ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПРЕССОВОЙ КЛЕПКИ Российский патент 1996 года по МПК B21J15/36 

Изобретение относится к сборочно-клепальным работам, в частности к инструменту для машинной клепки и может быть использовано в устройствах для групповой клепки.

Известна обжимка для прессовой клепки, содержащая смонтированный на корпусе расклепывающий пуансон, на котором концентрично и соосно ему установлены обойма, подпружиненная относительно корпуса тарельчатой пружиной и прижим пакета, подпружиненный пружиной относительно обоймы. На рабочем торце обоймы выполнено формирующее гнездо, ограничивающее боковое растекание материала заклепки. Размеры гнезда соответствуют размерам замыкающей головки заклепки. Усилие тарельчатой пружины примерно равно 0,6 конечного усилия клепки [1]
Обжимка, установленная в клепальном оборудовании и связанная с приводом, работает следующим образом.

Обжимка подводится к склепываемому пакету таким образом, что прижим и поддержка сжимают пакет усилием пружины. За счет силового перемещения пуансона с обоймой деформируется выступающий конец заклепки. Замыкающая головка образуется до заполнения материалом заклепки формующего гнезда в обойме. При дальнейшем перемещении пуансон внедряется в тело замыкающей головки, перемещая материал заклепки в зону пакета. Обойма при этом, предотвращая боковое растекание материала заклепки, сжимает тарельчатую пружину и смещается относительно пуансона, окончательно формообразуя замыкающую головку.

Недостатками данной обжимки являются:
1. Нет охлаждения обжимки во время горячей клепки, что ведет к ее расширению при нагреве, к снижению качества клепки и стойкости инструмента.

2. Нет самоцентрирования пуансона по оси заклепки, что приводит к снижению качества клепки из-за возможного смещения формообразующей головки относительно оси стержня.

3. Нет самоустановки обжимки относительно горизонтальной плоскости изделий, что ведет к снижению качества клепки из-за однобокого формирования головки заклепки относительно горизонтальной плоскости, если изделие имеет отклонение от горизонтали.

Известен узел самоцентрирования пуансона относительно матрицы, содержащий верхнюю подвижную плиту и связанную с ней обойму, в которой размещен хвостовик пуансона, сферическая опора и вкладыш. Между плоскими ответными поверхностями вкладыша и хвостовика пуансона размещена амортизирующая прокладка, выполненная в виде кольца, а в полости, образованной плоскими ответными плоскостями хвостовика и вкладыша и внутренней цилиндрической поверхностью амортизирующей прокладки, произвольным образом расположены тела качения, причем высота прокладки несколько больше диаметра тел качения, а на сферической поверхности вкладыша выполнены кольцевые канавки [2]
Узел самоцентрирования пуансона относительно матрицы работает следующим образом.

При контакте пуансона с заготовкой сжимается амортизирующая прокладка до соприкосновения плоской поверхности вкладыша с телами качения. При этом хвостовик пуансона несколько поднимается, образуя зазор по поверхности, в результате чего пуансон может совершать как угловые перемещения за счет наличия двух контактирующих сферических поверхностей, так и горизонтальные - за счет смещения торцевой поверхности хвостовика пуансона относительно плоской поверхности, контактирующих между собой через тела качения. Для повышения эксплуатационных свойств узла на сферической поверхности вкладыша выполнены кольцевые канавки, позволяющие снизить силы трения скольжения между двумя контактирующими сферическими поверхностями.

Недостатками данного узла являются:
1. Нет охлаждения амортизирующей прокладки, сферических поверхностей при горячей клепке, а их перегрев приводит к снижению качества при клепке.

2. При больших давлениях (клепка заклепок большого диаметра) возникают большие контактные напряжения между телами качения и вкладышем, что может привести к появлению на них выемок, ухудшению горизонтальных перемещений, а следовательно, к снижению качества клепки.

3. Сферическая поверхность на опоре выполнена выпуклой относительно хвостовика пуансона, поэтому он не может развернуться относительно центра сферы детали, например, головки заклепки, а всегда будет повернут на некоторый угол относительно центра сферической поверхности опоры, что приводит к снижению качества при клепке заклепок со сферической головкой.

4. Выставка пуансона относительно оси опоры осуществляется вручную принудительно, нет его самоцентрирования, что снижает качество изделий.

Наиболее близким аналогом изобретения является инструмент для прессовой клепки, содержащий закрепленную одним концом на хвостовике втулку с внутренним буртом на свободном конце, обжимку с формообразующей поверхностью на одном конце и фланцем на другом, установленную упомянутым фланцем во втулке с зазором между ними и с возможностью вращения относительно втулки, а также средство для обеспечения этого вращения [3]
Работает инструмент следующим образом.

Инструмент хвостовиком вставляется в шток силового привода пресс-скобы, а заклепка в отверстие соединяемых деталей. В результате осевого перемещения штока с инструментом при встрече втулки прижима с плоскостью соединяемых деталей она будет перемещаться по винтовой поверхности обжимки, заневоливая пружину кручения, выполняющей роль кинематической связи обжимки и втулки прижима. До контакта стержня заклепки с формообразующим гнездом обжимки соединяемые детали практически не будут испытывать усилия прижима друг к другу. В дальнейшем стержень нагретой заклепки, будучи сцентрирован формообразующим гнездом обжимки, придет с ней во взаимодействие и, в результате приложения к обжимке осевой силы, начнется процесс формообразования второй головки заклепки и соединения деталей. По мере увеличения осевой деформирующей силы, передаваемой торцами обжимки и хвостовика, соединяемые детали будут испытывать со стороны втулки-прижима, имеющего на торце рифления, осевую нагрузку. В результате дальнейшего осевого перемещения обжимки она повернется относительно хвостовика на некоторый угол, взаимодействуя между собой при этом, торцами обжимки и хвостовика.

Недостатками данного инструмента являются:
1. Нет охлаждения обжимки во время горячей клепки, что приводит к ее расширению во время нагрева, к снижению ее стойкости и к снижению качества клепки. Кроме того, при расширении обжимки при нагреве ухудшается скольжение втулки прижима по винтовой поверхности обжимки, а следовательно снижается и качество клепки.

2. Нет самоцентрирования обжимки относительно стержня заклепки, что может привести к смещению головки заклепки относительно ее стержня и соответственно к снижению качества клепки.

3. Нет самоустановки обжимки относительно горизонтальной плоскости изделий, что ведет к снижению качества клепки из-за однобокого формирования головки заклепки относительно горизонтальной плоскости, если изделие имеет отклонение от горизонтали.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества клепки.

Поставленная задача решается тем, что известный инструмент для прессовой клепки, содержащий закрепленную одним концом на хвостовике втулку с внутренним буртом на свободном конце, обжимку с формообразующей поверхностью на одном конце и фланцем на другом, установленную упомянутым фланцем во втулке с зазором между ними и с возможностью вращения относительно втулки, а также средство для обеспечения этого вращения, снабжен расположенным между хвостовиком и обжимкой вкладышем с амортизирующим элементом, обращенная к вкладышу торцевая поверхность фланца обжимки выполнена выпуклой сферической формы и оснащена выступом, расположенным по оси инструмента, сопряженная с упомянутой сферической поверхностью фланца обжимки поверхность вкладыша выполнена ответной сферической формы с осевым отверстием, в котором расположены выступ обжимки и охватывающий его амортизирующий элемент.

Кроме того, формообразующая поверхность обжимки выполнена сферической с центром, расположенным в одной точке с центром сферической поверхности фланца обжимки.

Поверхность выступа обжимки и отверстия вкладыша выполнены с канавками.

Сущность изобретения подтверждается чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 предлагаемый инструмент, общий вид;
на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1, вариант.

Инструмент для прессовой клепки содержит закрепленную на хвостовике 1 одним концом втулку 2, выполненную с внутренним буртом 3 на свободном конце, обжимку 4 с формообразующей поверхностью 5 на одном конце и фланцем с выпукло сферической поверхностью 6 и выступом 7 на другом конце. Фланец обжимки и вкладыш 8 размещены во втулке 2 с зазором. Вкладыш 8 имеет центральное отверстие, в которое установлен амортизирующий элемент 9, охватывающий выступ 7 обжимки 4 и сферическую поверхность 10, контактирующую со сферической поверхностью 6 фланца обжимки. Средство для вращения обжимки выполнено в виде тангенциальных сопел 11, размещенных равномерно по окружности втулки 2, а подвод воздуха осуществляется через отверстия 12, 13, 14 хвостовика 1. На хвостовике установлены защитные кольца 15 и 16. Отверстия 17 служат для сброса лишнего давления воздуха во втулке 2. В варианте исполнения (фиг. 3) на поверхности хвостовика обжимки и отверстия вкладыша выполнены канавки 18 и 19 для подвода воздуха к сферическим поверхностям. Формообразующая поверхность 5 и сферическая поверхность 6 (см. фиг. 1) обжимки имеют общий центр.

Работает инструмент следующим образом.

Инструмент хвостовиком 1 вставляется в шток силового привода скобы (на чертеже не показан), а заклепка 20 в отверстия соединяемых деталей. Подается воздух в инструмент. Струи воздуха из отверстия 14 приподнимают обжимку 4 с вкладышем 8, уменьшая силы трения вкладыша по поверхности хвостовика 1, а струи из отверстий 11 приводят обжимку во вращение вокруг вертикальной оси. Лишний воздух удаляется через отверстия 17 во втулке 2 и через зазоры между втулкой и обжимкой. Далее осуществляется осевое перемещение штока привода с инструментом вверх. При встрече формообразующей поверхности 5 обжимки 4 со стержнем заклепки 20 в результате вращения и свободного перемещения обжимки 4 с вкладышем 8, соединенных амортизирующим элементом 9, происходит самоустановка обжимки 4 по оси стержня заклепки 20. При дальнейшем перемещении в результате приложения осевой силы начнется процесс формообразования головки заклепки, при этом возможно и угловое перемещение обжимки за счет наличия двух контактирующих поверхностей на ней и на вкладыше 8. После прекращения клепки за счет амортизирующего элемента 9 обжимка вернется в вертикальное положение. В варианте исполнения (фиг. 3) канавки 18 и 19 служат для подвода воздуха к сферическим поверхностям, что приводит к уменьшению сил трения между ними при повороте обжимки и к ее охлаждению.

Таким образом, наличие сферической поверхности с выступом на фланце обжимки, амортизирующего элемента, установленного в центральное отверстие вкладыша и соединяющего его с хвостовиком обжимки, а также выполнение формообразующей поверхности обжимки и сферической поверхности торца фланца обжимки с общим центром, позволяет осуществлять угловой поворот обжимки относительно вертикальной оси, что повышает качество клепки, если поверхности изделий имеют отклонение от горизонтали. ЫЫЫ2

Использование: при сборочно-клепальных работах, преимущественно в устройствах для групповой клепки. Сущность изобретения: на хвостовике одним концом закреплена втулка с внутренним буртом на свободном конце, в которой с возможностью вращения установлена обжимка с формообразующей поверхностью. Размещенный во втулке конец обжимки выполнен с фланцем, торцевая поверхность которого имеет сферическую форму и выступ. Между обжимкой и хвостовиком во втулке установлен вкладыш, сопряженная с обжимкой поверхность которого имеет ответную сферическую форму и отверстие, расположенное по оси инструмента. В отверстии расположены выступ обжимки и охватывающий его амортизирующий элемент. Формообразующая поверхность обжимки может быть выполнена сферической с центром, расположенным в одной точке с центром сферической поверхности фланца. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Инструмент для прессовой клепки, содержащий закрепленную одним концом на хвостовике втулку с внутренним буртом на свободном конце, обжимку с формообразующей поверхностью на одном конце и фланцем на другом, установленную упомянутым фланцем во втулке с зазором между ними и с возможностью вращения относительно втулки, а также средство для обеспечения этого вращения, отличающийся тем, что он снабжен расположенным между хвостовиком и обжимкой вкладышем с амортизирующим элементом, обращенная к вкладышу торцевая поверхность фланца обжимки выполнена выпуклой сферической формы и оснащена выступом, расположенным по оси инструмента, сопряженная с упомянутой сферической поверхностью фланца обжимки поверхность вкладыша выполнена ответной сферической формы с осевым отверстием, в котором расположены выступ обжимки и охватывающий его амортизирующий элемент. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что формообразующая поверхность обжимки выполнена сферической с центром, расположенным в одной точке с центром сферической поверхности фланца обжимки. 3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что поверхности выступа обжимки и отверстия вкладыша выполнены с канавками.