АГРЕГАТ ДЛЯ НАВИВКИ ПРУЖИН Российский патент 1996 года по МПК B21F3/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления пружин с поджатием торцевых витков методом горячей навивки из мерных калиброванных прутков с применением высокотемпературного термомеханического упрочнения.

Известно устройство для навивки пружин, содержащее смонтированные на станине узел подачи навиваемого материала, установленный с возможностью перемещения по круговой траектории с центром в месте навивки, узел нагрева, охлаждающую ванну и вертикальную оправку с приводом вращения и осевого перемещения в виде копирного устройства (см. а.с. N 1348040, кл. В 21 F 3/04).

Недостатками его являются невысокая производительность вследствие необходимости последовательного выполнения операций навивки пружины, выдержки ее по времени в закалочной среде и съема готовой пружины, а также несоответствие требованиям эргономики, обусловленное размещением привода вращения и осевого перемещения оправки под станиной, а закалочной ванны на станине. Вследствие этого при навивке длинных пружин узлы подачи материала и съема готовой пружины смонтированы на большой высоте и неудобны в обслуживании.

Кроме того, использование копира для навивки пружин с переменным шагом снижает технологические возможности оборудования и влечет за собой значительные затраты на изготовление и смену копира при переходе на производство пружин другого типоразмера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является агрегат для навивки пружин, содержащий узел подачи навиваемого материала, установленный с возможностью перемещения по круговой траектории с центром в месте навивки, узел нагрева, оправку с приводом вращения и осевого перемещения в виде передачи винт-гайка и охлаждающую ванну (см. а.с. N 816634, кл. В 21 F 3/04).

Недостатками его также являются невысокая производительность и несоответствие эргономическим требованиям, обусловленные теми же причинами. Кроме того, навивка пружины с переменным шагом обеспечивается за счет включения дополнительного привода в передаче винт гайка: что значительно усложняет конструкцию и систему управления, повышает затраты на изготовление и снижает надежность возврата оправки в исходное положение с заданным угловым положением зуба захвата заготовки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности агрегата, а также повышение надежности и его эргономических качеств.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема агрегата; на фиг.2 барабан с оправками; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Агрегат для навивки пружин содержит смонтированную в станине закалочную ванну 1 с размещенным в ней поворотным барабаном 2, привод вращения и длительный механизм 3 (мальтийский крест), которые размещены на станине. Барабан имеет 4 позиции: I навивки, IV съема, III и II промежуточные. На позициях барабана выполнены направляющие 4, по которым перемещаются ползуны 5. На ползунах 5 в опорах установлены вертикальные вращающиеся оправки 6, в нижней части которых выполнен "зуб" 7 для захвата подаваемой заготовки. Между торцом оправки 6 и ползуном 5 размещена фрикционная тормозная муфта 8. Верхний конец оправки снабжен хвостовиком 9 квадратного сечения. На ползунах 5 размещена фрикционная тормозная муфта 8. Верхний конец оправки снабжен хвостовиком 9 квадратного сечения. На ползунах 5 выполнены пазы 10, с которыми на позициях навивки и съема взаимодействует перемещающийся возвратно-поступательно Г-образный захват 11. Привод к нему выполнен в виде гидроцилиндра 12 и реечной передачи 13 и также смонтирован на станине.

Привод вращения и осевого перемещения оправки также смонтирован на станине и включает в себя ходовой винт 14 и гайку 15, шпиндель 16, шлицевое соединение 17 и обгонную муфту 18. Вращение ходового винта и шпинделя осуществляется от электродвигателя 19 через промежуточные валы 20 посредством 2-х пар сменных шестерен 21 и 22 и 2-х электромагнитных муфт 23. Конец шпинделя выполнен в виде гнезда 24, по размерам и форме соответствующего хвостовику 9 оправки 6.

Механизм подачи заготовки смонтирован на отдельной стойке с возможностью перемещения по круговой траектории с осью качания в зоне навивки пружины от гидроцилиндра 25 и включает в себя подающий ролик 26 с приводом вращения, прижимной 27 и направляющие 28 ролики, узел нагрева заготовки 29. Механизм съема готовой пружины включает в себя охваты и гидроцилиндр (не показаны),
Устройство работает следующим образом.

В исходном положении оправки 6 на позициях навивки и съема готовой пружины находятся в верхнем положении, на промежуточных позициях в нижнем положении, шпиндель 16 находится в верхнем исходном положении, при этом хвостовик 9 оправки 6 на позиции навивки входит в гнездо 24 шпинделя 16 и отключает фрикционную муфту 8 оправки.

Заготовки подаются по направляющим роликам 28 и прижимаются к подающему ролику 29 под углом, соответствующим "поджатым виткам". Включается привод подачи заготовок, заготовка, проходя через индуктор 29, нагревается и подается в зону навивки. Передний конец заготовки входит между оправкой 6 и "зубом" 7, включается электродвигатель 19, ходовой винт 14 начинает вращаться через первую пару шестерен 21, при этом шпиндель 16 также начинает вращаться (через паразитную шестерню), и так как он взаимосвязан с гайкой 15, то начинает перемещаться в осевом направлении, вращая и перемещая в осевом направлении оправку 6. Происходит формирование поджатого витка. Оправка 6 опускается в закалочную ванну 1, преодолевая небольшой гидравлический подпор в гидроцилиндре 12. Так как Г-образный захват 11 одновременно взаимодействует с ползунами 5 на позициях навивки и съема, оправка на позиции съема также опускается, при этом уже закаленная пружина на ней удерживается в охватах съемника и стаскивается с оправки.

При переходе на "рабочий виток" гидроцилиндр 25 поворачивает подающий механизм, и заготовка подается под углом, соответствующим "рабочему витку". Ходовой винт 14 получает вращение через вторую пару шестерен 22, гайка 15 и связанный с ней шпиндель 16 перемещаются со скоростью, соответствующей шагу "рабочих" витков. После формирования их переключением электромагнитных муфт 23 снова скорость перемещения шпинделя устанавливается соответствующей "поджатым" виткам, а привод подачи заготовок занимает соответствующее положение.

После окончания навивки шпиндель 16 возвращается в исходное положение без вращения, так как обгонная муфта 18 не позволяет ему вращаться в обратном направлении. При этом шпиндель сохраняет строго ориентированное угловое положение относительно хвостовика 9 оправки 6. Хвостовик 9 оправки, выйдя из гнезда 24 шпинделя, включает тормозную фрикционную муфту 8, которая фиксирует оправку 6 в ориентированном угловом положении. Оправка с навитой пружиной и оправка на позиции съема продолжают опускаться в закалочную ванну 1 уже под действием гидроцилиндра 12, после чего происходит поворот барабана 2 на одну позицию. Под действием гидроцилиндра 12 и Г-образного захвата 11 пустая оправка на позиции навивки и оправка с закаленной пружиной на позиции съема поднимаются в верхнее положение, при этом хвостовик 9 оправки на позиции навивки входит в гнездо 24 шпинделя и отключает фрикционную муфту 8. Далее цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемый агрегат обладает более высокой производительностью, так как он позволяет совместить по времени навивку пружины на первой позиции, выдержку пружин в закалочной среде на промежуточных позициях и съем готового изделия на последней позиции.

Кроме того, размещение закалочной ванны под станиной, а привода вращения оправки над станиной, использование в нем кинематической связи между ходовым винтом и электродвигателем позволило улучшить эргономику агрегата, так как подача заготовок и навивка пружины происходит на высоте, удобной для работника. Конструкция привода вращения и осевого перемещения оправки позволяет просто и надежно производить смену шага навивки.

Использование: в машиностроении для изготовления пружин методом горячей навивки. Сущность изобретения: агрегат для навивки пружин содержит узел подачи навиваемого материала, узел нагрева, охлаждающую ванну и оправки с приводом вращения и осевого перемещения. В охлаждаюшей ванне установлен поворотный многопозиционный барабан, на каждой позиции которого выполнены направляющие. По направляющим перемещаются ползуны, на каждом из которых установлена оправка и механизм ее фиксации. Ползуны на позициях навивки и съема взаимосвязаны с приводом перемещения, а оправки на позиции навивки периодически взаимодействуют с приводом вращения и осевого перемещения. В агрегате совмещены по времени навивка, закалка и съем изделий, что повышает его производительность, а конструктивное исполнение привода вращения оправок повысило экономичность. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. АГРЕГАТ ДЛЯ НАВИВКИ ПРУЖИН, содержащий узел подачи навиваемого материала, узел нагрева, вертикальную оправку, привод ее вращения и осевого перемещения и охлаждающую ванну, отличающийся тем, что он снабжен многопозиционным поворотным барабаном, на каждой позиции которого выполнены вертикальные направляющие с размещенными на них ползунами, установленными с возможностью перемещения по направляющим, приводом перемещения ползунов, установленным с возможностью взаимодействия с ними одновременно на позициях навивки и съема, дополнительными по числу позиций оправками и механизмами их фиксации, при этом барабан размещен в охлаждающей ванне, оправки и механизмы их фиксации размещены на ползунах барабана, а привод вращения и осевого перемещения оправок выполнен с возможностью периодического взаимодействия с последними. 2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что привод перемещения ползунов выполнен в виде гидроцилиндра, реечного механизма и Г-образного захвата, взаимодействующего с ползунами. 3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что механизм фиксации оправки выполнен в виде фрикционной муфты, размещенной между оправкой и ползуном барабана.