Способ изготовления спиралей шнеков и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии и оборудованию для гибки полосового материала путем навивки на ребро. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет навивки из заготовок переменной ширины и обеспечения возможности регулирования изгибающего усилия. В процессе навивки на закрепленную в приводе 1 оправку 2 формируют плотный пакет витков, внутренний даметр которых связан с текущим значением ширины полосы определенной зависимостью. Дается зависимость между этими величинами. Навитой пакет витков затем растягивают по шагу. Первоначально спираль растягивают на шаг, равный 0,7-0,8 заданного, а затем калибруют по наружному диаметру и шагу. Устройство для осуществления способа содержит составной формообразующий ролик и направляющий ролик. Формообразующий ролик выполнен из двух концентрично установленных на оси 7 частей 6 и 8. Наружняя часть 8 подпружинена пакетом тарельчатых пружин. Устройство включает узел регулировки усилия изгиба. В процессе навивки полосы переменной ширины обеспечиваются нелинейный характер изменения усилия поджима от перемещения, что обеспечивает оптимальные усилия изгиба и стабильность навивки полос с большим перепадом ширины по длине спирали. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 8 ил.

своз сонетсних ссциАлисти 1есних

РЕСПУБЛИН щ)5 В 21 В 11/С6

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕ7ЕНИЯ

Н А ВТОРСЙОМЪ СВИДЕТЕЛЬСВ 7ВУ

° °

° °

ГбсудАРстВенный Комитет по изоьРетениям и откРытинм

ПРИ ГННт СССР (21) 464335 /31-27 (22) 10, 11,88 (46) 07. 12.90. Бюл. Р 45 (71) Тернопольский филиал Львовского политехнического института им.Ленинского комсомола (72) О.Н. 11 аблий, Б.М. Ревко, P,Ê,Ро,» гатшнский, N.È.Ïêëèïåö; Р,Б. Генко, Л.Д. Радмк и Х.П. Коняк (53) 621.778.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 662220, кл. В 21 D 11/06, 28.09,76, Авторское свидетельство СССР

Ê 12?5642, кл. В 21 D 11(06,21.12.83. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЕЙ

ИНЕКОЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЪ71ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности

„„ЯО,„, 1611505. - А1 к технологии и оборудованию для гибки полосового; материала путем навивки нс ребро. 1!ель изобретения — расширение технологических возможностей зз с г навивки из заготовок переменной ..::ирины и обеспечения возможности регулирования изгибающего усилия.

В процес".е навивки на закрепленную в приводе 1 оправку 2 дюрмируют плотный и;=::.ет витков, внутренний дна етр которых связан с текущим значением ширины полосы определенной зависимостью. Дается зависимость между этими величинами. Навитой пакет витков затем растягивают по шагу. Первоначально спираль растягивают на шаг, равный 0,7-0,8 заданного, а зятем калибруют по наружному диаметру и шагу. Устройство для осуществления спо° собя содержит . оставной формообразу36 13505 ющий ролик и направляющий ролик. Формообразующий ролик йыполнен иэ двух канцентрично установленных на оси 7 частей 6 и 8. Наружная часть. 8 подпружинена пакетом тярельчатых пружин.

Усгройство включает узел регулировки усилия изгиба. Н процессе навивки паИзобретение относится к об;работке металлов давлением. в частности к технологии и оборудованию для гибки i5 полосового материала путем навивки на ребро.

Цель изобретения - расширение технологических воэмажностек эа счет

1 обеспечения навивки кз заготовок пе- 20 ременной ширины и обеспечения возможности регулирования изгибающего усиЛИЛа

НЯ AHI а 1 ПОКЯЗЯНЯ ЭЯГОтаВКЯ С IIe ременной шириной; на Аиг. 2 — процесс 25 формирования пакета плотных витков в процессе навивки; на фкг. 3 — схема к определению соотношения между шириной заготовки спирали и внутренним диаметром плотно навитых витков; пя

Лиг. 4 - растянутая по шагу спираль шнека, на Фиг. 5 — процесс калибровки спирали по наружному диаметру и шагу; на Лиг. 6 — устройство для на.вивки с узлом регулировки усилия изгиба; на Аиг. Э - вид А на Аиг. 6; на Лиг. 8 — тарельчятая пружиня.

Заготовкой для изготовления спиралей шнеков служат клинавкдные паласы, которые, как правило, получыот разрезкой полосы на гильотинных ножницах на трапециевидные заготовки.

Дпя точных спиралей с заданным законом изменения как наружного, так к внутреннего диаметра заготовка имеет вид трапеции с криволинейной стороной, которую палучяюг вырубкой ва штампе или разрезкой по разметке.

Формообразование спирали производят в две стадии — навивкя на оправС ( ку плотного пакета витков и растяжение ега ня заданный шаг с госледуюшей калибровкой.

Навивка осуществляется на закрепленную в приводе 1 правку 2. Для этого в зажимном механизме 3 крепят

55 конец полосы 4 и поджимают его форМообразующим роликом 5 с переменной

Высотой калибра для захода полосы. лосы переменнои ширины обеспечивается нелинейный характер изменения усилия поджима ат перемещения, что обеспечивает оптимальные усилия изгиба и стабильность навивки полос с большим перепадом ширины па длине спирали.

2 с. и 4 з.п.(I!-лы, 8 кл., 1 табл.

При вращении оправки 2 в приводе полоса 4 навивается на рабочую часть оправки 2, образуя пло":.ный пакет витков. Формообразующий ролик 5 закреплен с возможностью перемещения в радиальном к осевом то атнбшению к оправке направлениях та";, что зазор между прижимной кромкой ролика 5 и оправки 2 постоянный и составляет примерно 1-2 мм. Этого можно достичь, например, установкой приспособления на токарном станке с перемещением суппартя по копиру клк по программе (на станках с ЧПУ).

Для случая изготовления спиралей шнеков с постоянным значением наруж-. ного диаметра и шага, например, для спиралей гибких шнеков, спираль изготовляют иэ заготовки трапециевидного сечения, а проАкль оправки с целью упрощения технологии ее изготовления яппракскмкруют д ггай окружности.

Плотный пакет растягивают в спираль на заданный шяг. Прк этом для изготовления точнь х спиралей пакет растягивают сначала до нага, равного 0,7-0,8 ат величины заданного.

Указанное растяжение осуществляют на клиновом устракстве разгиба либо при небольшой разнице минимальной и максимальной ширины паласы путем приложения растягквающей силы P к концу спирали. Патам спираль калибруют во вращающихся роликах (Лиг,5), охватывающих данную спираль по периферии и имеющих винтовой пяз для заходя наружной кромки полосыа Ра.-ики имеют заходную сонкческую и калкбрующую цклиндрическуо части и при их вращении спираль перемещается в осеБОМ НЯПР ЯВЛЕНИИ л ПРК TOM ШЯГ CIIHDBJIH и наружный диаметр калибруются до зацаннога. Наиболее сп кмапьное количество роликов равно трем.

Калибровка мажет осуществляться и и лири роликах Еельиеге Лиеиетре ири

1505

55 соответствуюгую профилю оправки и ! задающуюся копиром или программой на

5 16! наличии упора, препятствующего выходу спирали с рабочей зоны, Устройство для навивки спирали переменной .ширины в плотный пакет состоит из привода 1 (фиг. 6), с закрепленной в нем ступенчатой оправкой 2, торцовая поверхность большей ступени которой выполнена в виде винтовой поверхности с шагом, равным толщине полосы.

В большей ступени эправки выполнен осевой паз, в котором с помощью втулки, выполняющей роль механизма зажима 3, фиксируется конец полосы 4.

Прижим заготовки к оправке осуществляется формообразующим роликом 5, выполненным составным, содержащим основную внутреннюю прижимную часть б, установленную на оси 7 с возможностью вращения, и кольцевую наружную часть

8 с рабочей торцозой поверхностью, охватывающей часть б,и установленную относительно последней с воэможностью осевого перемещения и вращения относительно оси 7., Ссь 7 составного фо-,— мообразующего ролика 5 расположена перпендикулярно оси оправки в корпусе 9, который установлен с возможностью радиального и продольного перемещения относительно оправки, папример в суппорте токарного станка, Часть 6 ролика установлена на оси с помог>ьг> подшипниковой втулки 10, a его наружная кольцевая часть 8— с помощью двух втулок 11 и 1?, первая иэ которых запрессована в иепьшую ступень кольцевой части 9, и охватывает по скользящей.посадт.е другую втулку 12, установленную на оси 7. . В осевом направлении наружная кольцевая часть 8 формообразующего ролика 5 подпружинена пакетом тарельчатых пружин 13. Упорное кольцо 14,. запрессованное во втулку 12, и упорный подиипник 15 обеспечивают проворот наружной кольцевой части 8 относительно опорного кольца 14 и оси 7. Узел враг ения и пакет тарельчатых пружин защищены кожухом 16, закрепленным на корпусе 9, Для направления полосы 4 в рабочую .зону рядом с формообразующим роликом расположен направляющий ролик 17, установленный с возможностью свободного вращения на оси 18, закрепленной в пазу корпуса 9. В зависимости от толщины спирали межосевое расстояние между роликами 5 и 17 регулируется смещением установки последнего по пазу (ие показан), Регупировка усилия изгиба при навивке достигается посредстьом узла регулировки изгибающего усилия, Узел

:регулировки установгеи на процолжении ос > . по другую сторону от корпус са 9„имеющей резьбовой конец 19 в винтовом соединении с которым находится регулировочная гайка 20, сжиЬ маючая та>ельчатые пружины 13 посредством шайс ы 21. Усилие изгиба на наружную кольцевую часть 8 формообразующего ролика передается о! пружины 13 с помощью толкающей шайбы 12 и толкателей 23, установленнгпх B ксрпусе 9 и воздействующпх на упорное кольцо 14 для пригедепия харак- . теристик пт>ужин. В соответствии с тробуемь>м законом изменением силы изгиба по периферийной части колец вь>полнены соответствующие радиальные вьтраэ» .

Устройство работает следующим обPBBS >, i,эог-.!утый конец полосы 4 закрепи

»r ет я vа оправке 2 в механизме 3 заж.пы. После этого осуществляется подвод формообразующего ролика 4 так, >то его н".ружнап ксльцевая чгсть 8 упирается в кромку полосы по ребру, а внутренняя основная его часть 6 при--.

>и>мает полосу к торпу большой ступени оправки. Зазор между оснояной частью б псджатого ролика и оправкой

2 црлжен составлять в зависимости ст

p=,змеров спира>ти около 1-2 5 мм. При это лодж;.тая кольцевая часть 8 отходит от оправки 2 на ширину полосы

Свободный конец полосы изгиба.от по цилиндрической поверхности ролика 6 и вставляют в зазор, образованный этой частью ролика и направляющим роликом 17. После этого включают привод 1 вращения (патрон стакана). в результате чего голоса под воздействием рабочей торцовой поверхности наружной кольцевой части 8 формообразующего ролика 5„ под>;атой пру>еиной 13 с усилием, достаточным для изгиба, навивается на меныпу1о ступень огравки 2.

Одновременно включают продольную подачу суппорта, определяющуюся усрецненной толщиной спирали по внутрен ней кромке, и поперечную передачу, станках с ЧПУ, Для получения спирали с заданными параметрами прежде всего необходимо

7 :16115 определить изменение текущей ширины спирали по длине 1 заготовки, которая в зависимости от шага Т, наружного 0 и внутреннего диаметров определяется по зависимости и к2 + (o2 (к}} /дф)2) Qi)i

2 1! о ° ъ где D . . — — диаметр нейтрального слоя ! растяйутой спирали D- = D — (В ((— поцравочный коэффициент.„ к = 1,1-1,2);

Ю - угловой параметр уравнения спи) рали..(геликоида) .

1к

Н,(g- 1) о кк., 2i В -1В о

При навивке спиралей из клиновидных полос с прямыми кромками длиной начальной шириной В, и конечной

В зависимость) преобразуется к виду:

Lo

1 р.

1 = ()J — ЙЯ;

2)) В -В, ф) в

При пав ив ке спиралей с по с то я нными параметрами 0 и Т образующую оправки можно аппроксимшровать вогнутой дугой окружности радиусом R, определяемым по зависимости:

2,5

R = I 1 + 025 (dî1 d оя) - + 4Я/1 (8Я), где 1

Р,} Г) — О 02}к/(о — кк, — ккк)) ) .к цк). + Т

Ъде В и  — соответственно минималь2 ная (начальная) .и максимальная (конечная) ширина полосы, К вЂ” поправочный коэффициент, 10 зависящий от шага спирали и толщины полосы, К = 0,66-0,7;

d и к) — диаметр начала и конца рабочего участка оправки.

Пример. Требуется изготовить спираль с постоянным наружным диамет10 15 20 25 30 35 40

О 5,421 11,337 17,86 25,15 33,34 42,57

85,45 75.к98 66.,7 57к59 48,87 40,73 33,5

9 ок

Величина диаметра оправки, соответствующего внутреннему диаметру ! плотного пакета витков, связана с текущей шириной полосы зависимостью.

П вЂ” ° */ )

Ф *)1(i !

) где  — ширина полосы на текущей длине;

Т,Э, d — шаг, наружный и внутренний диаметры спирали на участке полосы шириной В.

Следовательно, на рабочем участке оправки длиной 1 = 42,57 мм диаметр оправки изменяется от й« =: 85,45 мм

До d,î,= 33,5 мм.

05 8

При конкретных параметрах сйирали текущая длина оправки 1 связана с те. кущей длиной полосы L зависимоетью: где Н о — толщина з аго товхи; (I) — коэффициент неравномерности вытяжки, — длина Рабочей части оправки;

-))максимальный прогиб дуги.образующей,. который определяется по зависимости:

},/ГТк/o — кк — кв ) . к )- ) (ром )) = 100 мм, шагом Т = 80 мм, ширина полосы .которой изменяется от l0 до 40 мм. Длина спирали равна 1 = — 1000 мм. Толщина заготовки Но = Змм.

Длину заготовки определяют по приведенной зависимости с учетом того, что tt) = 2 ПС/Т = 25П, L = 3000 м.

Связь текущ)ей ширины полосы с коэффициентом длины оправки и ее диаметром

dо, определяемую го приведенным зависимостям, представляют в виде таблицы.!.

В соответствии с заданными зависимостями и кривая образующей оправки аппроксимируется дугой окру ности радиусом R = 119 мм.

1611505

0,51 I d ) + "ой К(В (+ В)) L1 — 0

45 I выступом и с рабочим торцом, а так)I(e привод перемещения формообразу-.. ющего.ролика в направлении, перпендикулярном и параллельном оси оправ50 ки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расш :рения технологических возможностей, формообраэующкй ролик снабжен механизмом поджима с узлом регулировки изгибающего усилия к выполнен составным в виде двух установленных на оси концентркч но относительно одна другой частей, внутренняя иэ которых смонтирована с возможностью вращения, а наружная, После навивки спираль разгибают на клиновом механ(изме разгиба до шага Т = 55-65 мм с дальнейшей калибровкой в роликовом калибре до шага

80 мм и наружного диаметра D = 100 ми.

В соответствии с предлагаемым способом высота калибра устройства, образующегося поверхностями оправки 2 и поверхностями внутренней прижимной части 6 и подвижной наружной кольцевой части 8 формообразующего ролика

5 изменяется от 10 мм до 40 мм, Следовательно, исходными данньик для расчета тарельчатых пружин должны быть величины сил изгиба полосы соотг е Гс твенно для Величии; сжатку. пружин, равных = 10 мм и = 40 мм.

Для кача.явного участка шириной

В = t0 мм п«п(нкмают усилие радиального пряжи?.:а Р,) = 700 Н, для конечного участка шириной В = 40 мм уси2 лие P должно составлять P = 35002

4000 Н Диаметр формообразующего ролика принимают D = 150-200 м??, Формула кзобpeтения

1. Способ изготовления спиралей шнеков путем плотной навивки полосовой заготсвкк на ребро по оправке и последующего растяжения на заданный шаг, î -. ë к ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологи -:.еских возможностей путем обеспечения навивки кз зягoToBQK с из?IBHFI ющейся шкркнок, в процессе плотной навивки формируют пакет витков, внутренний диаметр d которых связан с текущим значением ширины заготовки соотношением:

+02)И вЂ” c) ) где В и В „- соответственно минкмаль1 ная к максимальная ширина заготовки;

К вЂ” поправочный коэффициент, равный 0,66-0,?.

3. устройство для изготовления спиралей шнеков, содержащее оправку с. кольцевым выступом и приводом вращения, приспособление для заялма переднего кочца полосы на оправке, направляющий ролик для полось?, установленный на размещенной в корпусе оси, перпендикулярнок к оси оправки, формообразующий ролик с кольцевым

2В(1 — 0 021Т/d) Я О « 7 )!(tcc) + T ) - ) 5 где  — текущее значени- IIIvpHпы за.Готовкиу

Т,D, и d - оответственно шаг, паруж10 ьый и внутренний диаметры спиралк на участке с шири-ной В а растяженке пакета предварительно осуществляют до шага, равного 0,7-0 8 заданной веля"1ины шага, после чего спираль калибруют IIo шаг и пь наружному диаметру в. процессе ее основ опo перемещения до получепкя заданно -o шага.

2О

СПОСОб IIO ilc, 1 О т Л И Ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения спиралей с заданным шагом и наружным диаметр.;м из KFIHHBBHgHOF заготовки, наВК;3Kyc IIàкниаЮт CO СТОРОНЫ ЗаГОтОВКИ, имеющей меньшую ширину, а радиус R кривизны образу)ощей оправки выбирают

«) аBным 4

0 2 Яр - elec) «А(.

)) Я

У где 1 - длк (a рабочей части оправКИ

Hd - соответственно диаметр нао чала к конца рабочего участка оправки; (-, — максимальный прогиб дуги образующей, равнык:

0217„i(D — КВ - К б Л .) 2))(„г(р c)) yg )и + «г ) ))?

361 имеющая торцовую рабочую поверхность, подпрулмнена относительно внутренней и установлена с возможностью вращения и осевого перемещения.

4. Устройство по п. 3, о т л ич, а ю щ е е с я тем, что узел ре.гулирования изгибающего усилия выпол, нен в виде гайки, образующей с концом оси формообразующего ролика винтовую пару, толкателей, установленных (l

1в корпусе несущем ось формообраэу9

t ющего ролика, с возможностью взаимо(; действия с механизмом поджима и на-!

; ружной частью. формообразующего ролика, а также шайбы, закрепленной на

1505 12 концах толкателей, обращенных к механизму поджима, 5, Устройство по и 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм поджима выполнен в вице размещенного, на оси формообразующего ролика между гайкой и шайбой пакета тарельчатых пружин с радиальными прорезями по периферийной части.

6 ° Устроиство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что торцовая

J поверхность наружной части формообразующего ролика, кроме внутренней кромки, выполнена конусной с заданной величиной угла наклона образующей.

161 (505

О,7... О,8Т

ФЫ8.,5

)611505

Фиг.8

Составитель В. Шаброва

Техред Л.Олийнык

Корректор С. Шевкун

Редактор М. Бланар

Заказ 3791

Подписное

Тираж б02

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

» »«» «4

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101