Устройство ротационной вытяжки

 

Изобретение относится к устройствам ротационной вытяжки, а именно к устройствам для изготовления высокоточных цилиндрических полостей в деталях типа гидравлических цилиндров, нагруженных большим давлением. Устройство ротационной вытяжки содержит корпус, крышку с рукояткой и микрометрической шкалой, сепаратор с установленными давильными элементами, имеющими форму шара, и два опорных кольца. Одно опорное кольцо - регулировочное установлено в крышке и кинематичски связано с ней, другое - неподвижное и установлено в корпусе. Рабочие поверхности обоих колец взаимно перпендикулярны. Устройство содержит г-образную державку, прикрепленную к корпусу, и подпружиненный диск, базированный на винтах, крепящихся к крышке, и функционально связанный с сепаратором. Сепаратор выполнен корончатым, с пазами, имеющими коническую поверхность и форму полуокружности. Количество пазов равно количеству давильных элементов. Угол рабочей поверхности регулировочного опорного кольца к оси вращения оправки выполнен меньше 45°. В результате обеспечивается регулировка давильных элементов с высокой точностью, меньшими усилиями и без переналадки токарного станка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам ротационной вытяжки, а именно к устройствам для изготовления высокоточных цилиндрических полостей в деталях типа гидравлических цилиндров, нагруженных большим давлением.

Известны устройства для получения цилиндрических полостей методом ротационной вытяжки, состоящие из корпуса, внутри которого неподвижно относительно корпуса установлено опорное кольцо. Корпус имеет резьбу, с помощью которой корпус связан с крышкой. Крышка имеет рукоятку, микрометрическую шкалу и связана с подвижным опорным кольцом, установленным в ней и являющимся регулировочным. Рабочие поверхности обоих опорных колец взаимно перпендикулярны. Устройство содержит сепаратор, в котором установлены давильные элементы, имеющие форму шаров, (см. В.А.Андрейченко, Л.Г.Юдин, С.П.Яковлева. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки. - Кишинев, “UNIVEPSITAS”, 1993 г., стр.95-102).

Недостатками этого устройства являются

- невозможность производить регулировку давильных элементов в радиальном направлении без четкого ориентирования центров давильных элементов по окружности. Эта проблема вызвана тем, что сепаратор имеет форму цилиндра, по окружности которого выполнены конические отверстия, в которых установлены давильные элементы. Сепаратор наружным диаметром установлен по скользящей посадке во внутренних отверстиях опорных колец. При отводе регулировочного опорного кольца посредством отвинчивания крышки давильные элементы, выполненные в форме шаров, освобождаются, и в верхней части сепаратора давильные элементы лежат под собственным весом в конических отверстиях сепаратора, в нижней же части данной системы давильные элементы лежат на рабочих поверхностях опорных колец. Получение высокоточных цилиндрических полостей методом ротационной вытяжки по данной схеме затруднительно, так как в системе "заготовка - сепаратор - давильные элементы - опорные кольца" возникает вибрация из-за наличия свободного хода давильных элементов в пределах диаметра конического отверстия сепаратора. Кроме этого в процессе ротационной вытяжки, а именно на стадии соприкосновения давильных элементов с наружной поверхностью заготовки, возможно заклинивание, так как находящиеся в верхней части сепаратора давильные элементы могут не выйти из соприкосновения с коническими поверхностями отверстий сепаратора под действием силы продольной подачи устройства ротационной вытяжки;

- рабочая поверхность регулировочного опорного кольца, установленного в крышке, имеет большой угол наклона (45°) по отношению к оси вращения оправки. Величина данного угла влияет на силу, прилагаемую к рукоятке, при регулировке на меньший диаметр давильных элементов в радиальном направлении, в процессе ротационной вытяжки.

- корпус устройства закреплен непосредственно на суппорте токарного станка, для чего необходимо предварительно снять резцедержатель, что приводит к существенной переналадке оборудования, переводя его из класса универсального в специальное.

Задача данного изобретения - производить регулировку (настройку) давильных элементов с высокой точностью, с меньшими усилиями и без переналадки токарного станка.

Задача решается тем, что в устройство ротационной вытяжки, содержащее корпус, крышку с рукоятками и микрометрической шкалой, сепаратор, давильные элементы, имеющие форму шара, два опорных кольца, одно из которых подвижное, установлено в крышке, кинематически связано с ней и является регулировочным, другое - неподвижное и установлено в корпусе, рабочие поверхности опорных колец взаимно перпендикулярны, вводится подпружиненный диск, который базируют на винтах, прикрепленных к крышке, и функционально связывают с сепаратором, который выполняют корончатым, с пазами, имеющими коническую поверхность и форму полуокружности. Количество пазов выполняют равным числу давильных элементов. Сепаратор устанавливают так, что одной торцовой поверхностью он упирается в плоскость подпружиненного диска, другой - в сферическую поверхность давильных элементов, установленных в пазах. Для увеличения срока службы сепаратора пазы на сепараторе выполняют с обоих торцов. Для уменьшения силы воздействия на рукоятку при повороте крышки в процессе настройки давильных элементов на меньший диаметр в радиальном направлении рабочую поверхность регулировочного опорного кольца выполняют под углом к оси вращения оправки, меньшим 45°, а именно в интервале от 25 до 30° (величина угла определена опытным путем), оставляя при этом угол между рабочими поверхностями обоих колец равным 90°. Уменьшение величины угла рабочей поверхности регулировочного опорного кольца к оси вращения оправки до 10-24° приведет к увеличению габаритов устройства и времени настройки давильных элементов на нужный диаметр в радиальном направлении. Чтобы не производить существенную переналадку оборудования, к корпусу устройства прикрепляют державку, с помощью которой устройство устанавливают в резцедержатель токарного станка. Для предотвращения во время процесса ротационной вытяжки момента опрокидывания устройства державку выполняют г-образной, при этом одну сторону державки устанавливают в резцедержатель, а другая при этом упирается в поверхность резцедержателя, параллельную оси оправки.

На фиг.1 дан общий вид устройства ротационной вытяжки, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - сепаратор, на фиг.4 - вид 5 фиг.3.

Устройство ротационной вытяжки состоит из корпуса 1, имеющего резьбу, по которой перемещается крышка 2. Крышка имеет рукоятки 3 и нанесенную на лимбе микрометрическую шкалу 4. В полости крышки 2 установлено регулировочное опорное кольцо 5, а в корпусе 1 установлено неподвижное опорное кольцо 6. Регулировочное опорное кольцо 5 имеет рабочую поверхность "a", которая выполнена под углом α=26°30' к оси вращения оправки 7, на которую установлена обрабатываемая заготовка 8. Оправка 7 установлена в шпиндельной головке 9 токарного станка. Неподвижное опорное кольцо 6 имеет рабочую поверхность "б"⊥"а".

Рабочие поверхности "a" и "б" обоих опорных колец 5 и 6 связаны с давильными элементами 10, имеющими форму шаров. Давильные элементы 10 установлены в пазах 11 сепаратора 12. Пазы 11 выполнены на обоих концах сепаратора 12. Количество пазов 11 на одном конце сепаратора 12 соответствует количеству давильных элементов 10. Пазы 11 имеют коническую поверхность и форму полуокружности. Сепаратор 12 функционально связан одной торцевой поверхностью с диском 13, базирующимся на специальных винтах 14, крепящихся к крышке 2. На винтах 14 установлены пружины 15, с помощью которых диск 13 прижат к сепаратору 12. К корпусу 1 с помощью винтов 16 прикреплена державка 17. Державка 17 имеет г-образную форму. Одна ее часть закреплена в резцедержателе 18 токарного станка винтами 19 резцедержателя 18, другая часть упирается в поверхность “с” резцедержателя, параллельную оси оправки 7. Для предотвращения вращения заготовки 8 относительно оправки 7 к торцевой части заготовки 8 подведен прижим 20, установленный в задней бабке 21 токарного станка.

Устройство работает следующим образом.

Державка 17, закрепленная на корпусе 1 устройства, устанавливается одной частью в резцедержатель 18 токарного станка и закрепляется винтами 19 резцедержателя 18. Заготовка 8 фиксируется на оправке 7 прижимом 20, который устанавливается в пиноле задней бабки 21 токарного станка. Устройство для ротационной вытяжки, закрепленное в резцедержателе 18 суппорта станка, перемещается в направлении вращающейся заготовки 8. Крышка 2 с микрометрической шкалой 4 находится в положении, в котором давильные элементы 10 отодвинуты в радиальном направлении от заготовки 8 и с ней не контактируют, так как сепаратор 12, связанный с диском 13, под действием пружин 15 стремится отодвинуть давильные элементы 10 от заготовки 8 и прижать их к рабочим поверхностям "а" и "б" опорных колец 5 и 6. При отвинчивании крышки 2 с помощью рукоятки 3 регулировочное опорное кольцо 5 отодвигается от неподвижного кольца 6, давильные элементы 10 перемещаются в радиальном направлении от поверхности заготовки 8. При завинчивании крышки 2 с помощью рукояток 3 регулировочное кольцо 5 благодаря небольшому углу α=26°30' плавно, без приложения значительных усилий, сдвигается в направлении неподвижного кольца 6, и давильные элементы 10 радиально перемещаются в направлении заготовки 8. Подпружиненный сепаратор 12 перемещается в осевом направлении к шпинделю 9 станка, сжимая пружины 15. В момент соприкосновения давильных элементов 10 с поверхностью заготовки 8 по нанесенной на крышке 2 микрометрической шкале 4 фиксируется момент соприкосновения давильных элементов 10 с поверхностью заготовки 8. Устройство отодвигается вправо к задней бабке 21 станка (или влево к шпинделю станка) и крышка 2 завинчивается на требуемый размер наружной ступени наибольшего диаметра заготовки. Включается станок и продольная подача. Осуществляется ротационная вытяжка с формоизменением заготовки 8.

Формула изобретения

1. Устройство ротационной вытяжки, содержащее корпус, крышку с рукояткой и микрометрической шкалой, сепаратор с установленными давильными элементами, имеющими форму шара, два опорных кольца, из которых одно опорное кольцо - регулировочное - установлено в крышке и кинематически связано с ней, другое - неподвижное и установлено в корпусе, рабочие поверхности обоих колец взаимно перпендикулярны, отличающееся тем, что оно содержит державку, прикрепленную к корпусу, подпружиненный диск, базированный на винтах, крепящихся к крышке, и функционально связанный с сепаратором, который выполнен корончатым с пазами, имеющими коническую поверхность и форму полуокружности, количество пазов равно количеству давильных элементов, угол рабочей поверхности регулировочного опорного кольца к оси вращения оправки выполнен меньше 45°.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что державка выполнена г-образной.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что пазы на сепараторе выполнены с обоих торцов.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что угол рабочей поверхности подвижного опорного кольца к оси вращения оправки выполнен в интервале от 25 до 35°.

РИСУНКИ