УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ КАНАВОК НА ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ Российский патент 1995 года по МПК B21D17/04 

Изобретение относится к устройствам для обработки давлением полых цилиндрических заготовок с образованием направленных внутpь профильных канавок, например при изготовлении корпусов подшипниковых узлов велосипеда.

Известно устройство для ротационного обжатия труб, содержащее корпус с зажимной оправкой для обрабатываемых заготовок, деформирующий инструмент с держателем, средство для вращения держателя с инструментом и средство для радиальной подачи [1] В этом устройстве корпус выполнен в виде неподвижного статора с цилиндрическим сквозным отверстием, в котором помещены зажимная оправка с обрабатываемой заготовкой (оправка не показана в чертежах и в описании, но упомянута в ограничительной части формулы) и держатель с деформирующим инструментом. Держатель выполнен в виде цилиндрической втулки, в отверстии которой закреплен деформирующий инструмент, выполненный также в виде цилиндрической втулки, на внутренней поверхности которой образован профильный выступ. Средство для вращения держателя с инструментом выполнено в виде подпружиненных лопаток, помещенных в радиальных пазах, имеющихся на наружной поверхности держателя, с возможностью соприкосновения лопаток с внутренней поверхностью корпуса, и тангенциального отверстия, образованного в корпусе для подачи в его полость сжатого воздуха, при воздействии которого на лопатки происходит вращение держателя. Средство для радиальной подачи выполнено в виде полостей, имеющихся на наружной поверхности держателя с одной его стороны, из-за чего имеет место смещение оси центров тяжести его поперечных сечений относительно его геометрической продольной оси, и при вращении держателя, установленного эксцентрично в отверстии корпуса, под действием центробежной силы инструмент вдавливается в заготовку, обкатывая и деформируя ее в зоне контакта.

Конструкция известного устройства не дает возможности автоматизировать подачу, фиксацию, расфиксацию и удаление обрабатываемых заготовок, т.к. в нем не предусмотрен свободный доступ с какой-либо стороны в отверстие держателя для осуществления этих действий и требуется применение ручного труда, что снижает производительность устройства и повышает трудоемкость выполнения данной операции.

Техническая задача изобретения повышение производительности.

Для этого устройство для образования профильных канавок на полых цилиндрических заготовках, содержащее станину, корпус с зажимным устройством для обрабатываемых заготовок, деформирующий инструмент с держателем, механизм вращения инструмента и узел радиальной подачи, снабжено направляющими с упорами, корпус смонтирован в этих направляющих с возможностью вертикального перемещения и снабжен силовым поджимным приводом, зажимное устройство для обрабатываемых заготовок выполнено в виде установленных на упомянутых направляющих подвижных в вертикальном направлении двух кронштейнов, размещенных в них с возможностью горизонтального перемещения и вращения центровых фиксаторов обрабатываемых заготовок и связанных с ними, также размещенных в кронштейнах с возможностью горизонтального перемещения и зафиксированных от поворота подпружиненных относительно кронштейна держателей с роликами и копиров, установленных в корпусе с возможностью взаимодействия с упорами направляющих при своем перемещении вниз, деформирующий инструмент выполнен в виде нескольких, по числу образуемых канавок профилирующих дисков, установленных над обрабатываемыми заготовками на держателе, при этом держатель выполнен в виде шпинделя, смонтированного с возможностью совместного с дисками вращения в неподвижно закрепленном на станине кронштейне, которым снабжено устройство, а узел радиальной подачи выполнен в виде закрепленного в корпусе под обрабатываемыми заготовками с возможностью вертикального перемещения совместно с корпусом поворотного опорного барабана для заготовок.

Другое отличие устройства заключается в том, что оно снабжено узлом для автоматической подачи обрабатываемых заготовок, выполненным в виде смонтированного на станине бункера с нижним выходным отверстием для обрабатываемых заготовок, и помещенного под бункером подавателя-отсекателя заготовок, установленного с возможностью возвратно-поступательного горизонтального перемещения и кинематически связанного с установленным в бункере поворотным ворошителем, причем в подавателе-отсекателе выполнено углубление для заготовок, передняя по ходу подачи заготовок стенка которого установлена шарнирно с возможностью поворота вниз при обратном ходе подавателя-отсекателя и снабжена возвратной пружиной.

Еще одно отличие состоит в том, что оно снабжено узлом для удаления обработанных заготовок, выполненным в виде помещенного с противоположной относительно бункера стороны опорного барабана наклонного сбрасывающего лотка, который установлен с возможностью ограниченного поворота вниз его заходной стороны под действием силы тяжести и поворота вверх под воздействием опорного барабана.

Применение устройства позволяет полностью автоматизировать процесс обработки заготовок и за счет этого многократно повысить производительность, а также исключить ручной труд.

Кроме того, устройство позволяет прокатывать одновременно несколько (в нашем варианте две) профильных канавок, что дополнительно повышает ее производительность.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 узел I на фиг. 2 (в положении прокатывания канавок в заготовке, верхнее положение зажимного устройства и устройства для радиальной подачи; на фиг. 4 то же, при нижнем положении этих устройств; на фиг. 5 и фиг. 6 узел II на фиг. 2 (соответственно левое положение и положение при обратном ходе подавателя- отсекателя); на фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство содержит корпус 1 с зажимным устройством 2 для обрабатываемых заготовок 3, деформирующий инструмент 4 с держателем, механизм 5 вращения инструмента 4 и устройство 6 для радиальной подачи. Корпус 1 смонтирован в станине 7 установки на направляющих 8 с возможностью вертикального перемещения и снабжен силовым поджимным приводом, выполненным в виде поворотного копира 9, установленного на выходном валу редуктора 10 и взаимодействующего с роликом 11 вертикальной штанги 12, соединенной с корпусом 1 и помещенной в направляющей втулке 13 станины 7. Зажимное устройство 2 выполнено в виде установленных на направляющих 8 подвижно в вертикальном направлении двух кронштейнов 14 с помещенными в них с возможностью горизонтального перемещения и вращения центровыми фиксаторами 15 обрабатываемых заготовок 3, которые соединены с помещенными в кронштейнах 14 с возможностью горизонтального перемещения и зафиксированными от поворота посредством шпонок 16 держателя 17, снабженными роликами 18. Ролики 18 установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными в корпусе копирами 19, которые при вертикальном перемещении взаимодействуют с телами качения 20, помещенными в канавках 21 станины 7. Держатели 17 подпружинены относительно кронштейнов 14 пружинами 22. Направляющие 8 снабжены упорами 23 для ограничения перемещения вниз кронштейнов 14 зажимного устройства 2. Деформирующий инструмент 4 выполнен в виде нескольких (в данном примере двух) профилирующих дисков 24, которые установлены над обрабатываемыми заготовками 3 на держателе, выполненном в виде шпинделя 25, смонтированного с возможностью совместного с дисками 24 вращения в кронштейне 26, который неподвижно закреплен на станине 7. На шпинделе 25 закреплен шкив 27, соединенный посредством ременной передачи 28 с электродвигателем 29, который в свою очередь клиноременной передачей 30 соединен с входным валом редуктора 10. Устройство 6 для радиальной подачи выполнено в виде закрепленного в корпусе 1 под обрабатываемыми заготовками 3 с возможностью вертикального перемещения совместно с корпусом поворотного опорного барабана 31 для заготовок 3. Барабан 31 соединен посредством шпонки 32 с валом 33, установленным на подшипниках 34 в опорном кронштейне 35, который закреплен в корпусе 1.

Устройство снабжено узлом для автоматической подачи обрабатываемых заготовок 3, выполненным в виде смонтированного на станине 7 бункера 36 с нижним выходным отверстием 37 для обрабатываемых заготовок, и помещенного под бункером 36 подавателя-отсекателя 38 заготовок, установленного с возможностью возвратно-поступательного горизонтального перемещения с приводом от силового цилиндра 39. Подаватель-отсекатель 38 кинематически связан посредством упора 40 с установленным в бункере 36 поворотным ворошителем 41. В подавателе-отсекателе 38 выполнено углубление 42 для заготовки 3, передняя стенка 43 которого установлена шарнирно с возможностью поворота вниз при обратном ходе подавателя-отсекателя и снабжена возвратной пружиной 44.

Кроме того, устройство снабжено узлом для удаления обработанных заготовок 3, выполненным в виде установленного с противоположной относительно бункера 36 стороны опорного барабана 31 наклонного сбрасывающего лотка 45, который установлен с возможностью ограниченного поворота вниз его заходной стороны 46 под действием силы тяжести и поворота вверх под воздействием опорного барабана 31. Для ограничения поворота лотка 45 вниз предусмотрен упор 47.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском в работу подаватель-отсекатель 38 находится в левом положении (фиг. 1 и 5), барабан 31 и лоток 45 в нижнем положении (не показано), копиры 19 и кронштейны 14 зажимного устройства 2 также в нижнем положении, центровые фиксаторы 15 с наконечными 17 и роликами 18 в разведенном наружу положении (фиг. 4).

При пуске в работу в начальный момент включают работу силового цилиндра 39, подаватель-отсекатель 38 перемещается в правое положение (не показано), ворошитель 41 под воздействием упора 40 поворачивается внутрь бункера (фиг. 1) и производит механическое ворошение заготовок 3, предотвращая из застревание в бункере.

Затем включают электродвигатель 29, вращение от которого передается копиру 9 и шкиву 27 со шпинделем 25 и профилирующими дисками 24.

Под воздействием копира 9 происходит подъем штанги 12 с корпусом 1, копирами 19 и опорным барабаном 31. Под воздействием наклонных поверхностей копиров 19 происходит сближение центровых фиксаторов 15 в положение, показанное на фиг. 3, и зажим заготовки 3. В момент окончательного зажима заготовки опорный барабан 31 еще не соприкасается со сбрасывающим лотком 45, который при этом расположен между верхней поверхностью барабана 31 и нижней поверхностью подавателя-отсекателя 38. В этот момент включается обратный ход силового цилиндра 39, подаватель-отсекатель 38 перемещается в левое положение, а ворошитель 41 поворачивается вниз под действием силы тяжести (фиг. 1). Поскольку заготовка 3 в начале хода влево подавателя-отсекателя 38 уже зажата фиксаторами 15, стенка 43 подавателя-отсекателя поворачивается вниз, (фиг. 6), оставляя заготовку 3 в зафиксированном положении, а при дальнейшем движении подавателя-отсекателя 38 влево стенка 43 под воздействием пружины 44 возвращается в исходное положение (фиг. 5). В конце хода влево очередная заготовка 3 через отверстие 37 поступает из бункера 36 в углубление 42 подавателя-отсекателя.

Одновременно с ходом влево цилиндра 39 происходит дальнейший подъем корпуса 1 с опорным барабаном 31 и копирами 19. Барабан 31 соприкасается с зажатой в устройстве 2 заготовкой 3, и затем происходит подъем барабана 31 вместе с заготовкой 3 и зажимным устройством 2. Заготовка 3 соприкасается с вращающимися профилирующими дисками 24, а при дальнейшем подъеме барабана 31 с заготовкой 3 диски 24 вдавливаются в заготовку, которая начинает вращаться вместе с фиксаторами 15, передавая вращение барабану 31, и происходит образование канавок 48 в заготовке 3 (фиг. 3 и 7). Одновременно при подъеме барабана 31 вместе с заготовкой 3, соприкасающейся с барабаном, сбрасывающий лоток 45 поворачивается в крайнее верхнее положение, показанное на фиг. 7.

После окончания обработки заготовки 3 происходит быстрое опускание корпуса 1 с штангой 12, барабаном 31, копирами 19 и зажимным устройством 2, а также поворот вниз лотка 45. После соприкосновения кронштейнов 14 с упорами 23 опускание устройства 2 с зажатой в нем заготовкой 3 прекращается, а копиры 19 и барабан 31 продолжают опускаться. Продолжается также поворот вниз сбрасывающего лотка 45 до его соприкосновения с упором 47, когда заходная часть 46 лотка устанавливается между зажатой в устройстве 2 заготовкой 3 и продолжающим опускаться барабаном 31. На заключительном этапе опускания корпуса 1 с копирами 19 и с барабаном 31 фиксаторы 15 устройства 2 под воздействием пружин 22 на держателе 17 расходятся и освобождают заготовку 3, которая падает на лоток 45 и скатывается по нему в приемную емкость (на чертежах не показана). В конечный момент опускания корпуса 1 автоматически включается рабочий ход цилиндра 39, и цикл работы устройства повторяется.

Изобретение относится к устройствам для обработки давлением полых цилиндрических заготовок с образованием направленных внутрь профильных канавок, например, при изготовлении корпусов подшипниковых узлов велосипеда. Автоматическая установка содержит корпус с зажимным устройством для обрабатываемых заготовок, деформирующий инструмент с держателем, механизм вращения инструмента, устройство для радиальной подачи. Корпус смонтирован в станине установки на направляющих с возможностью вертикального перемещеня и снабжен силовым поджимным приводом. Зажимное устройство выполнено в виде установленных на направляющих подвижно в вертикальном направлении двух кронштейнов с помещенными в них с возможностью горизонтального перемещения и вращения центровыми фиксаторами обрабатываемых заготовок, соединенными с помещенными в кронштейнах с возможностью горизонтального перемещения и зафиксированными от поворота держателями, которые снабжены роликами, взаимодействующими с закрепленными в корпусе копирами и подпружинены относительно кронштейнов. Направляющие снабжены упорами для ограничения перемещения вниз кронштейнов зажимного устройства. Деформирующий инструмент выполнен в виде нескольких профилирующих дисков, которые установлены над обрабатываемыми заготовками на держателе, выполненном в виде шпинделя, смонтированного с возможностью совместного с дисками вращения в кронштейне, неподвижно закрепленном на станине. Устройство для радиальной подачи выполнено в виде закрепленного в корпусе под обрабатываемыми заготовками с возможностью вертикального перемещения совместно с корпусом поворотного опорного барабана для заготовок. Установка снабжена устройством для автоматической подачи заготовок, выполненным в виде смонтированного на станине бункера с нижним выходным отверстием для заготовок и помещенного под бункером подавателя-отсекателя заготовок, установленного с возможностью возвратно-поступательного горизонтального перемещения и кинематически связанного с установленным в бункере поворотным ворошителем. В подавателе-отсекателе выполнено углубление для заготовки. Передняя по ходу подачи заготовок стенка подавателя-отсекателя установлена шарнирно с возможностью поворота вниз при обратном ходе последнего и снабжена возвратной пружиной. Установка включает также устройство для удаления обработанных заготовок, выполненные в виде помещенного с противоположной относительно бункера стороны опорного барабана наклонного сбрасывающего лотка, который установлен с возможностью ограниченного поворота вниз его заходной стороны под действием силы тяжести и поворота вверх под воздействием опорного барабана. Использование изобретения позволит полностью автоматизировать процесс обработки заготовок и за счет этого многократно повысить производительность и исключить ручной труд. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ КАНАВОК НА ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ, содержащее станину, корпус с зажимным устройством для обрабатываемых заготовок, деформирующий инструмент с держателем, механизм вращения инструмента и узел радиальной подачи, отличающееся тем, что оно снабжено направляющими с упорами, корпус смонтирован в этих направляющих с возможностью вертикального перемещения и снабжен силовым подвижным приводом, зажимное устройство для обрабатываемых заготовок выполнено в виде установленных на упомянутых направляющих подвижных в вертикальном направлении двух кронштейнов, размещенных в них с возможностью горизонтального перемещения и вращения центровых фиксаторов обрабатываемых заготовок и связанных с ними также размещенных в кронштейнах с возможностью горизонтального перемещения и зафиксированных от поворота подпружиненных относительно кронштейна держателей с роликами и копиров, установленных в корпусе с возможностью взаимодействия с упорами направляющих при своем перемещении вниз, деформирующий инструмент выполнен в виде нескольких, по числу образуемых канавок, профилирующих дисков, установленных над обрабатываемыми заготовками на держателе, при этом держатель выполнен в виде шпинделя, смонтированного с возможностью совместного с дисками вращения в неподвижно закрепленном на станине кронштейне, которым снабжено устройство, а узел радиальной подачи выполнен в виде закрепленного в корпусе под обрабатываемыми заготовками с возможностью вертикального перемещения совместно с корпусом поворотного опорного барабана для заготовок. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено узлом для автоматической подачи обрабатываемых заготовок, выполненным в виде смонтированного на станине бункера с нижним выходным отверстием для обрабатываемых заготовок и помещенного под бункером подавателя-отсекателя заготовок, установленного с возможностью возвратно-поступательного горизонтального перемещения и кинематически связанного с установленным в бункере поворотным ворошителем, причем в подавателе-отсекателе выполнено углубление для заготовки, передняя по ходу подачи заготовок стенка которого установлена шарнирно с возможностью поворота вниз при обратном ходе подавателя-отсекателя и снабжена возвратной пружиной. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено узлом удаления обработанных заготовок, выполненным в виде помещенного с противоположной относительно бункера стороны опорного барабана наклонного сбрасывающего лотка, который установлен с возможностью ограниченного поворота вниз его заходной стороны под действием силы тяжести и поворота вверх под воздействием опорного барабана.