Манипулятор ковочных вальцов

 

Использование1 механизация процесса вальцовки заготовок Сущность изобретения все механизмы манипулятора кинематически связаны друг с другом и с рабочими валками вальцов, а механизмы поперечного Г 16 Фиг 2 WA перемещения, фиксации и вращения несущего штока 1, подающего деформируем/ю заготовку 3 в вальцы, выполнены в еди ом узле. Последний представляет собой храни вое колесо 20 с профильным кулачком 21, с которым связан шток 22, перемещающий несущий шток 1 в поперечном направлении и одновременно вращающий его с помощью шестерен 25 и зубчатых реек на заданный угол для кантовки заготовки. В результате при каждом цикле движения каретки 10 деформируемая заготовка 3 сначала перемещается на позицию оси следующего ручья кольцевых штампов 4 и поворачивается на заданный угол, т.е. кантуется , а затем подается в вальцы и деформируется . Весь цикл вальцовки от первого до последнего ручья производится в автоматическом режиме. 3 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802634/27 (22) 05.02.90 (46) 23.08.92. Бюл. N. 31 (71) Мариупольский металлургический институт (72) В.М.Хлестов (56) Авторское свидетельство СССР № 698712, кл, В 21 Н 9/00. 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 871956, кл, В 21 Н 9/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1430163, кл. В 21 Н 9/00, 1987. (54) МАНИПУЛЯТОР КОВОЧНЫХ ВАЛЪЦОВ (57) Использование: механизация процесса вальцовки заготовок. Сущность изобретения; все механизмы манипулятора кинематически связаны друг с другом и с рабочими валками вальцов, а механизмы поперечного„ /

«5U 1756012 А1 (slis l3 21 J 13/10, В 21 Н 9/00 перемещения, фиксации и вращения несущего штока 1, подающего деформируем ю заготовку 3 в вальцы, выполнены в еди : )M узле, Последний представляет собой хране вое колесо 20 с профильным кулачком 21, с которым связан шток 22, перемещающий несущий шток 1 в поперечном направлении и одновременно вращающий его с помощью шестерен 25 и зубчатых реек на заданный угол для кантовки заготовки. B результате при каждом цикле движения каретки 10 деформируемая заготовка 3 сначала перемещается на позицию оси следующего ручья кольцевых штампов 4 и поворачивается на заданный угол, т.е. кан-. туется, а затем подается в вальцы и деформируется. Весь цикл вальцовки от первого до последнего ручья производится в автома тическом режиме. 3 ил, v

17560i2

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам механизации процесса деформации заготовок эа несколько проходов на ковочных вальцах.

Известен манипулятор коночных вальцов, содержащий смонтированную в направля1ощих станины каретку, механизм перемещения каретки вдоль оси рабочих валков, устройство для удержания ээготов- 10 ки и приводы его продольного и поперечного перемещения.

Такой манипулятор сложен по конструкции, Кроме того, он малопроизводителен, так как после вал ьцовки заготовки в каждом ручье требуется остановка рабочих валков вальцов для перемещения заготовки на исходну1о позицию вэльцовки в каждом следу1ощем ручье, Известен также манипулятор ковочных вэльцов, содержащий смонтированные на направляющих каретку механизма продольного перемещения с приводом, устройство длл удержания заготовки, механизм поперечного перемещенил и механизм вращения клещей с деформируемой заготовкой, Этот манипулятор содержит много узлов и приводов, в связи с чем он не может обладать высокой надежностью в работе.

Механизм поперечного перемещения имеет дополнительные катки, сложные по конструкции и изготовлению. Производительность манипулятора ограничивается необходимость1о остановки рабочих валков после вальцовки заготовки в каждом ручье длл перемещенил заготовки в исходную поэици1о вальцовки в следующем ручье, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство длл продольного и поперечного перемещенил клещей ковочных вальцов, содержащее установленную на столике каретку поперечного пееремещения с упором, размещенную в каретке транспортную балку с клещами, привод продольного перемещения транспортной балки, кйнематически связанный с рэбо 1йми валками вальцов, механизм вра щения транспортной балки с приводом, а также мехэйиэмы поперечного перемещенил 11 фиксации кэрет1<и.

Недостатком этого устройства является громоздкий и сложный по конструкции механизм поперечной фиксации каретки, э также наличие трех кинематически не свяЭЭН1 WX ДРУГ С ДРУГОМ ПРИВОДОВ; ПРОДОЛЬНОго перемещения транспортной балки, г1ог1еречного перемещения каретки и вращенил транспортной балки. Это снижает

11эдежность обеспечения синхронности вращения рабочих валков и перемещения

50 клещеи с деформируемои заготовкои, особенно при повышении скорости вращения валков, в свлзи с чем ограничивается производительность агрегата при вальцовке в автоматическом режиме, Целью изобретения является упрощение конструкции манипулятора и повышение производительности вальцовки за счет обеспечения синхронизации работы всех его механизмов.

Поставленная цель достигается тем, что в манипуляторе ковочных вальцов, содержащем станину с направлл1дщими, каретку, установленную в направляющих станины с возможность1о возвратно-поступательного. перемещения, смонтированный на каретке корпус цилиндрической формы, несущий шток с клещами, механизм перемещения каретки, механизм поперечного перемещения и фиксации штока, включающий направляющие и храповое зацепление, и механизм вращения корпуса со штоком, направляю-. щие станины расположены вдоль направления вальцовки, механизм поперечного перемещения и фиксации штока выполнен в виде профильного кулачка, жестко закрепленного на валу храпового колеса, пневмоцилиндра одностороннего действия, расположенного перпендикулярно направляющим станины, шток которого установлен с воэможностью взаимодействия своей торцовой поверхностью с профильной поверхностью кулачка, а средней частью — с корпусом посредством охватывающей его муфты, при этом собачка храпового зацепления закреплена на каретке, каждая из направляющих механизма поперечного перемещения и фиксации штока образована профилированным пазом, корпус установлен в пазах этих направляющих с возмох<ностью перемещения вдоль них, а механизм вращения штока корпуса выполнен в виде шестерен, жестко охватывающих корпус, и зубчатых реек, жестко закрепленных на каретке с возможностью взаимодействия с шестернями корпуса, при этом, диаметр d делительной окружности шестерен определяют по зависимости do=21/а, где I — расстояние между осями ручьев вальцов; а- угол поворота штока, рэд.

На фиг. 1 показан предлагаемый манипулятор; на фиг,2 — вид А на фиг,1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг,2.

Манипулятор ковочных вальцов содержит несущий шток 1 (фиг.1, 3), который вместе с клещами 2 совершает все движения, необходимые для автоматической вальцовки заготовки 3 в кольцевых штампах 4, Шток вставлен в спиральную пружину 5 (фиг,3) и

1756012

6 вместе с ней помещен в полый цилиндриче- устанавливается в разомкнутые клещи и QT ский корпус 6, в котором он может скользить сигнала командоаппарата зажимается в вдоль своей оси в направляющих втулках 7 - клещах. От этого же сигнала включается и 8, жестко посаженных на торцы корпуса, муфта (не показана) главного привода рабоВтулка 8 и свободный конец штока 1 имеют 5 чих валков 16, которые начинают вращаться шлицевую скользящую посадку, что предот- и через цепную передачу 17 и вал 15 привовращает независимое от корпуса 6 враще- дят в движение кривошип 13, шатун 14 и ние штока 1. связанную с ним каретку 10. К моменту соКорпус 6установлен в двух пазовых на- вершения первого полуоборота валков каправляющих 9, жестко закрепленных на ка- 10 ретка и вместе с ней несущий шток 1 и ретке 10. Каретка смонтирована на станине клещи 2 с заготовкой 3 достигают крайнего t1 в двух направляющих линейках 12 и мо- переднего положения — заготовка на задан-, жет совершать возвратно-поступательное ную длину подается в вальцы. В этот момент движение при вращейии кривошипа 13. свя- кольцевые штампы 4, также совершившие эанного с кареткой шатуном 14 (фиг.1,3). 15 половину оборота. начинают деформироКривошип посажен на вал 15, который име- вать заготовку в первом ручье, При продолет привод от нижнего рабочего валка 16 жении вращения инструмента через цепную передачу 17. деформируемая заготовка и каретка 10 наДля поперечного перемещения корпуса чинают двигаться назад, причем заготовка в

6 со штоком 1, необходимого для передачи 20 начальный период с большей скорос. ю. вальцуемой заготовки в следующий ручей, Обусловленноеэтим большееперемещс гие на каретке 10 жестко закреплен кронштейн заготовки компенсируется скольжением от18 с собачкой 19, Собачка при возвратно-по- носительно каретки 10 подпружиненного ступательномдвижении каретки 10вращает несущего штока 1 в направляющих втулках против часовой стрелки храповое колесо 20 25 7 и 8. (фиг,2) и жестко посаженный на одном валу По завершении вальцовки заготовки в с ним профильный кулачок 21. С кулачком первом ручье каретка 10 продолжает двиторцовой частью взаимодействует шток 22 гаться назад до достижения крайнего заднепневмоцилиндра 23 одностороннего дейст- го положения, после чего вновь начинает вия; В шток 22 встроена поводковая муфта 30 движение вперед, При этом кронштейн 18, 24, надетая на корпус 6 по типу скользящей жестко связанный с кареткой 10, собачкой посадки. Эта муфта перемещает корпус и 19 поворачивает на заданный угол храповое вместе с ним несущий шток в поперечном колесо 20 и жестко сидящий на общем валу направлении при вращении кулачка 21 и профильный кулачок 21. В результате этого удерживает его на заданной позиции при 35 шток 22, взаимодействующий с профильной остановке кулачка. Давление воздуха в поверхностью кулачка, перемещается на вепневмоцилиндре 23 постоянно прижимает личину, равную расстоянию между осями шток 22 к профильной поверхности кулачка первого и второго ручьев кольцевых штами обеспечивает надежную фиксацию корпу- пов 4. Муфта 24. встроенная в шток 22, песа 6 и несущего штока 1 на позициях осей 40 ремещает корпус 6 и установленный в нем ручьев кольцевых штампов 4. На корпус 6 несущий шток 1 на позицию оси второго жестко посажены две шестерни 25, которые ручья и удерживает их на этой позиции, так введены в зацепление с зубчатыми рейками как давлением воздуха в пневмоцилиндре

; 26, жестко закрепленными на каретке 10, 23 торец штока 22 оказывается постоянно благодаря чему при поперечном перемеще- 45 прижатым к профильной поверхности кулачнии корпуса 6 происходит его вращение и ка 21. вращение несущего штока 1 с клещами и обрабатываемой заготовкой. Поперечное перемещение корпуса 6 с

Пружинный замок 27 предотвращает позиции оси первого ручья на позицию оси преждевременный возврат штока 1 на пози- 50 второго ручья происходит путем перекатыцию первого ручья, а конечный выключатель вания шестерен 25 по зубчатым рейкам 26.

28 обеспечивает остановку вальцов и мани- жестко закрепленным на каретке, что вызыпулятора при завершении вальцовки в по- вает вращение корпуса и размещенного в следнем ручье. нем несущего штока 1 вокруг продольной

Манипулятор работает следующим об- 55 оси, т.е. кантовку заготовки перед деформаразом. цией во втором ручье. Чтобы заготовка канВ исходном положении несущий шток 1 товалась на заданный угол (обычно на 90"}, и клещи 2 находятся в крайнем заднем по- расстояние I между осями ручьев и диаметр ложении на позиции оси первого ручья делительной окружности связаны co0THQкольцевых штампов 4. Нагретая заготовка 3 шением

1756012 г!> = 2!!О,, где d0 — диаметр делительной (начальной) окружности; — расстояние ме>кду осями ручьев на кольцевых штампах 4; A задани ы и >t 0 K а и т о в к и з а г о т о в к и, p B Q.

При любом другом соотношении между величинами г!о и угол вращения несущего штока 1, а следовательно, и кантовки заготовки будет отличаться от заданного, что приведет к браку вальцуемой заготовки, Так1лм образом, при движении каретки

10 вперед заготовка сначала автоматически перемешается на линию оси второго ручья и одновременно кантуется на заданный угол и только после этого подается в вальцы и подвергается деформации точно так же, как и в первом ручье. Далее при каждом цикле движения каретки 10 процесс манипуляции и деформации заготовки повторяется вплоть до последнего прохода. При последнем проходе кулачок 21 становится в исходную позицию, как это показано на фиг,2, а удержание несущего штока 1 на позиции оси последнего ручья до окончания деформации производится путем стопорения штока 22 пружинным замком 27.

После завершения вальцовки в последнем ручье при подходе каретки к крайнему заднему положению втулка 8 действует на конечный выключатель 28, который отключает муфту главного привода вальцов. Вращение валков 16 прекращается, и каретка останавливается в крайнем заднем положении. Одновременно от выключателя 28 подается сигнал на электромагнит замка 27, В результате происходит расстопорение штока 22 и под действием давления воздуха в пневмоцилиндре 23 корпус 6 с несущим штоком 1 возвращается в исходное положение, где из клещей извлекается OTBBJtbUDванная заготовка, после чего манипулятор готов к вальцовке следующей заготовки.

В предлагаемом манипуляторе все механизмы vèíeìàòè÷àñêè связаны друг с другом л с рабочими валками вальцов, поэтому движения его несущего штока Yi деформируемой заготовки надежно синхронизированы с вращением деформирующего инструмента и циклами деформации, в Tol числе при повышенных скоростях обработки. В связи с этим манипулятор обеспечивает Bhlc,oêólo производительность вал ьцовки в автоматическом режиме в сочетании со стабильным качеством вальцуемых изделий.

В предлагаемом манипуляторе разработан простой по конструкции и надежный

5 в работе механизм поперечного перемещения, фиксации и вращения рабочего штока с клещами. В известных манипуляторах эти перемещения осуществляют три кинематически не связанных друг с другом механиз10 ма, тогда как предлагаемый манипулятор имеет более простое устройство и более надежен в эксплуатации. <

Формула изобретения

Манипулятор ковочных вальцов, содер15 жащий станину с направляющими, каретку, установленную в направляющих станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения, смонтированный на каретке корпус цилиндрической формы, несущий

20 шток с клещами, механизм перемещения каретки, механизм поперечного перемещения и фиксации штока, включающий направляющие и храповое зацепление, и механизм вращения корпуса со штоком, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения производительности за счет обеспечения синхронизации работы механизмов, направляющие станины расположены вдоль направления валь-

30 цовки, механизм поперечного перемещения и фиксации штока выполнен в виде профильного кулачка, жестко закрепленного на валу храпового колеса, пневмоцилиндра одностороннего действия, 35 располо>кенного перпендикулярно направляющим станины, шток которого установлен с возможностью взаимодействия своей торцогой поверхностью с профильной поверхностью кулачка, а средней частью — с

40 корпусом посредством охватывающей его муфты, при этом собачка храпового зацепления закреплена на каретке, каждая из направляющих механизма поперечного перемещения и фиксации штока образова45 на профилированным пазом, корпус установлен в пазах этих направляющих с возможностью перемешения вдоль них, а механизм вращения штока корпуса выполнен в виде шестерен, жестко охватывающих

50 корпус, и зубчатых реек, жестко закрепленных на каретке с возможностью взаимодействия с шестернями корпуса, при этом диаметр д, делительной окружности шестерен определяют по зависимости с!> = 2!/а, 55 где - расстояние между осями ручьев вальцов: гх — угол поворота штока, рад.

1756012

1756012

Составитель В. Хлестов

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Г. Бельская

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

Заказ 3045 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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