Устройство для пробивки отверстий
Изобретение относится к устройству для пробивки отверстий. Устройство содержит корпус, блок привода, присоединенный к верхней части корпуса, и кулачковый блок, совершающий под действием приводного усилия блока привода перемещение в горизонтальном направлении внутри корпуса. Во вторую кулачковую канавку кулачкового блока вставлен второй вращающийся ролик, соединенный со штоком. Вторая кулачковая канавка включает в себя первый и второй участки канавки, располагающиеся под заданными углами наклона относительно направления перемещения кулачкового блока таким образом, что при опускании штока в направлении обрабатываемой детали второй вращающийся ролик перемещается со второго участка канавки на первый участок канавки, имеющий меньший угол наклона, за счет чего происходит увеличение движущей силы, передаваемой на шток. В результате обеспечивается уменьшение размера при одновременном увеличении выходного усилия. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для пробивки отверстий, обеспечивающему пробивку отверстия и т.д. в обрабатываемой детали за счет выдвижения штока в осевом направлении в сторону этой обрабатываемой детали, осуществляемого под действием приводного усилия блока привода.
Предпосылки создания изобретения
Как раскрыто в выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №2014-205151, заявителем настоящего изобретения было предложено устройство для пробивки отверстий, обеспечивающее формирование отверстия в результате процесса пробивки отверстий за счет выдвижения пробойника относительно объекта обработки в форме листа. В этом устройстве для пробивки отверстий внутри корпуса с возможностью скольжения установлен кулачковый блок, и вал блока привода, установленного на боковой части корпуса, соединен с этим кулачковым блоком. Кроме того, в кулачковом блоке сформирована кулачковая канавка, и в эту кулачковую канавку вставлен вращающийся ролик, установленный на торце штока, размещенного с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении. Кроме того, за счет перемещения кулачкового блока под действием приводного усилия блока привода вращающийся ролик перемещается вдоль кулачковой канавки вниз, обеспечивая при этом перемещение штока в вертикальном направлении вниз и выполнение процесса формирования отверстия в объекте обработки с помощью пробойника, смонтированного на этом штоке.
Краткое изложение изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для пробивки отверстий, обеспечивающего возможность уменьшения размера при одновременном увеличении выходного усилия.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для пробивки отверстий согласно настоящему изобретению содержит:
корпус;
блок привода, установленный в корпусе и снабженный приводным валом, совершающим перемещение в осевом направлении;
шток, установленный параллельно направлению перемещения приводного вала с возможностью свободного перемещения относительно корпуса; и
механизм передачи движущей силы, имеющий ползун, установленный с возможностью свободного перемещения в направлении, практически перпендикулярном направлению перемещения приводного вала, и предназначенный для передачи движущей силы, вырабатываемой блоком привода, через ползун на шток;
причем этот ползун включает в себя:
первый наклонный участок, который располагается с наклоном относительно направления перемещения приводного вала и находится в зацеплении с торцом приводного вала; а также
второй наклонный участок, который располагается с наклоном относительно направления перемещения и находится в зацеплении с концом штока; и
дополнительно содержит механизм увеличения силы, обеспечивающий преобразование направления передачи движущей силы в практически перпендикулярное направление с помощью первого наклонного участка и передачу движущей силы на ползун, а также перемещение этого штока в осевом направлении при одновременном увеличении движущей силы за счет отжатия штока с помощью второго наклонного участка в результате перемещения ползуна.
В соответствии с настоящим изобретением механизм передачи движущей силы в составе устройства для пробивки отверстий включает в себя ползун, установленный с возможностью свободного перемещения в направлении, практически перпендикулярном направлению перемещения приводного вала. Этот ползун имеет первый наклонный участок, который располагается с наклоном относительно направления перемещения приводного вала и находится в зацеплении с торцом приводного вала, а также второй наклонный участок, который располагается с наклоном относительно направления перемещения и находится в зацеплении с концом штока. Механизм передачи движущей силы дополнительно содержит механизм увеличения силы, обеспечивающий преобразование направления передачи движущей силы в практически перпендикулярное направление с помощью первого наклонного участка и передачу движущей силы на ползун, а также перемещение этого штока в осевом направлении при одновременном увеличении движущей силы за счет отжатия штока с помощью второго наклонного участка в результате перемещения ползуна.
Таким образом, за счет первого наклонного участка, обеспечивающего преобразование направления передачи движущей силы блока привода, появляется возможность размещения блока привода в практически перпендикулярном направлении по отношению к направлению перемещения ползуна и, следовательно, возможность уменьшения размера устройства для пробивки отверстий по ширине в направлении перемещения ползуна, а также увеличения движущей силы, прикладываемой к штоку, с помощью механизма увеличения движущей силы.
Указанные выше цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, на которых предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения показан с использованием иллюстративного примера.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - общий вид в разрезе устройства для пробивки отверстий согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - вид в перспективе устройства для пробивки отверстий, представленного на фиг. 1, в разобранном состоянии;
Фиг. 3 - вид устройства для пробивки отверстий, представленного на фиг. 1, в сечении по III-III;
Фиг. 4 - общий вид устройства для пробивки отверстий, представленного на фиг. 1, в разрезе, иллюстрирующий состояние этого устройства для пробивки отверстий с запущенным блоком привода и отжатым вниз штоком, при котором выполняется механическая обработка обрабатываемой детали.
Описание вариантов осуществления
Как показано на фиг. 1-4, устройство 10 для пробивки отверстий включает в себя корпус 12, шток 16, установленный с возможностью свободного перемещения вдоль сквозного отверстия 14 в корпусе 12, блок 18 привода, обеспечивающий привод штока 16 в движение, и механизм 20 передачи движущей силы, обеспечивающий увеличение и передачу движущей силы от блока 18 привода на шток 16.
Корпус 12, например, в форме блока с прямоугольной формой в поперечном сечении закреплен на пути транспортировки, на котором установлено устройство 10 для пробивки отверстий и снабжен первым приемным отверстием 22, проходящим в горизонтальном направлении (в направлении стрелок A1, А2) практически по центру вдоль направления высоты этого корпуса. Оба открытых торца этого первого приемного отверстия 22, имеющего прямоугольную форму в поперечном сечении, закрыты крышками 24а, 24b, смонтированными на боковых поверхностях корпуса 12.
Кроме того, на верхнем участке корпуса 12 со стороны одного торца (в направлении стрелки А1) сформировано отверстие 26 с прямоугольно формой в поперечном сечении, проходящее в вертикальном направлении вниз (в направлении стрелки В1) в первое приемное отверстие 22.
Кроме того, в корпусе 12 сформировано второе приемное отверстие 28 с прямоугольной формой в поперечном сечении, проходящее в вертикальном направлении (в направлении стрелок В1 и В2) перпендикулярно первому приемному отверстию 22. Это второе приемное отверстие 28, сформированное со стороны другого торца (в направлении стрелки А2), проходит от центра вдоль продольного направления (в направлении стрелок А1 и А2) первого приемного отверстия 22, пересекает это первое приемное отверстие 22 и выходит своим верхним торцом на верхнюю часть корпуса 12.
Нижний торец этого второго приемного отверстия 28 проходит в корпусе 12 на заданную высоту от нижней части корпуса 12 (в сторону первого приемного отверстия 22) и переходит в сквозное отверстие 14, сформированное в нижней части корпуса 12. Сквозное отверстие 14 имеет круглую форму в поперечном сечении и проходит от нижнего торца второго приемного отверстия 28 до нижней поверхности корпуса 12. То есть второе приемное отверстие 28 и сквозное отверстие 14 располагаются на одной прямой линии вдоль вертикального направления (в направлении стрелок В1 и В2).
Боковые поверхности корпуса 12 с размещенным внутри механизмом 20 передачи движущей силы и т.д. закрыты крышками 30а, 30b, смонтированными на этих боковых поверхностях (см. фиг. 3).
Шток 16, например, состоит из стержня, имеющего практически постоянный диаметр. Вставленный во второе приемное отверстие 28 и сквозное отверстие 14, этот шток 16 поддерживается с возможностью свободного перемещения в осевом направлении (в направлении стрелок А1 и А2) втулкой 32, установленной внутри сквозного отверстия 14.
На открытом участке сквозного отверстия 14 с нижней стороны корпуса 12 с помощью стопорного кольца 34 смонтировано защитное кольцо 36, на внутренней окружной поверхности которого установлена уплотнительная прокладка 38, обеспечивающая за счет скользящего контакта с внешней окружной поверхностью штока 16 уплотнение открытого участка сквозного отверстия 14 и предотвращение проникновения пыли или загрязняющих веществ внутрь этого отверстия из внешнего пространства.
Дистальный конец штока 16 постоянно выступает вниз (в направлении стрелки В1) на заданную длину из защитного кольца 36 и нижнего участка корпуса 12. На центральном участке этого конца штока 16 сформировано монтажное отверстие 40, в котором смонтирована описываемая ниже насадка 42.
Насадка 42 включает в себя, например, ось 44, сформированную на проксимальном конце этой насадки (в направлении стрелки В2) и вставленную в монтажное отверстие 40, и обрабатывающий инструмент 46 на дистальном конце этой насадки (в направлении стрелки В1), имеющий круглую форму сечения, диаметр которого меньше диаметра оси 44. На конце обрабатывающего инструмента 46 имеется режущая кромка. Со вставленной в монтажное отверстие 40 осью 44 и выступающим вниз обрабатывающим инструментом 46 насадка 42 закреплена на дистальном конце штока 16 с помощью крепежных винтов.
Блок 18 привода, например, представляющий собой гидро(пневмо)цилиндр, запускаемый в результате подачи текучей среды под давлением, установлен на верхней части корпуса 12 в вертикальном направлении вверх (в направлении стрелки В2). Блок 18 привода включает в себя гильзу 48 цилиндра трубчатой формы, поршень 50, установленный с возможностью свободного перемещения внутри этой гильзы 48 цилиндра, и шток 52 поршня (приводной вал), соединенный с поршнем 50 и предназначенный для передачи движущей силы на механизм 20 передачи движущей силы.
В центре гильзы 48 цилиндра сформировано отверстие 54 цилиндра, которое проходит в осевом направлении (в направлении стрелок В1 и В2). Как показано на фиг. 2, в четырех углах по периферии отверстия 54 цилиндра сформированы болтовые отверстия 56, которые проходят в осевом направлении.
Кроме того, на периферийном участке гильзы 48 цилиндра сформированы первый и второй порты 58, 60, через которые осуществляются подача и выпуск текучей среды под давлением. К первому и второму портам 58, 60 подсоединен трубопровод (непоказанный), и каждый из этих портов 58, 60 сообщается с отверстием 54 цилиндра. Первый порт 58 размещен со стороны одного торца (в направлении стрелки В2) гильзы 48 цилиндра, а второй порт 60 размещен со стороны другого торца (в направлении стрелки В1) гильзы 48 цилиндра.
На одном торце гильзы 48 цилиндра смонтирована крышка 62 головки, закрывающая отверстие 54 цилиндра, а на другом его торце смонтирована крышка 64 штока. Кроме того, другой торец гильзы 48 цилиндра, приведенный в контакт с основанием 66, имеющим форму практически прямоугольной пластины, соединен с этим основанием крепежными болтами 68, вставленными в болтовые отверстия 56 со стороны одного торца гильзы 48 цилиндра и соединенными с основанием 66 при помощи резьбы.
Поршень 50 установлен внутри отверстия 54 цилиндра с возможностью свободного перемещения в осевом направлении (в направлении стрелок В1 и В2) между крышкой 62 головки и крышкой 64 штока. Один конец штока 52 поршня вставлен в поршень 50 и закреплен на поршне 50 в его центре в результате расчеканки.
Со стороны другого конца шток 52 поршня, вставленный внутрь крышки 64 штока, поддерживается с возможностью свободного перемещения в осевом направлении и выступания наружу из другого торца гильзы 48 цилиндра и соединяется с описываемой ниже первой перемещающейся стойкой 74.
Практически в центре основания 66 сформировано сквозное отверстие 70 с эллиптической формой в поперечном сечении. Внутри этого отверстия с возможностью свободного перемещения размещены вставленные в него шток 52 поршня, а также первая перемещающаяся стойка 74, описываемая ниже.
Основание 66 обращено к отверстию 26 на верхней части корпуса 12 и закреплено в положении, при котором отверстие 26 и сквозное отверстие 70 располагаются на одной прямой линии, на верхней части корпуса 12 с помощью множества крепежных болтов 72 (см. фиг. 2). С помощью этого основания 66 блок 18 привода закреплен перпендикулярно верхней части корпуса 12 так, что сквозное отверстие 70 и отверстие 26 сообщаются друг с другом.
Механизм 20 передачи движущей силы включает в себя первую перемещающуюся стойку 74, соединенную с другим концом штока 52 поршня, кулачковый блок (ползун) 76, установленный с возможностью свободного перемещения в первом приемном отверстии 22 корпуса 12, и вторую перемещающуюся стойку 78, соединенную с проксимальным концом штока 16.
Первая перемещающаяся стойка 74 содержит перемычку 80, проходящую через отверстие 26 корпуса 12 в первое приемное отверстие 22, с которой соединяется соединительный участок 86 штока 52 поршня, и кронштейны 82, выступающие в виде вилки в перпендикулярном направлении вниз от обоих концов перемычки 80. Перемычка 80 снабжена канавкой 84 с прямоугольной формой в поперечном сечении, которая проходит в горизонтальном направлении, и в которую в горизонтальном направлении вставлен соединительный участок 86 штока 52 поршня, за счет чего обеспечивается зацепление этого соединительного участка 86 с канавкой 84 и ограничение их относительного перемещения в осевом направлении.
Кронштейны 82, выступающие в направлении удаления от штока 52 поршня, то есть в направлении вниз (в направлении стрелки В1), отстоят друг от друга на заданное расстояние, и в зазор между этими кронштейнами 82 со стороны одного своего торца вставлен кулачковый блок 76 вместе с первым вращающимся роликом 88, оси 88а вращения которого поддерживаются с возможностью вращения в отверстиях под штифт, сформированных на концевых участках кронштейнов 82.
Оси 88а вращения первого вращающегося ролика 88, вставленные через прорези 89а крышек 89 кулачка, смонтированных на обеих боковых поверхностях корпуса 12, обеспечивают ограничение возможного перемещения этого первого вращающегося ролика 88 только вертикальным направлением (в направлении стрелок В1 и В2).
Кроме того, за счет соединения соединительного участка 86 штока 52 поршня с перемычкой 80 обеспечивается свободное перемещение первой перемещающейся стойки 74 в вертикальном направлении (в направлении стрелок В1 и В2) как одного целого со штоком 52 поршня вдоль первого приемного отверстия 22 и отверстия 26 корпуса 12.
Кулачковый блок 76, например, выполнен в виде блока с удлиненной формой в поперечном сечении, имеющего со стороны одного торца меньшую толщину, чем со стороны другого торца. Верхняя поверхность этого кулачкового блока 76 приведена в контакт с опорным роликом 90, установленным с возможностью свободного вращения в верхней части второго приемного отверстия 28 и предназначенным для направления кулачкового блока 76 вдоль первого приемного отверстия 22 при перемещении этого кулачкового блока 76 в горизонтальном направлении (в направлении стрелок А1 и А2).
Кроме того, при опускании перемещающейся стойки 78 и штока 16 вниз и выполнении механической обработки обрабатываемой детали W (см. фиг. 1) к этим второй перемещающейся стойке 78 и штоку 16 со стороны обрабатываемой детали W прикладывается сила противодействия в вертикальном направлении вверх (в направлении стрелки В2), и опорный ролик 90 выполняет функцию ограничителя, обеспечивающего предотвращение отжатия кулачкового блока 76 вверх (в направлении стрелки В2) за счет такой силы противодействия.
В то же время на нижней поверхности кулачкового блока 76 смонтирован опорный элемент 92 тонкий пластинчатой формы, приведенный в контакт с поверхностью нижней стенки первого приемного отверстия 22. Этот опорный элемент 92 выполнен, например, из материала с низким коэффициентом трения и покрыт смазкой, нанесенной на его поверхность. Опорный элемент 92 обеспечивает плавность направления кулачкового блока 76 вдоль поверхности нижней стенки первого приемного отверстия 22.
Кроме того, как показано на фиг. 1 и 2, кулачковый блок 76 включает в себя первую кулачковую канавку (первый наклонный участок) 94 в форме прямой линии со стороны одного своего торца и вторую кулачковую канавку (второй наклонный участок) 96 с практически с V-образной формой в поперечном сечении со стороны другого своего торца. Каждая из этих первой и второй кулачковых канавок 94, 96 имеет практически постоянную ширину и проходит в направлении толщины. При этом первая кулачковая канавка 94 располагается в области кулачкового блока 76 меньшей толщины, а вторая кулачковая канавка 96 - в области кулачкового блока 76 большей толщины.
Первая кулачковая канавка 94 проходит с наклоном под заданным углом, при котором один конец этой канавки располагается поблизости от нижней поверхности кулачкового блока 76, а другой ее конец - поблизости от верхней поверхности кулачкового блока 76. Внутрь этой первой кулачковой канавки 94 вставлен первый вращающийся ролик 88, поддерживаемый первой перемещающейся стойкой 74.
То есть первая кулачковая канавка 94 сформирована в виде прямой линии, проходящей снизу вверх от одного торца кулачкового блока 76 в сторону его другого торца.
Вторая кулачковая канавка 96 включает в себя первый участок 98 канавки со стороны одного торца кулачкового блока 76 (в направлении стрелки А1), сформированный со стороны нижней поверхности, и соединенный с первым участком 98 канавки второй участок 100 канавки, проходящий постепенно в направлении вверх (в направлении стрелки В2) в сторону другого торца (в направлении стрелки А2).
Один конец первого участка 98 канавки располагается практически на той же высоте, что и один конец первой кулачковой канавки 94, и первый участок 98 канавки сформирован с первым углом θ1 наклона вверх (в направлении стрелки В2) (см. фиг. 1) и проходит от одного конца в сторону другого конца (в направлении стрелки А2). Второй участок 100 канавки сформирован со вторым углом θ2 наклона вверх (в направлении стрелки В2), превышающим угол наклона первого участка 98 канавки, и проходит в сторону другого конца (в направлении стрелки А2). При этом первый и второй углы θ1 и θ2 наклона представляют собой углы наклона относительно горизонтального направления (в направлении стрелок А1 и А2), являющегося направлением перемещения кулачкового блока 76.
То есть вторая кулачковая канавка 96 имеет форму ступеньки, образуемой первым и вторым участками 98, 100 канавки, имеющими разные углы наклона. При этом во вторую кулачковую канавку 96 вставлен второй вращающийся ролик 108, поддерживаемый описываемой ниже второй перемещающейся стойкой 78.
Вторая перемещающаяся стойка 78 содержит перемычку 102, располагающуюся с возможностью свободного перемещения вдоль второго приемного отверстия 28 корпуса 12, с которой соединяется проксимальный конец штока 16, и кронштейны 104, выступающие в виде вилки в перпендикулярном направлении вверх (в направлении стрелки В2) от обоих концов перемычки 102. Как показано на фиг. 1, перемычка 102 снабжена соединительным отверстием 106, проходящим в осевом направлении, с которым шток 16 соединен при помощи резьбы и через которое шток 16 и вторая перемещающаяся стойка 78 соединяются между собой по прямой линии.
Кронштейны 104, выступающие в направлении удаления от штока 16, то есть в направлении вверх (в направлении стрелки В2), отстоят друг от друга на заданное расстояние, и в зазор между этими кронштейнами 104 со своего другого торца вставлен кулачковый блок 76 вместе со вторым вращающимся роликом 108, оси вращения которого поддерживаются с возможностью вращения в отверстиях под штифт, сформированных на концевых участках кронштейнов 104. Этот вращающийся ролик 108 вставлен во вторую кулачковую канавку 96 кулачкового блока 76, вставленного между кронштейнами 104.
Кроме того, за счет соединения проксимального конца штока 16 с перемычкой 102 обеспечивается свободное перемещение второй перемещающейся стойки 78 в вертикальном направлении (в направлении стрелок В1 и В2), как одного целого со штоком 16 вдоль второго приемного отверстия 28 корпуса 12, и свободное перемещение штока 16 вдоль второго приемного отверстия 28 и сквозного отверстия 14.
Устройство 10 для пробивки отверстий согласно варианту осуществления настоящего изобретения имеет конструкцию, в основном соответствующую описанной выше. Ниже рассматриваются процесс работы и результаты действия этого устройства 10 для пробивки отверстий. В приводимом ниже описании состояние, показанное на фиг. 1, при котором поршень 50 блока 18 привода перемещен в сторону крышки 62 головки (в направлении стрелки В2), считается исходным положением. При этом рассматривается случай выполнения процесса пробивки отверстия на заданном участке обрабатываемой детали W с помощью насадки 42, смонтированной на штоке 16.
В исходном положении обрабатываемая деталь W размещена ниже (в направлении стрелки В1) насадки 52, смонтированной на штоке 16, а участок выполнения процесса пробивки требуемого отверстия в обрабатываемой детали W располагается на прямой линии с насадкой 42. В этом состоянии текучая среда под давлением подается через трубопровод от источника текучей среды под давлением (непоказанного) в первый порт 58. Под действием текучей среды под давлением, введенной в отверстие 54 цилиндра, поршень 50 начинает совершать перемещение (в направлении стрелки В1) вдоль гильзы 48 цилиндра в сторону крышки 64 штока, которое сопровождается перемещением штока 52 поршня вместе с первой перемещающейся стойкой 74 в направлении вниз. При этом второй порт 60 переходит в состояние сообщения с атмосферой.
За счет опускания первого вращающегося ролика 88, поддерживаемого первой перемещающейся стойкой 74, вниз вдоль первой кулачковой канавки 94 происходит отжатие и перемещение кулачкового блока 76 вдоль первого приемного отверстия 22 в сторону другого торца (в направлении стрелки А2) корпуса 12. То есть сила отжатия (движущая сила) блока 18 привода в вертикальном направлении вниз преобразуется в силу отжатия кулачкового блока 76 в горизонтальном направлении и передается на этот кулачковый блок 76.
При этом кулачковый блок 76 совершает плавное и чрезвычайно точное перемещение вдоль поверхности нижней стенки первого приемного отверстия 22 с помощью опорного элемента 92, смонтированного на нижней поверхности этого кулачкового блока, и обеспечивает направление штока 16 с высокой точностью в вертикальном направлении вниз (в направлении стрелки В1) с помощью втулки 32, установленной со стороны внешней окружной поверхности штока 16.
Перемещение кулачкового блока 76 сопровождается отжатием второго вращающегося ролика 108, располагающегося на конце второго участка 100 канавки во второй кулачковой канавке 96, вниз, в результате чего из исходного положения, представленного на фиг. 1, вторая перемещающаяся стойка 78, удерживающая второй вращающийся ролик 108, и шток 16 начинают опускаться вниз, как одно целое. То есть сила отжатия в горизонтальном направлении (в направлении стрелки А2), прикладываемая к кулачковому блоку 76, повторно преобразуется в силу отжатия в вертикальном направлении вниз (в направлении стрелки В1) и с помощью второго вращающегося ролика 108, находящегося в зацеплении со второй кулачковой канавкой 96, передается на вторую перемещающуюся стойку 78 и шток 16.
При этом под действием приводного усилия блока 18 привода кулачковый блок 76 перемещается в сторону другого торца участка (в направлении стрелки А2) корпуса 12, за счет чего вторая перемещающаяся стойка 78 и шток 16 опускаются дальше вниз, а обрабатывающий инструмент 46 насадки 42 приближается к обрабатываемой детали W и приводится в контакт с поверхностью обрабатываемой детали W. В то же самое время второй вращающийся ролик 108 перемещается со второго участка 100 канавки на первый участок 98 канавки, имеющий меньший угол наклона, чем второй участок 100 канавки (θ1<θ2), что обеспечивает увеличение движущей силы (выходного усилия), прикладываемой ко второй перемещающейся стойке 78 и штоку 16 и передаваемой в вертикальном направлении вниз (в направлении стрелки В1). В частности, обеспечивается увеличение движущей силы, передаваемой в вертикальном направлении вниз, по сравнению со случаем в состоянии зацепления второго вращающегося ролика 108 со вторым участком 100 канавки.
То есть первый участок 98 канавки во второй кулачковой канавке 96, вдоль которого перемещается второй вращающийся ролик 108, выполняет функции механизма увеличения движущей силы, обеспечивающего увеличение движущей силы, прикладываемой ко второй перемещающейся стойке 78, штоку 16 и насадке 22, а величина перемещения второго вращающегося ролика 108 по первому участку 98 канавки определяет диапазон увеличения движущей силы.
При этом в результате дальнейшего действия блока 18 привода в состоянии с увеличенной движущей силой второй вращающийся ролик 108 перемещается в сторону конца первого участка 98 канавки, и, как показано на фиг. 4, обрабатывающий инструмент 46 насадки 42 пробивает с помощью штока 16 отверстие на заданном участке обрабатываемой детали W и, таким образом, формирует в этой обрабатываемой детали W пробитое отверстие Z с круглой формой сечения.
В процессе перемещения насадки 42 от момента касания поверхности обрабатываемой детали W до момента пробивки отверстия в обрабатываемой детали W к этой насадке 42 прикладывается сила противодействия, действующая в направлении (в направлении стрелки В2), противоположном направлению пробивки отверстия, которая передается через шток 16 и вторую перемещающуюся стойку 78 на кулачковый блок 76. Однако ввиду ограничения перемещения кулачкового блока 76 в направлении вверх (в направлении стрелки В2), обеспечиваемого опорным роликом 90, приведенным в контакт с верхней поверхностью кулачкового блока 76, этот кулачковый блок 76 поддерживается в заданном положении без перемещения под действием силы противодействия. В результате даже при приложении к кулачковому блоку 76 силы противодействия перемещение этого кулачкового блока 76 вдоль первого приемного отверстия 22 может осуществляться с высокой точностью.
Как показано на фиг. 4, после формирования пробитого отверстия Z на заданном участке обрабатываемой детали W подача текучей среды под давлением переключается с помощью устройства переключения (непоказанного) с первого порта 58 на второй порт 60. При этом первый порт 58 переходит в состояние сообщения с атмосферой.
В результате начинается подача текучей среды под давлением в пространство между поршнем 50 и крышкой 64 штока, и поршень 50 отжимается в сторону крышки 62 головки (в направлении стрелки В2). При этом за счет перемещения штока 52 поршня и первой перемещающейся стойки 74 в направлении вверх и подъема первого вращающегося ролика 88 вверх вдоль первой кулачковой канавки 94 кулачковый блок 76 перемещается вдоль первого приемного отверстия 22 в сторону одного торца (в направлении стрелки А1) корпуса 12.
В то же самое время второй вращающийся ролик 108, вставленный во вторую кулачковую канавку 96, перемещается с первого участка 98 канавки на второй участок 100 канавки, в результате чего вторая перемещающаяся стойка 78 и шток 16 отжимаются вверх (в направлении стрелки В2), и насадка 42 поднимается вверх из пробитого отверстия Z обрабатываемой детали W. В результате дальнейшего перемещения кулачкового блока 76 в сторону одного торца корпуса 12 (в направлении стрелки А1) под действием приводного усилия блока 18 привода второй вращающийся ролик 108 перемещается на конец второго участка 100 канавки, что, как показано на фиг. 1, приводит к восстановлению исходного положения, в котором вторая перемещающаяся стойка 74 и шток 16 занимают свои исходные верхние положения (в направлении стрелки В2).
Как указано выше, в рассматриваемом варианте осуществления за счет размещения блока 18 привода на верхней части корпуса 12, который входит в состав устройства 10 для пробивки отверстий, а также наличия кулачкового блока 76, совершающего перемещение в горизонтальном направлении вдоль первого приемного отверстия 22 корпуса 12, и зацепления первого вращающегося ролика 88, поддерживаемого первой перемещающейся стойкой 74, соединенной со штоком 52 поршня блока 18 привода, с первой кулачковой канавкой 94 кулачкового блока 76, проходящей с наклоном, обеспечивается возможность преобразования движущей силы блока 18 привода в силу отжатия кулачкового блока 76 в горизонтальном направлении и передачи этой силы отжатия на кулачковый блок 76.
Таким образом, за счет размещения блока 18 привода на верхней части корпуса 12 обеспечивается возможность уменьшения размера этого корпуса 12 в продольном направлении (по ширине) по сравнению с устройством для пробивки отверстий, известным из уровня техники, в котором блок привода размещен на одном торце корпуса. Поэтому появляется возможность беспрепятственного размещения устройства 10 для пробивки отверстий даже в условиях ограничения свободного пространства в продольном направлении.
Кроме того, вторая кулачковая канавка 96 кулачкового блока 76 состоит из первого участка 98 канавки, который имеет небольшой первый угол θ1 наклона относительно направления перемещения (в направлении стрелок А1 и А2) кулачкового блока 76, и второго участка 100 канавки, который имеет большой второй угол θ2 наклона, и поэтому в состоянии зацепления второго вращающегося ролика 108 второй перемещающейся стойки 78, соединенной со штоком 16, со второй кулачковой канавкой 96 за счет перемещения второго вращающегося ролика 108 со второго участка 100 канавки на первый участок 98 канавки под действием приводного усилия блока 18 привода обеспечивается возможность увеличения выходного усилия, прикладываемого ко второй перемещающейся стойке 78 и штоку 16 в вертикальном направлении вниз (в направлении стрелки В1), то есть в сторону обрабатываемой детали W. В результате появляется возможность увеличения движущей силы, вырабатываемой блоком 18 привода, с помощью механизма 20 передачи движущей силы, и механической обработки обрабатываемой детали W путем передачи увеличенной движущей силы на шток 16.
При этом, даже в случае небольшой движущей силы, вырабатываемой блоком 18 привода, механизм 20 передачи движущей силы обеспечивает возможность увеличения и передачи этой движущей силы на шток 16 и выполнения механической обработки обрабатываемой детали W с требуемым выходным усилием. Поэтому, например, даже в случае необходимости большого выходного усилия, появляется возможность использования блока 18 привода с небольшим выходным усилием и дополнительного уменьшения размеров устройства 10 для пробивки отверстий.
Кроме того, возможность свободного монтажа и демонтажа гидро(пневмо)цилиндра, входящего в состав блока 18 привода, крепежными болтами 68 позволяет выполнять механическую обработку обрабатываемой детали W устройством 10 для пробивки отверстий с требуемым выходным усилием, соответствующим форме и типу и т.д. этой обрабатываемой детали W, в результате простой замены блока 18 привода другим блоком 18 привода. Поэтому исчезает необходимость подготовки множества устройств для пробивки отверстий, имеющих блоки 18 привода с разными выходными усилиями, и за счет соответствующей замены блока 18 привода обеспечивается возможность выполнения механической обработки различных обрабатываемых деталей W, требующих приложения разных выходных усилий, с помощью одного устройства для пробивки отверстий.
Кроме того, за счет обеспечения соответствующего изменения первого угла θ1 наклона или длины первого участка 98 канавки во второй кулачковой канавке 96 в осевом направлении (в направление стрелок А1 и А2) появляется возможность свободного задания диапазона и степени увеличения движущей силы.
Кроме того, в приведенном выше описании рассматривается устройство 10 для пробивки отверстий с первой кулачковой канавкой 94 кулачкового блока 76, имеющей прямолинейную форму. Однако, например, за счет придания первой кулачковой канавке 94 практически V-образной формы в поперечном сечении, такой же, как форма второй кулачковой канавки 96, появляется возможность увеличения и силы отжатия кулачкового блока 76 в горизонтальном направлении, получаемой с помощью этой первой кулачковой канавки 94. В результате за счет появления возможности соответствующего увеличения движущей силы блока 18 привода с помощью первой и второй кулачковых канавок 94, 96 появляется и возможность дополнительного повышения степени увеличения движущей силы по сравнению со случаем увеличения движущей силы только с помощью второй кулачковой канавки 96 и, таким образом, возможность совместимости даже с блоком 18 привода, имеющим небольшое выходное усилие, а также дополнительного уменьшения размеров устройства.
Устройство для пробивки отверстий согласно настоящему изобретению не ограничивается рассмотренным выше вариантом осуществления. В этот вариант осуществления могут быть внесены изменения и дополнения, не выходящие за пределы объема из изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
1. Устройство для пробивки отверстий, содержащее
корпус (12),
блок (18) привода, установленный в корпусе (12) и снабженный приводным валом (52), совершающим перемещение в осевом направлении,
шток (16), установленный параллельно направлению перемещения приводного вала (52) с возможностью свободного перемещения относительно корпуса (12); и
механизм (20) передачи движущей силы, имеющий ползун (76), установленный с возможностью свободного перемещения в направлении, практически перпендикулярном направлению перемещения приводного вала (52), и предназначенный для передачи движущей силы, вырабатываемой блоком (18) привода, через ползун (76) на шток (16);
причем ползун (76) содержит
первый наклонный участок (94), который расположен с наклоном относительно направления перемещения приводного вала (52) и находится в зацеплении с торцом приводного вала (52),
второй наклонный участок (96), который расположен с наклоном относительно направления перемещения и находится в зацеплении с концом штока (16); и
дополнительно содержит механизм увеличения силы, обеспечивающий преобразование направления передачи движущей силы в практически перпендикулярное направление с помощью первого наклонного участка (94) и передачу движущей силы на ползун (76) и перемещение штока (16) в осевом направлении при одновременном увеличении движущей силы за счет отжатия штока (16) с помощью второго наклонного участка (96) в результате перемещения ползуна (76).
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый и второй наклонные участки (94, 96) образованы кулачковыми канавками, которые сформированы в ползуне (76), и в которые вставлены ролики (88, 108), при этом по меньшей мере один из первого и второго наклонных участков (94, 96) включают в себя первый участок (98) канавки, который располагается с наклоном относительно направления перемещения, и второй участок (100) канавки, который соединен с этим первым участком (98) канавки, причем угол наклона первого участка (98) канавки меньше, чем угол наклона второго участка (100) канавки.
