Автомат для изготовления плоских спиральных пружин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено.03.04.75. (21) 2120224/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05 11 7Q Бюллетень №41

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 53 4286 (51} М. Кл.-е

В 21 g 3/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621,778, .27 (088.8) (45) Дата опубликования описания 27.02.77

А. П. Азаров (72) Автор изобретения

ВПтг, (71) Заявитель

49- 1д мвтп,,--);, одна или несколько навитых в пучок пружин выполняет роль технологических прокладок и по этой причине использованы как изделия быть не могут, Кроме того, подача ленты в оправку и зажим ее производится вручную, перезаправка пакета требуется после каждого цикла работы станка, съем навитого пучка пружин также осуществляется вручную, В станке не предусмотрен механизм формирования заделочных концов пружины.

Известно устройство (2, которое позволяет навивать спиральные пружины на конической ступенчатой оправке с пазом, установленной в шпинделе, связанном с приводом через редуктор и зубчатую передачу, и осаживать навитую на оправку спираль при помощи пуансона с упором в неподвижную упор-втулку. В этом устройстве выполнены матрица и пуансон с ножом для обрезки и формовки конца пружины с приводом от цилиндра.

Недостатками такого устройства являются следующие: при навивке спиральных пружин из нетермообработанной ленты малого поперечного сечения невозможно осадить наИзобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для изготовления плоских спиральных пружин стартеров, генераторов и других электрических машин.

Изготовление пружин в настоящее время производится на ручных набивочных приспособлениях с применением технологичесхнх прокладок (хожаных, пресс-шпановых и других), необходимых для получения равномерного радиального зазора между витками пру-l0 жины.

Прохладки после навивки зажигаются при последующей термической обработхе, что требует дополнительных операций по удалению пригаров: промывки, продувки сжатым 15 воздухом. Такой технологический процесс изготовления пружин отличается высохой трудоемкостью, большим расходом материала на прокладки и низким качеством изготовляемых пружин. 20

Известен станок для навивки спиральных пружин типа часовых волосков (1), позволяющий в некоторой степени механизировать процесс навивки и одновременно навивать по несколько штук из лент, но при этом 25 (54) АВТОМАТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКИХ

СПИРАЛЬНЫХ ПРУЖИН

534286 витый спиральный конус в плоскую спираль без деформации торцов ленты и витков пру>кины, кроме того, устройство не обеспечивает получения плоского торца пружины, так как витки пружины, навитой на конус, име- Ь ют различную жесткость и различную осевую остаточную деформацию после осадки.

Известен также автомат для изготовления плоских спиральных пружин (3), содер,жащий установленные на станине навивочный механизм с центральной оправкой, меха низм мерной резки спирали, механизм подачи и натяжения ленты и дополнительные оправки, установленные концентрично центральной оправке с возможностью осевого поступательного перемещения вдоль нее и связанные с ней посредством штифта, предотвращающего их угловой поворот относительно последней, и размещенным на станине параллельно центральной оправке приводным вращающимся барабаном с криволинейными пазами.

Недостатками этого автомата являются:

Л невозможность получения плоской спиральной пружины с плавно изменяющимся радиусом кривизны витков из-за наличия на рабочих поверхностях дополнительных оправок продольных прорезей, образующих на поверх30 ностях витков пружины отдельные участки с резкими перегибами, которые резко ухудшают качество навивки по сравнению с пружинами, навитыми с применением технологических прокладок; сложность изготовления дополнительных оправок для пружин с малым межвитковым радиальным зазором (0,5 мм и менее), так как толшина стенки формующей части оправок равна или меньше этих зазоров; невозможность получения плоского торца спиральной пружины из ленты малого сечения, так как навивка ленты производится с натяжением и при выводе оправок из витков пружины возникающие силы трения сме- 4 шают торцы витков в осевом направлении; невозможность навивки спиральных пружин с малым межвитковым зазором (0,5 мм и менее), так как между навиваемой лентой и внутренними поверхностями оправок, бО которые по существу являются технологическими прокладками, практически невозможно создать зазор, необходимый для свободного осевого перемещения дополнительных оправок в процессе навивки; 55 отсутствие механизма ориентации паза центральной оправки по отношению к пода ющему механизму, что исключает надежность работы навивочного устройства и его автоматизации. 60

Иелью изобретения является расширение .технологических возможностей при автоматизации технологических операций изготовления плоских спиральных пружин различных тиюразмеров .с межвитковыми радиальными зазорами от 0,5 мм и менее, повышение производительности и надежности оборудования и улучшение качества изготовляемых пружин.

Для этого предлагаемый автомат снабжен установленным на cTàíèíå тиристорным приводом переменной подачи ленты по заданному закону, связанным через опорную муфту с механизмом подачи ленты, выполненным в виде имеюших возможность взаимодействия подающих и прижимных роликов и установленным на станине между механизмом правки и механизмом резки и формовки концов пружины. Кроме этого, автомат снабжен навивочным механизмом, состоящим из подвижного в поперечном направлении к подаче ленты навивочного суппорта со шпинделем, на котором смонтировано устройство поворота и ориентации паза оправок относительно направления подачи ленты и соосно установ лена цетральная оправка с пазом, А на суппорте навивочного механизма установлена подвижная относительно продольной оси планшайба, кинематически связанная с кулачковым валом. B радиальных пазах план-шайбы установлены ползуны, на которых закреплены плоские пазовые копиры, связанные своими пазами через ролики с формуюшими инструментами, которые размещены радиально вокруг центральной оправки с пазом по части окружности таким образом, что их формуюшие поверхности располагаются по спирали.

Имеется возможность изменения угла наклона пазов плоских копиров по отношению к продольной оси шпинделя и перемещения ползунов в пазах планшайбы при помощи регулировочных винтов. Шпиндель навивочного механизма последовательно через устройст.во поворота и ориентиации паза оправки, выполненное в виде жестко закрепленной на шпинделе муфты, паз которой соединяется с поворотной шпонкой, связанной толкателем с промежуточным валом, и жестко закрепленного на навивочном суппорте подпружиненного тормоза, имеющего возможность взаимодействия с муфтой через копир, закрепленный на станине, соединен с механизмом поворота и включения шпинделя, установленным на станине соосно шпинделю навивочного механизма.

Механизм поворота и включения шпинделя кинематически связан с кулачками кулачкового вала. Между механизмом подачи ленты и навивочным механизмом установлен

534286 на станине механизм резки ленты и формовки концов пружины, выполненный в виде двух установленных друг против друга и связанных через рычаги с кулачковым валом сменных пуансонов, .имеющих режущие кромки и профили, соответствующие форме концов пружины, На фиг. 1 изображена кинематическая схема предложенного автомата; на фиг.2— то же, фронтальный вид, Внутри станины 1 установлен привод 2, включающий электродвигатель 3, клиноременную передачу 4, редуктор 5, связанный цепной передачей 6 с установленным внутри корпуса 7 кулачковым валом 8, на кото!

5 ром закреплены кулачки 9-15.

Внутри корпуса 7 установлены также качаюшиеся рычаги 16, 17, сельсин- датчик

18 с рычагом 19 и редуктор 20, На корпусе 7 сверху установлен подвиж- ной навивочный суппорт 21, связанный толкателем 22 с кулачком 12.

На навивочнэм суппорте 21 установлена подвижная планшайба 23 с толкателем 24.

Я на которо" установлены ползушки 25 и настроечные винты 26, На ползушках 25 при помощи осей 27 и винтов 28 закреплены .плоские пазовые копиры 29, которые через ролики 30 связаны с формуюшимиинструмен30 тами 31. Формуюшие инструменты размещены радиально вокруг центральной оправки

32 с пазом пэ части окружности таким образом, что их формуюшие поверхности располагаются по спирали.

Зб

Центральная оправка 32 с пазом закреплена на шпинделе 33 навивочного суппорта

21, На другом конце шпинделя 33 жестко закреплена муфта 34 с пазом. На навивэчном суппорте 21 закреплен подпружиненный

4О тормоз 35, имеющий возможность взаимодействия с муфтой 34 через копир 36, жестко закрепленный на корпусе 7, Соосно шпинделю 33 на навивочном суппорте установлен вал 37, внутри которого расположена тяга 38 с поворотной шпонкой 39, Тяга

38 жестко соединена с подвижной подпружиненной муфтой 4.0. Внутри навивэчного суп порта 21 расположен рычаг 41, на который воздействует рычаг 42, жестко закреп- ленный на валу 43, и вал 44, на котором жестко закреплен направляющий лоток 45, Вал 44 соединен с рычагом 46.

За навивочным суппортом 21 соосно валам 37 и 43 установлен на корпусе 7 ме- у ханизм 47 для поворота и включения шпинделя, который содержит пустотелые горизонтальные валы 48 и 49, соединенные по подвижной посадке с валами 37 и 43, На пустотелом валу 49 закреплена шестерня 50, 60 которая через рейку 51 и шток 52 соединена с кулачком 10. На пустотелом валу 48 закрепленэ шестерня 53, которая зацеплена с блокшестерней 54, установленной на валу 55, Блок — шестерня 54 зацеплена шестерней 56, закрепленной на валу 57, на котором размещена шестреня 58, взаимодействующая с зубчатым сектором 59. Зубчатый сектор через качающийся рычаг 16 связан с кулачком 9, На передней стенке к ор пуса 7 м ежду центральной оправкой 32 и механизмом 60 подачи ленты установлен механизм 61 резки ленты и формовки концов пружины, состоящий из пуансона 62 и 63 и рычагов

6 4 и 65, соединенных с кулачками 66 и

67, заире пленными на ва лу 6 8. В an 68 с вязан с кулачкэвым валом 8 при пм:,оши шестеоен 69-7 2.

Механизм 60 подачи ленты состоит из системы верхних и нижних i:эдьюшгх роли эв Веэхние приводные ролики 73 и 74 поджаты к нижн-::м приводным роликам 75 и

76 пружинами 77 и 78 при помощи рычагов 79 и 80,. жестко закрепленным накривошипньг валиках 81 и 822-. Кулачок 83 и ру» коятка 84 служа" для этжпмания верхних приводных роликов 73 и 74 при заправке ленты в автомат, Верхние и нижние привэдные ролики соединены между собой зубчатыми венцами выполненными заодно с роликами, Нижние приводные ролики 75 и 76 находятся в зацеплении с шестерней 85, внутри котэрэй установлены обгонные муфты 86 и 87. Обгонная муфта 86 связана через сменные шестерни 88 и 89 с валом

90, на котором закреплены электромагнитные муфты 91 и 92. Электромагнитная муфта 91 через редуктор 20 обеспечивает связь с тиристэрным приводом 93, Обгонная муфта 87 через реечную передачу 94 и толкатель 95 связана с кулачком 15, Механизм 96 правки ленты и кассета

97 со стальной лентой 98 закреплены на передней стенке автомата.

Автомат работает следующим образом.

При включении электродвигателя 3 вращение передается через клиноременную передачу 4-, редуктор 5 и цепную передачу 6 кулачковому валу 8 с кулачками 9 — 15 и через шестерни 72, 71, 70, 69 — валу

68 с кулачками 66 и 67, которые по заданной программе сообщают рабочие движения механизма автомата. Одновременно с включением электродвигателя 3 включается тиристорный привод 93 механизма 60 Iioдачи, который осуществляет прерывистую переменную подачу стальной ленты во время навивки спиралей, 534286

Лента 98 из кассеты 97 проходит через механизм 96 правки ленты между верхними и нижними подающими роликами механизма 60 подачи. Верхние подающие ролики 73, 74 поджаты к нижним подающим Ь роликам 75, 76 при помощи пружин 77, 78, которые, воздействуя на рычаги 79, 80, поворачивают кривошипные валики 81, 82. Под действием пружин между верхними и нижними подающими роликами созда- ® ется тяговое усилие, необходимое для перемещения ленты, От кулачка 15 толкателем 95 реечной передачи 94 и обгонной муфтой 87, вст35 роенной в шестерню 85, верхним и нижним подающим роликам сообщается вращательное движение. Лента по направляющему лотку

45 подается в паз центральной оправки 32, От кулачка 9 через качающийся рычаг

16, зуб атый сектор 59, шестерни 58,56, блок-шестерню 54, шестерню 53 и пустотелый вал 48 сообщается вращение на часть оборота валу 37. Так как в этот момент поворотная шпонка 39 находится в зацепле- + нии с муфтой с пазом 34, а тормоз 35 не взаимодействует с копиром 36, то вращение от вала 37 передается шпинделю 33 и центральной оправке 32 с пазом.

При вращении центральной оправки внут- щ ренний конец пружины загибается, По окончании загиба внутреннего конца пружины вращение шпинделя 33 перерывается кулачком

10, который при помощи штока 52 с рейкой 51 поворачивает шестерню 50 и пусто- телый вал 49, При повороте пустотелого вала поворачивается зацепленный с ним вал

43 с рычагом 42. Этот рычаг, взаимодействуя с рычагом 41, перемещает подпружиненную муфту 40 и соединенную с ней тягу р

38 с поворотной шпонкой 39 впРаво При этом поворотная шпонка, поворачиваясь, выходит из зацепления с муфтой 34, После прекращения вращения шпинделя с центральной оправкой включается электро- 4ф магнитная муфта 91, а муфта 92 отключается. В этом случае вращение подающих роликов механизма 60 подачи происходит от тиристорного 93 через редуктор

20, электромагнитную муфту 91, шестерни 30

89,88, обгонную муфту 86 и шестерню

85. Подается лента на завивку спиралей пружины. Характеристика подачи ленты задается сельсин-датчиком 18 через рычаг

19 от кулачка 11. 65

Синхронно с подачей ленты от тиристорного приьда 93 происходит радиальное разведение формуюших инструментов 31 от кулачка 14, который толкателем 24 перемещает планшайбу 23 влево вдоль оси шпинделя, На планшайбе на ползушках 25 закреплены плоские копиры 29, которые взаимодействуют с роликами 30 формуюших инструментов 31. При перемещении планшайбы с плоскими копирами влево формующие инструменты радиально расходятся от оси центральной оправки, определяя тем самым габарит и шаг спиралей пружины. Перемещая ползушки в радиальном направлении при помоши винтов 26 и поворачивая плоские копиры относительно осей 27 при помоши винтов 28, можно отрегулировать различные спирали пружины, Во время навивки пружины шпиндель

33 с центральной оправкой 32 и муфтой

34 свободно вращается вокруг своей оси, а направляющий лоток 45 следит за витками спирали, получая движение от кулачка

13 через качающийся рычаг 17 и рычаг 46, соединенный с валом 44. После навивки необходимого числа витков пружины отключается электромагнитнаямуфта 91 и одновременно включается электромагнитная тормозная муфта 92.

От кулачка 12 толкателем 22 навивочный суппорт 21 с формующими инструментами 31, центральной оправкой 32 и направляющим лотком 45 перемещается влево син»

xpoHHD с перемещением планшайбы 23 из зоны навивки пружины, Одновременно с этим тормоз 35 при помощи копира 36 стопорит муфту 34.

От кулачков 66, 67 при помощи рычагов

64,65и пуансонов 62, 63 производится отрезка и загибка второго конца пружины.

От кулачка 10 при помощи толкателя

22, рейки 51, шестерни 50, пустотелого вала 49, вала 43 с рычагом 42 и рычага

41 муфта 40 и тяга 38 перемещаются влево, и поворотная шпонка 39 зацепляется с муфтой 34. После этого центральная оправка возвращается в исходное положение от кулачка 9, качающегося рычага 16, зубчатого сектора 59, шестерен 58, 57, блокшестерни 54, шестерни 53, пустотелого вала 48 и вала 37 через муфту 34 и шпиндель 33.

После этого навивочный суппорт 21 с центральной оправкой 32, формующими инструментами 31, направляющим лотком 45 и планшайбой 23, возвращаются вправо, в исходное положение. Во время этого перемещения муфта 34 освобождается от тормоза 35, формующие инструменты 31 и направляющий лоток 45 возвращается в исходное положение, В конце хода суппорта

23 готовая пружина выталкивается центральной оправкой 32 и формующими инструментами 31 из зоны навивки и происходит

534286

1, Автомат для изготовления плоских спиральных пружин, содержащий установлеНные на станине навивочный механизм с центральной оправкой, имеюшей продольный паз, Ю механизм мерной резки металлической ленты и формовки концов пружины, приводной кулачковый вал и механизм подачи и правкиленты, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, улучшения качества изделий и повышения надежности оборудования, он снабжен тиристорным приводом переменной подачи ленты по заданной программе, связанным через обгонную муфту с механизмом подачи ленты, 20 выполненным в виде контактирующих подающих и прижимных роликов и установленным на станине между механизмом правки и механизмом резки ленты и формовки концов пружины, а навивочный механизм включает в себя подвижный в поперечном направлении к подаче ленты навивочный суппорт со шпинделем, на котором смонтировано устройство поворота и ориентации паза оправки относительно направления подачи ленты и соосно установлены оправка и кинематически связанная с кулачковым валом подвижная относительно продольной оси шпинделя планшайба с установленными на ней плоскими пазовыми копирами, соединенными через ро- Зо лики с подвижными формуюшими инструмен тами, которые размещены радиально вокруг оправки по части окружности таким образом, что ик формующие поверхности располагаются по спирали, причем шпиндель по-: О следовательно через муфту устройства поворота и ориентации паза оправки, механизм нине, Источники информации, принять:е во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 124410, кл, В 21 7 3/08, 17,06.57.

2. Авторское свидетельство СССР № 385656 кл. В 21 73/08, 01.03.71.

3. Авторское свидетельство СССР № 440191, кл. В 217 3/08, 11,12.72. повторение цикла для навивки следующей пружины.

Формула изобретения поворота и включения шпинделя, установленный на станине соосно шпинделю, и кулисный механизм связан с кулачковым валом, на котором закреплен кулачок, связанный с сельсин-датчиком тиристорного привода.

2. Автомат по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью изменения пареметров навиваемых пружин, плоские пазовые копиры смонтированы на установленных на планшайбе ползунак с возможностью радиального перемещения относительно оправки и поворота относительно продольной оси шпинделя с помощью регулировочных винтов.

3. Автомат по п.1, о т л и ч а ю ш и й— с я тем, что, с целью повышения производительности, механизм резки ленты и формовки концов пружины выполнен в виде двух установленных друг против друга на станине и связанных с кулачковым валом пуансонов, имеющих режущие кромки и профили, соответствующие форме концов пружины, а устройство поворота и ориентации паза оправки выполнено в виде жестко закрепленной на шпинделе муфты, паз которой контактирует с поворотной шпонкой, связанной через толкатель с промежуточным валом, соединенным с механизмом включения и поворота шпинделя и жестко закрепленного на навивочном суппорте подпружиненного тормоза, взаимодействующего с муфтой через копир, закрепленный на ста534286 Рог. 2

Составитель В. Бужинский

Редактор Е. Братчикова Техред О. Луговая Корректор B Куприянов

Заказ 5526/218 Тираж 1 077 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раулская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4