании неудобно в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение удобства в эксплуатации.

Это достигается тем, что устройство для центрирования, содержащее корпус с резьбовым отверстием, штангу с винтовой нарезкой, размещенной в отверстии корпуса, и рукояткой, центрирующий палец, снабжено муфтой сцепления, установленной одной полумуфтой на штанге, а другой полумуфтой на центрирующем пальце, и винтом с опорной головкой. При этом на торцовых поверхностях полумуфт, обращенных друг к другу, выполнен один или несколько косых зубьев, а винт с опорной головкой закреплен на полумуфте штанги и свободно установлен в центрирующем пальце и его полумуфте с возможностью продольного перемещения на величину, превышающую высоту зубьев муфты сцепления.

Сравнение с прототипом показывает, что признаки, характеризующие оснащение устройства для центрирования муфтой сцепления с установкой полумуфт на штанге и центрирующем пальце и винтом с опорной головкой, а также признаки, определяющие конструкцию муфты, являются новыми и предложение отвечает критерию "новизна". Эти признаки не обнаружены в других известных аналогах и не образуют целого и самостоятельного объекта, следовательно, предложение отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - линия перемещения точки контакта конуса с заготовкой; на фиг. 3 - муфта сцепления.

Устройство для центрирования по отверстию содержит корпус, в полости которого расположены полумуфта 2 и штанга 3, выведенная наружу через резьбовое отверстие в корпусе 1 и оснащенная рукояткой 4. Обращенные друг к другу торцовые поверхности полумуфт 2 и 5 имеют по одному или по несколько косых зубьев и образуют муфту сцепления. Винт 6 с опорной головкой закреплен на полумуфте 5 штанги 3 и свободно установлен в центрирующем пальце 7 с возможностью продольного перемещения на величину С. На другом торце полумуфты 2 имеется центрирующий палец 7, диаметр которого соответствует диаметру отверстия в заготовке 8. Конец пальца 7 имеет форму усеченного конуса. Разность радиусов большего и меньшего оснований конуса определяет максимально допустимый эксцентриситет е, т. е. ту неточность расположения заготовки, при которой возможно произвести центрирование. Высота косых зубьев b на полумуфтах 2 и 5 выбрана такой, чтобы выполнялись условия.

b ≅ t/n (1)
b < С (2) где t - шаг резьбы штанги;
n - число зубьев.

Устройство работает следующим образом.

Для осуществления центрирования заготовки 8 вращают рукоятку 4. Полумуфта 5 штанги 3, вращаясь, движется к полумуфте 2, зубья полумуфты 5 входят в зацепление с зубьями полумуфты 2, т. е. происходит сцепление полумуфт муфты, и далее полумуфты 2 и 5 движутся вместе, вращаются и перемещаются в продольном направлении за каждый оборот рукоятки на величину, равную шагу резьбы t штанги. Палец 7 входит в контакт с заготовкой в некоторой точке а и при дальнейшем движении вводится в отверстие заготовки, смещая ее в поперечном направлении до устранения эксцентриситета е. В процессе центрирования точка контакта а перемещается по поверхности конуса по винтовой линии а-а. Сила взаимодействия пальца 7 с заготовкой 8 при центрировании направлена по касательной к линии а-а, т. е. под небольшим углом к плоскости перемещения заготовки, поэтому при малом продольном ходе вращающегося пальца и довольно большом угле его конуса перемещение заготовки производится столь же легко, как при малом угле конуса и большой длине хода невращающегося пальца.

Для освобождения заготовки после сварки вращают рукоятку в обратном направлении. При выполнении условия (1) полумуфта 5 отводится от полумуфты 2 по более крутой винтовой линии, чем наклонная поверхность косых зубьев, поэтому полумуфта 2 не вовлекается во вращение, а остается неподвижной до тех пор, пока не выберется зазор С. После этого полумуфта 2 начинает перемещаться винтом 6 и палец 7, преодолевая сопротивление заготовки, вызванное, например, ее тепловой деформацией при сварке, выводится из отверстия.

Муфта сцепления может иметь любую другую конструкцию, обеспечивающую соединение полумуфт при прямом ходе и разъединение при обратном ходе, что не изменяет принцип работы устройства при центрировании. Однако описанная конструкция устройства с муфтой сцепления представляется наиболее рациональной.

Устройство более удобно в эксплуатации и предотвращает повреждение кромки отверстия в заготовке благодаря уменьшению усилий в точке контакта.

Использование: при сборке под сварку с использованием центрирования по отверстию. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с отверстием, установленную в отверстии штангу 3 с рукояткой 4, центрирующий палец 7, муфту сцепления с полумуфтами 2 и 5 с косыми зубьями на торцовых поверхностях, обращенных друг к другу, и винт 6, жестко закрепленный в полумуфте 5 и размещенный в цетрирующем пальце 7 с возможностью продольного перемещения на величину С, превышающую высоту косых зубьев муфты. При вращении рукоятки 4 происходит сцепление полумуфты 5, закрепленной на штанге 3, с полумуфтой 2, закрепленной на центрирующем пальце 7, и их взаимное вращение. Палец 7 входит в контакт с заготовкой 8, вводится в отверстие заготовки и при дальнейшем движении центрирует заготовку, устраняя погрешность предварительной сборки. Для освобождения заготовки после сварки рукоятку 4 вращают в обратном направлении. В случае заклинивания центрирующего пальца 7 из-за теплой деформации при сварке полумуфта 2 не вовлекается во вращение до тех пор, пока не выберется расстояние С. После этого полумуфта 2 перемещается винтом 6 и палец 7 выводится из отверстия заготовки без вращения. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКИ ПО ОТВЕРСТИЮ, содержащее корпус с отверстием, установленную в отверстии корпуса штангу с рукояткой и центрирующий палец, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации, отверстие в корпусе выполнено резьбовым, палец выполнен с торцевой опорной поверхностью, устройство снабжено муфтой сцепления, одна из полумуфт которой закреплена на центрирующем пальце, вторая полумуфта закреплена на штанге, выполненной с винтовой нарезкой для размещения в резьбовом отверстии корпуса, при этом на торцевых поверхностях полумуфт, обращенных одна к другой, выполнены один или несколько косых зубьев, на полумуфте штанги закреплен винт с опорной головкой, свободно установленный в центрирующем пальце, причем разность расстояния от торцевой опорной поверхности центрирующего пальца до торцевой поверхности с зубьями его полумуфты и расстояния от торцевой поверхности с зубьями полумуфты штанги до опорной поверхности головки винта больше высоты зубьев муфты сцепления.