Способ изготовления корпуса бочки и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: корпус бочки изготавливают из заготовки в виде полого барабана, которую центрируют относительно оси подачи силовых элементов формообразующих инструментальных блоков, отбортовывают бурты на краях заготовки в рабочих выемках матриц. Затем производят формирование ребер жесткости на цилиндрической поверхности заготовки раздачей изнутри формируемых участков. При этом перемещение силовых элементов для формирования ребер жесткости на рабочую позицию производят синхронно с перемещением матриц в процессе отбортовки, а при отводе упомянутых силовых элементов с рабочих позиций отбортованные бурты подпирают в направлении от центра. Устройство для изготовления корпуса бочки содержит станину с формообразующими инструментальными блоками, выполненными в виде суппорта. Каждый суппорт включает основной корпус, подвижную втулку с направляющими элементами, штангой и конусом. Устройство имеет механизмы линейного перемещения втулки и штанги, дополнительный корпус, силовые элементы для формовки буртов в виде матриц с рабочими участками в виде пазов. Силовые элементы для формирования ребер жесткости в виде комплекта пуансонов смонтированы в суппорте с возможностью взаимодействия с втулкой и конусом. Пуансоны установлены в направляющих пазах дополнительного корпуса. Механизм центрирования заготовки относительно оси подачи силовых элементов установлен на станине между суппортами, а дополнительные корпусы и матрицы установлены на втулках. Суппорты включают дополнительные детали, обеспечивающие регулируемое перемещение матриц. Механизмы линейного перемещения втулок и штанг имеют силовые цилиндры, кинематически связанные с суппортами. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве корпусом металлической бочкотары.

Известен способ изготовления корпуса бочки, при котором заготовку в виде полого барабана центрируют относительно оси подачи силовых элементов формообразующих инструментальных блоков, перемещают к краям барабана силовые элементы для формовки буртов, вводят в него со стороны торцов силовые элементы для формирования ребер жесткости, и с помощью указанных элементов производят отбортовку краев заготовки и формирование зигов на ее цилиндрической поверхности, причем зиговку ребер жесткости производят путем раздачи изнутри участков поверхности барабана, расположенных в параллельных плоскостях симметрично оси подачи силовых элементов, а после выполнения формообразующих операций одновременно отводят силовые элементы инструментальных блоков с рабочих позиций.

Устройство для изготовления корпуса бочки указанным способом содержит станину с соосно установленными формообразующими инструментальными блоками, каждый из которых выполнен в виде суппорта, включающего основной корпус, установленную в нем с возможностью осевого перемещения втулку, направляющие элементы, смонтированные во втулке, штангу, установленную в направляющих элементах втулки, механизмы линейного перемещения втулки и штанги, конус, закрепленный на штанге, дополнительный корпус, силовые элементы для формовки буртов и формирования ребер жесткости на заготовке, выполненные в виде комплекта пуансонов, размещенных относительно оси подачи симметрично, установленных с возможностью перемещения в направляющих пазах, выполненных в дополнительном корпусе перпендикулярно к оси подачи, причем каждый пуансон имеет рабочую поверхность, спрофилированную по форме зигов, формируемых на поверхности заготовки, а также механизм центрирования заготовки относительно оси подачи силовых элементов, установленный на станине между суппортами.

Недостатком известных технических решений является использование большого количества силовых приводов для поджима пуансонов к наружной поверхности заготовки, увеличенные вследствие этого габаритные размеры инструментальных блоков и повышенная энергоемкость металлообработки.

Цель изобретения создание способа, позволяющего снизить энергозатраты на металлообработку, и устройства, имеющего меньшие габаритные размеры инструментальных блоков, простого по конструкции и компановке, с небольшим числом силовых приводов.

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления корпуса бочки, при котором заготовку в виде полого барабана центрируют относительно оси подачи силовых элементов формообразующих инструментальных блоков, перемещают к краям барабана силовые элементы для формовки буртов, вводят в него со стороны торцов силовые элементы для формирования ребер жесткости, и с помощью указанных элементов производят отбортовку краев заготовки и формирование зигов на ее цилиндрической поверхности, причем зиговку ребер жесткости производят путем раздачи изнутри участков поверхности барабана, расположенных в параллельных плоскостях симметрично оси подачи силовых элементов, после выполнения формообразующих операций одновременно отводят силовые элементы инструментальных блоков с рабочих позиций, формирование зигов на поверхности заготовки производят после отбортовки ее краев, при этом бурты формуют в кольцевых формообразующих матричных пазах, в которые заводят края барабана, отбортовку производят путем перемещения матриц вдоль оси подачи силовых элементов, а перемещение силовых элементов для формирования ребер жесткости на позицию зиговки производят синхронно с перемещением матриц в процессе отбортовки.

В устройстве для изготовления корпуса бочки, содержащем станину с соосно установленными формообразующими инструментальными блоками, каждый из которых выполнен в виде суппорта, включающего основной корпус, установленную в нем с возможностью осевого перемещения втулку, направляющие элементы, смонтированные во втулке, штангу, установленную в направляющих элементах втулки, механизмы линейного перемещения втулки и штанги, конус, закрепленный на штанге, дополнительный корпус, силовые элементы для формовки буртов и формирования ребер жесткости на заготовке, смонтированные в суппорте с возможностью взаимодействия соответственно с втулкой и с конусом, причем силовые элементы для формирования ребер жесткости выполнены в виде комплекта пуансонов, установленных в направляющих пазах, выполненных в дополнительном корпусе перпендикулярно к оси подачи силовых элементов, размещенных относительно нее симметрично, и каждый пуансон имеет рабочую поверхность, спрофилированную по форме зигов, формируемых на поверхности заготовки, а также механизм центрирования заготовки относительно оси подачи силовых элементов, установленный на станине между суппортами, силовые элементы для формовки буртов выполнены в виде матриц, снабженных кольцевыми формообразующими пазами, при этом дополнительные корпусы суппортов и матрицы установлены на втулках. За счет этого обеспечивается формовка буртов при перемещении пуансонов на позицию зиговки ребер жесткости.

Суппорты снабжены гайками, основными гильзами и дополнительными гильзами, торцы последних снабжены фланцами, а наружные цилиндрические поверхности дополнительных гильз снабжены резьбой, при этом основные гильзы неподвижно установлены в основных корпусах суппортов, втулки по ходовым посадкам установлены в основных гильзах, матрицы неподвижно установлены на гайках, которые в свою очередь установлены с возможностью регулируемого перемещения на резьбовых поверхностях дополнительных гильз, дополнительные корпусы суппортов закреплены на фланцах дополнительных гильз, а сами дополнительные гильзы закреплены на втулках.

Механизм линейного перемещения втулок выполнен в виде основных силовых цилиндров, установленных в основных корпусах суппортов парами, симметрично расположенными относительно оси подачи силовых элементов, а механизмы линейного перемещения штанг выполнены в виде дополнительных силовых цилиндров, смонтированных на свободных концах втулок соосно с последними, при этом корпусы основных силовых цилиндров шарнирно закреплены на основных корпусах суппортов, их штоки шарнирно соединены с дополнительными гильзами, а корпусы и штоки дополнительных силовых цилиндров в соответствующем порядке жестко соединены с торцами втулок и штанг.

За счет рациональной компоновки элементов приводов втулок и штанг обеспечивается уменьшение габаритных размеров устройства.

Кроме того, устройство снабжено парой упоров, размещенных между матрицами, при этом каждый упор установлен на основном корпусе суппорта над его дополнительным корпусом.

С помощью упоров, взаимодействующих с буртами корпуса бочки, обеспечивается его стопорение при выведении буртов из матричных пазов.

На фиг. 1-6 схематично показана последовательность выполнения операций способа изготовления корпуса бочки; на фиг.7 кинематическая схема устройства для изготовления корпуса бочки; на фиг.8 сечение А-А на фиг.7; на фиг.9 суппорт устройства; на фиг.10 укрупненное изображение передней части суппорта.

Корпус бочки изготавливают из заготовки, имеющей форму полого цилиндрического барабана 1. Формообразующие операции выполняют с помощью объединенных в блоки 2 и 3 инструментов, силовые элементы для формовки буртов которых выполнены в виде матриц 4, снабженных кольцевыми формообразующими пазами 5, а силовые элементы для формирования ребер жесткости имеют форму пуансонов 6, у которых рабочая поверхность 7 выполнена по форме зигов, профилируемых на цилиндрической поверхности барабана 1.

Заготовку 1 размещают между формообразующими инструментальными блоками 2 и 3 и центрируют относительно оси подачи 8 силовых элементов 4 и 6 (фиг.1). Матрицы 4 подают по оси 8 к торцам барабана 1, одновременно с этим в него со стороны торцов вводят пуансоны 6 (фиг.2). Путем дальнейшего встречного перемещения матриц 4 заводят края барабана 1 в формообразующие пазы 5 и производят отбортовку краев заготовки 1. В процессе выполнения операции формовки буртов синхронно с матрицами 4 перемещают пуансоны 6 на позицию зиговки (фиг. 3). В момент окончания операции отбортовки матрицы 4 и пуансоны 6 останавливают и выполняют операцию формирования зигов на поверхности барабана 1. Зиговку ребер жесткости производят путем раздачи изнутри участков цилиндрической поверхности барабана 1, расположенных в параллельных плоскостях I и II симметрично оси подачи 8.

Зиговку производят пуансонами 6, которые перемещают в радиальных направлениях от оси 8 к поверхности барабана 1 (фиг.4). После окончания формирования зигов возвращают пуансоны 6 к оси 8 и перемещают их синхронно с матрицами 4 в исходное положение (фиг.5). При отводе силовых элементов 4 и 6 с рабочих позиций на исходные позиции барабан 1 стопорят от возможного осевого перемещения совместно с матрицами 4. При этом сформованные бурты подпирают упорами 9 со стороны наружной цилиндрической поверхности барабана 1 в направлении от его центра к торцам (фиг.6).

Устройство для изготовления корпуса бочки содержит станину 10 с соосно установленными на ней формообразующими инструментальными блоками, выполненными в виде суппортов 11 и 12. Каждый из них включает корпус 13, в котором по оси 14 инструментальных блоков 11 и 12 неподвижно установлена гильза 15, снабженная подшипниками скольжения 16. В подшипниках 16 установлена втулка 17 с направляющими элементами 18, в которых установлена штанга 19. На переднем конце втулки 17 закреплена гильза 20, снабженная фланцами 21 и 22. На наружной цилиндрической поверхности гильзы 20, снабженной резьбой, установлена гайка 23, зафиксированная в отрегулированном положении контргайкой 24. На гайке 23 неподвижно установлена матрица 25, снабженная кольцевым формообразующим пазом 26. На переднем конце штанги 19 закреплен конус 27.

Фланец 21 шпильками 28 соединен с корпусом 29, в котором перпендикулярно к оси 14 выполнены пазы 30. В них установлены пуансоны 31, снабженные роликами 32, подпружиненными к конусу 27 упругими элементами 33. Рабочая поверхность 34 пуансонов 31 выполнена по форме зигов, профилируемых на поверхности заготовки, имеющей форму полого барабана 35.

Механизм 36 линейного перемещения втулки 17 выполнен в виде пары силовых цилиндров 37, установленных в корпусе 13 суппорта симметрично оси 14. Корпусы 38 силовых цилиндров 37 посредством осей 39 шарнирно закреплены на корпусе 13 суппорта, а их штоки 40 с помощью осей 41 и кронштейнов 42 соединены с фланцем 22.

Механизм 43 линейного перемещения штанги 19 выполнен в виде силового цилиндра 44, корпус 45 которого винтами 46 прикреплен к заднему торцу втулки 17, а шток 47 посредством муфты 48 жестко соединен с задним концом штанги 19.

Между суппортами 11 и 12 установлен механизм 49 центрирования заготовки, выполненный в виде смонтированных на станине 10 осей 50 и 51, на которых установлены входящие в зацепление друг с другом шестерни 52 и 53, а также в виде рычагов 54, закрепленных на осях 50 и 51, роликов 55, смонтированных на свободных концах рычагов 54, и силового цилиндра 56, шток 57 которого шарнирно соединен с одним из рычагов 54, а корпус 58 шарнирно соединен со станиной 10.

На корпусах 13 суппортов 11 и 12 закреплены упоры 59 и 60, размещенные между матрицами 25 над корпусами 29.

Устройство для изготовления корпуса бочки работает следующим образом.

Заготовка, имеющая форму полого цилиндрического барабана 35, устанавливается на ролики 55 механизма центрирования 49, находящиеся в исходный момент в своем нижнем положении. При выдвижении штока 57 силового цилиндра 56, воздействующего на один из рычагов 54, ось 50 и кинематически связанная с ней посредством шестерен 52 и 53 ось 51 поворачиваются и перемещают рычаги 54 навстречу друг другу. Установленная на роликах 55 заготовка 35 перемещается вверх и центрируется относительно оси 14 формообразующих инструментальных блоков 11 и 12.

При выдвижении штоков 40 силовых цилиндров 37 втулки 17 перемещаются в подшипниках 16 к центру заготовки 35. При этом закрепленные на гильзах 20 корпусы 29 входят в барабан 35, а установленные на гайках 23 матрицы 25 перемещаются к краям барабана 35. При дальнейшем перемещении втулок 17 края барабана 35 заходят в формообразующие пазы 26 матриц 25, которые производят их отбортовку. В процессе формирования буртов на поверхности заготовки 35 установленные в корпусах 29 пуансоны 31 перемещаются на позиции зиговки ребер жесткости. При остановке втулок 17 бурты, сформированные на поверхности барабана 35, упираются в упоры 59 и 60.

При выдвижении штоков 47 силовых цилиндров 44 штанги 19 перемещаются в направляющих элементах 18. Конусы 27, закрепленные на передних концах штанг 19, воздействуют на ролики 32, которые перемещают пуансоны 31 в пазах 30 перпендикулярно к оси 14 от центра заготовки 35 к ее цилиндрической поверхности. Пуансоны 31 своими рабочими поверхностями 34 зигуют поверхность заготовки 35. При возвратном ходе штоков 47 пуансоны 31 возвращаются в исходное положение упругими элементами 33.

При втягивании штоков 40 силовых цилиндров 37 втулки 17 перемещаются в исходное положение. При этом корпусы 29 с пуансонами 31 выходят из барабана 35, а матрицы 25 отходят от его торцов. При выходе буртов барабана 35 из пазов 26 последний удерживается в рабочем положении упорами 59 и 60, подпирающими бурты в направлении от центра барабана 35 к его торцам.

При втягивании штока 57 в корпус 58 силового цилиндра 56 рычаги 54 разводятся и перемещают ролики 55 и установленный на них барабан 35 вниз. При этом бурты барабана 35 отходят от упоров 59 и 60.

После съема изготовленного корпуса бочки с роликов 55 и установки на них очередной заготовки 35 цикл работы устройства повторяется.

Описанным способом и устройством обеспечивается совмещение одной из формообразующих операций с подачей силовых элементов для выполнения второй формообразующей операции на рабочую позицию. Благодаря этому сокращаются затраты времени на металлообработку, снижается ее энергоемкость и повышается КПД.

При отводе силовых элементов формообразующих инструментальных блоков с рабочих позиций сформированные на барабане бурты подпирают со стороны его наружной цилиндрической поверхности в направлении от его центра к торцам.

Благодаря этому предотвращается возможность застревания буртов в матричных пазах и перемещения корпуса бочки совместно с одной из матриц при их подаче на исходные позиции. В устройстве обеспечивается простота и удобство регулировки положения матриц относительно пуансонов, с помощью которых производится формирование ребер жесткости, возможность получения оптимальной формы буртов.

Формула изобретения

1. Способ изготовления корпуса бочки, при котором заготовку в виде полого барабана центрируют относительно оси подачи силовых элементов формообразующих инструментальных блоков, перемещают к краям барабана силовые элементы для формовки буртов, вводят в него со стороны торцов силовые элементы для формирования ребер жесткости и с помощью указанных элементов производят отбортовку краев заготовки и формирование зигов на ее цилиндрической поверхности, причем зиговку ребер жесткости производят путем раздачи изнутри участков поверхности барабана, расположенных в параллельных плоскостях симметрично оси подачи силовых элементов, после выполнения формообразующих операций одновременно отводят силовые элементы инструментальных блоков с рабочих позиций, отличающийся тем, что формирование зигов на поверхности заготовки производят после отбортовки ее краев, при этом бурты формуют в кольцевых формообразующих матричных пазах, в которые заводят края барабана, отбортовку производят путем перемещения матриц вдоль оси подачи силовых элементов, а перемещение силовых элементов для формирования ребер жесткости на позицию зиговки производят синхронно с перемещением матриц в процессе отбортовки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отводе силовых элементов формообразующих инструментальных блоков с рабочих позиций сформированные на барабане бурты подпирают со стороны его наружной цилиндрической поверхности в направлении от его центра к торцам.

3. Устройство для изготовления корпуса бочки, содержащее станину с соосно установленными формообразующими инструментальными блоками, каждый из которых выполнен в виде суппорта, включающего основной корпус, установленную в нем с возможностью осевого перемещения втулку, направляющие элементы, смонтированные во втулке, штангу, установленную в направляющих элементах втулки, механизмы линейного перемещения втулки и штанги, конус, закрепленный на штанге, дополнительный корпус, силовые элементы для формовки буртов и формирования ребер жесткости на заготовке, смонтированные в суппорте с возможностью взаимодействия соответственно с втулкой и с конусом, причем силовые элементы для формирования ребер жесткости выполнены в виде комплекта пуансонов, установленных в направляющих пазах, выполненных в дополнительном корпусе перпендикулярно к оси подачи силовых элементов, размещенных относительно нее симметрично, и каждый пуансон имеет рабочую поверхность, спрофилированную по форме зигов, формируемых на поверхности заготовки, а также механизм центрирования заготовки относительно оси подачи силовых элементов, установленный на станине между суппортами, отличающееся тем, что силовые элементы для формовки буртов выполнены в виде матриц, снабженных кольцевыми формообразующими пазами, при этом дополнительные корпусы суппортов и матрицы установлены на втулках.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что суппорты снабжены гайками, основными гильзами и дополнительными гильзами, торцы последних снабжены фланцами, а наружные цилиндрические поверхности дополнительных гильз снабжены резьбой, при этом основные гильзы неподвижно установлены в основных корпусах суппортов, втулки по ходовым посадкам установлены в основных гильзах, матрицы неподвижно установлены на гайках, которые, в свою очередь, установлены с возможностью регулируемого перемещения на резьбовых поверхностях дополнительных гильз, дополнительные корпусы суппортов закреплены на фланцах дополнительных гильз, а сами дополнительные гильзы закреплены на втулках.

5. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что механизмы линейного перемещения втулок выполнены в виде основных силовых цилиндров, установленных в основных корпусах суппортов парами, симметрично расположенными относительно оси подачи силовых элементов, а механизмы линейного перемещения штанг выполнены в виде дополнительных силовых цилиндров, смонтированных на свободных концах втулок соосно с последними, при этом корпусы основных силовых цилиндров шарнирно закреплены на основных корпусах суппортов, их штоки шарнирно соединены с дополнительными гильзами, а корпусы и штоки дополнительных силовых цилиндров в соответствующем порядке жестко соединены с торцами втулок и штанг.

6. Устройство по пп.3 5, отличающееся тем, что оно снабжено парой упоров, размещенных между матрицами, при этом каждый упор установлен на основном корпусе суппорта над его дополнительным корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к устройству для завивки кромок полых деталей, и может быть использовано для изготовления корпусов металлических бочек со съемным верхним дном, предназначенных для хранения и транспортировки пищевых горюче-смазочных и сыпучих материалов
Наверх