Устройство для профилирования кромок полых тел вращения

 

Использование: обработка металлов давлением, в частности для изготовления упорных колец конфорок для электроплит. Сущность изобретения: устройство содержит составную матрицу, состоящую из двух горизонтальных частей, причем верхняя часть, рабочая поверхность которой имеет профиль готовой делали, установлена на подпружиненных выталкивателях, размещенных в сквозных вертикальных пазах нижней части матрицы. По периметру нижней части матрицы выполнен выступ с кольцевым пазом, закаточный механизм содержит два типа роликов - наружные и внутренние. 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для изготовления упорных колец конфорок для электроплит.

Известно устройство для профилирования кромок полых тел вращения [1] Данное устройство содержит матрицу, закаточный механизм с роликами, имеющими вогнутые боковые поверхности одинаковой формы, установленные на осях в держателе, имеющем форму тарельчатой шайбы, при этом наклонная стенка этой шайбы вытянута к вершине главной оси, на которой закреплен держатель.

Недостатком данного устройства является невозможность профилирования изделий с высотой профиля более 10 мм.

Данный недостаток объясняется тем, что при профилировании высоких и тонких заготовок с целью предупреждения потери ими местной устойчивости необходим подпор в очаге деформации, который обеспечивается двухсторонним контактом заготовки с рабочей поверхностью матрицы с одной стороны и рабочей поверхностью профилирующих роликов с другой стороны. В известном же устройстве при профилировании заготовка в очаге деформации контактирует только с роликами, а подпор со стороны матрицы, расположенной ниже очага деформации, отсутствует, что приводит к смятию заготовки и образованию гофр, то есть к браку.

Кроме того, высота профиля, получаемого с помощью устройства, содержащего ролики одинаковой формы, ограничена прочностью этих роликов, так как, чем выше профиль, тем больше глубина вреза в ролик и тем меньше его прочность, то есть с помощью такого устройства невозможно получить изделия с высотой профиля более 10 мм.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для профилирования кромок полых тел вращения, описанное [2] и выбранное в качестве прототипа.

Известное устройство содержит подвижный стол с матрицей, имеющей рабочую поверхность с профилем по форме обрабатываемой детали, закаточный механизм с роликами, выталкиватели, подпружиненные в осевом направлении и размещенные в сквозных вертикальных пазах матрицы, причем рабочая часть матрицы выполнена с коническим выступом, расположенным с наружной стороны рабочей части под острым углом к ней и имеющим плоский торец на уровне вершины рабочей части, ролики выполнены с буртом, одна поверхность которого образована продолжением профиля рабочей части, а другая выполнена конической с углом конусности меньшим, чем у конического выступа матрицы, высота этого бурта равна высоте рабочей части матрицы, а выталкиватели выполнены по вертикали из двух частей, шарнирно связанных между собой, верхние из которых подпружинены в радиальном, а нижние в осевом направлении. Кроме того, в устройстве имеется подъемный механизм съема готовой детали.

Недостатком данного устройства является невозможность профилирования изделий с высотой профиля более 10 мм. Данный недостаток объясняется теми же причинами, что и в описанном выше устройстве, а именно: отсутствием подпора заготовки со стороны матрицы в очаге деформации, что приводит к потере устойчивости заготовки и, как следствие, к ее смятию, образованию гофр, то есть к браку; использованием для профилирования заготовки роликов одинаковой формы, прочность которых снижается с увеличением высоты профиля и глубины вреза в ролик, что не позволяет в этом случае получить профили с высотой более 10 мм.

Целью изобретения является профилирование кромок с высотой профиля более 10 мм.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для профилирования кромок полых тел вращения, содержащем подвижный стол с матрицей, имеющей рабочую поверхность с профилем по форме готовой детали, закаточный механизм с роликами, выталкиватели, подпружиненные в осевом направлении и размещенные в сквозных вертикальных пазах матрицы, согласно изобретению матрица выполнена сборной и состоит из двух горизонтально расположенных частей, причем верхняя часть, рабочая поверхность которой имеет профиль готовой детали, установлена на выталкивателях, размещенных в нижней части матрицы, по наружному диаметру которой выполнен выступ с кольцевым пазом, закаточный механизм содержит наружные ролики, соответствующие по форме профилю наружной части готовой детали, и торцевые ролики, соответствующие по форме профилю торцевой и внутренней частям готовой детали.

Наличие в устройстве раздвижной матрицы, состоящей из двух горизонтально расположенных частей, подпружиненных друг относительно друга, позволяет создать подпор в очаге деформации, необходимый для придания кромке заготовки жесткости и получения точного профиля с качественной поверхностью.

Использование в устройстве роликов двух типов наружных и торцевых - позволяет разделить профиль обрабатываемой детали на два достаточно пологих и простых по конфигурации участка, каждый из которых формируют отдельным роликом с соответствующим профилем. Ролики в этом случае имеют высокую прочность, так как глубина вреза в ролик невелика.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 раздвижная матрица с условным ее изображением в начальной (слева от оси) и конечной (справа от оси) стадиях процесса профилирования, на фиг. 3 узел I на фиг. 2 в начальной стадии профилирования.

Устройство содержит подвижный стол 1 с матрицей 2 и закаточный механизм 3. Подвижный стол 1, выполненный в виде прямоугольной пластины, установлен с возможностью горизонтального возвратно-поступательного перемещения на полозьях 4, которые закреплены на станине (не показано). Для перемещения стола 1 служит электропривод (на чертежах не показан), обеспечивающий скорость перемещения, равную 0,2 0,5 м/мин.

Раздвижная матрица 2 состоит из двух горизонтальных частей верхней 2a и нижней 2b (см. фиг. 2). Рабочая поверхность 5 части 2a имеет форму готовой детали 6. По наружному диаметру части 2b расположен рабочий выступ 7, на котором выполнен кольцевой паз 8 (см. фиг. 3), необходимый для установки в него заготовки 9. В нижней части 2b матрицы 2 выполнены три симметрично расположенных сквозных вертикальных паза 10, в которых размещены цилиндрические выталкиватели 11, подпружиненные в осевом направлении пружинами 12 и контактирующие верхней своей частью с частью 2a матрицы 2. Верхняя 2a и нижняя 2b части матрицы 2 связаны между собой с помощью трех болтов 13, установленных в симметрично расположенных сквозных отверстиях 14 и 15 верхней 2a и нижней 2b частей матрицы 2 соответственно, причем диаметр отверстий 14 больше диаметра резьбовых отверстий 15. Разность диаметров отверстий 14 и 15 обеспечивает свободное перемещение частей 2a и 2b матрицы 2 друг относительно друга в пределах заданного между ними промежутками 16, регулируемого с помощью болтов 13 и зависящего от высоты заготовки 9.

Для подъема и опускания матрицы 2 в устройстве имеются кулачок 17, роликовая опора 18, соединения со штоком 19, установленным во втулке 20, закрепленной в столе 1. Верхний конец штока 19 соединен с нижней частью 2b матрицы 2. Для поворота кулачка 17 служит электропривод 21 с числом оборотов n 3 6 об/мин.

Закаточный механизм 3 выполнен в виде вращающейся державки 22 с системой из трех наружных роликов 23 и трех торцевых роликов 24, чередующихся между собой и установленных в подшипниках качения (на чертежах не показаны).

Рабочая поверхность наружных роликов 23 имеет профиль наружной части готовой детали 6, а рабочая поверхность торцевых роликов 24 имеет профиль торцевой и внутренней частей готовой детали 6.

Для вращения закаточного механизма 3 служит электропривод 25 с числом оборотов n 100 об/мин.

Устройство работает следующим образом. В исходом положении стол 1 с матрицей 2 выдвинуты в крайне переднее положение (см. фиг. 1, пунктирная линия), то есть матрица 2 находится вне рабочей зоны закаточного механизма 3. Части 2a и 2b раздвижной матрицы 2 за счет действия подпружиненных выталкивателей 11 раздвинуты (см. фиг. 2, слева от оси). Роликовая опора 18 находится вне контакта с кулачком 17. При включении устройства в работу путем нажатия кнопки "Пуск" (на чертежах не показана) оператор включает электропривод 25, который приводит во вращение закаточный механизм 3. Оператор устанавливает в кольцевой паз 8 (см. фиг. 3) заготовку 9 и путем нажатия кнопки "Вперед" (на чертежах не показана) перемещает по полозьям 4 стол 1 с матрицей 2 и заготовкой 9 в крайнее заднее положение (см. фиг. 1, сплошная линия), то есть в рабочую зону закаточного механизма 3. Роликовая опора 18 входит в контакт с кулачком 17. Нажатием кнопки "Работа" (на чертежах не показана) оператор включает привод 21 поворота кулачка 17. Поворачиваясь, кулачок 17 воздействует через роликовую опору 18 и шток 19 на нижнюю часть 2b матрицы 2, перемещая ее вместе с заготовкой 9 вверх, в результате чего верхний край заготовки 9 входит в соприкосновение с вращающимися наружными роликами 23 и начинается процесс формирования наружной части заготовки 9. Под воздействием наружных роликов 23 кромка заготовки 9 постепенно отгибается и прижимается к рабочей поверхности роликов 23 и рабочей поверхности матрицы 2, приобретая их форму. Продолжая двигаться вверх, шток 19 перемещает вверх и часть 2b матрицы 2 вместе с заготовкой 9, сжимая при этом пружины 12 выталкивателей 11, верхняя же часть 2a матрицы 2, удерживаемая сверху роликами 23, остается неподвижной. После того, как роликовая опора 18 пройдет примерно 2/3 части поверхности кулачка 17, наружная часть заготовки 9 полностью приобретает необходимый профиль. В это время заготовка 9 входит в соприкосновение с торцевыми роликами 24 и при продолжающемся движении вверх штока 19 и нижней части 2b матрицы 2 формируется торцевая и внутренняя поверхности детали 6.

К моменту смыкания верхней 2a и нижней 2b частей матрицы 2 профилирование кромки закончено. Выталкиватели 11 полностью углублены в пазы 10. Роликовая опора 18, находящаяся в это время в верхней точке кулачка 17, начинает двигаться к нижней точке кулачка 17, увлекая за собой шток 19 и нижнюю часть 2b матрицы 2. Пружины 12 начинают постепенно разжиматься, воздействуя на выталкиватели 11, которые, выдвигаясь из пазов 10, раздвигают верхнюю 2a и нижнюю 2b части матрицы 2. Готовая деталь 6 при этом остается на верхней части 2a матрицы 2.

Роликовая опора 18, дойдя до нижней точки кулачка 17, воздействует на концевой выключатель (на чертежах не показан), отключая тем самым привод 21 поворота кулачка 17. Оператор нажатием кнопки "Назад" (на чертежах не показана) перемещает стол 1 с матрицей 2 и готовой деталью 6 в крайнее переднее положение, снимает с матрицы 2 готовую деталью 6, устанавливает новую заготовку 9 и цикл изготовления следующей детали 6 повторяется.

Заявляемое устройство в сравнении с прототипом обеспечивает получение деталей с высотой профиля более 10 мм с качественной поверхностью и требуемыми механическими свойствами.

Формула изобретения

Устройство для профилирования кромок полых тел вращения, содержащее подвижной стол с матрицей, имеющей рабочую поверхность с профилем по форме готовой детали, эакаточный механизм с роликами, выталкиватели, подпружиненные в осевом направлении и размещенные в вертикальных пазах матрицы, отличающееся тем, что матрица выполнена составной из двух полуматриц с горизонтальной плоскостью разъема, причем верхняя полуматрица, рабочая поверхность которой имеет профиль готовой детали, установлена на выталкивателях, размещенных в сквозных пазах нижней полуматрицы, по периметру которой выполнен выступ с кольцевым пазом, часть роликов закаточного механизма выполнена с рабочей поверхностью, соответствующей по форме профилю боковой наружной части готовой детали, а другая часть роликов с рабочей поверхностью, соответствующей по форме профилю торцевой и внутренней частей готовой детали, при этом ролики по периметру закаточного механизма расположены в чередующемся порядке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3