КУЗНЕЧНЫЙ СТАНОК

Полезная модель относится к обработке металлов, а именно к деформации длинномерных заготовок, и может быть использована для изготовления декоративных кованых элементов, например, из стандартных пустотелых квадратных труб сечением 15×15, 20×20, 25×25 мм и более или цельного металлического проката квадратного сечения.
Из уровня техники известно устройство для гибки погонажных изделий, содержащее станину, параллельные опорные валы с приводом и вертикально-подвижный ползун с ручным приводом и шарнирно закрепленным деформирующим валом, которое снабжено гибочными оправками и шипами (см. патент RU153047, кл. B21D 7/00, опубл. 27.06.2015). Основным недостатком известного устройства является его ограниченная функциональность - оно может быть использовано только для формирования арок из профильной трубы.
Из уровня техники известно устройство для видоизменения поперечного сечения прямоугольной трубы путем образования как минимум на двух ее противоположных сторонах декоративных ребер жесткости прокаткой вовнутрь части стенки трубы, содержащее как минимум два прокатных формовочных диска с прижимным устройством, причем минимум один из них может быть выполнен разборным, состоящим из диска, на наружной поверхности которого выполнен профиль для формирования ответного профиля на поверхности трубы, и двух прижимных шайб, установленных с обеих сторон диска и образующих ручей для обрабатываемой заготовки (см. патент RU2528286, кл. B21D 7/02, опубл. 10.09.2014). Основным недостатком известного устройства также является его ограниченная функциональность - оно может быть использовано только для формирования канавок и только в стенках труб определенной формы и размера.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является кузнечный станок, содержащий основание, на котором установлен электродвигатель и кузнечный блок, включающий корпус с профилирующим и эксцентриковым узлами, образованными соответствующими вальцами (см. патент RU73249, кл. B21D 17/04, опубл. 20.05.2008). Недостатками известного блока являются его громоздкость и относительно недолгий срок службы, обусловленный большим количеством подвижных деталей, в частности, обеспечивающих подстройку к размеру заготовки, а также невозможность гибки заготовки по дуге произвольного радиуса.
Технической проблемой является расширение арсенала кузнечных станков с устранением отмеченных недостатков. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства ограниченной компактности путем создании простого, компактного и надежного универсального устройства, который может быть одновременно использован как для формирования арок (для теплиц, навесов и козырьков), так и для профилирования заготовки по всей длине и формирования оконечных декоративных участков, не занимая при этом много места на рабочем столе. Проблема решается, а технический результат достигается тем, что в кузнечном станке, содержащем основание, на котором установлен электродвигатель и кузнечный блок, включающий корпус с профилирующим и эксцентриковым узлами, образованными соответствующими вальцами, все вальцы кузнечного блока расположены на двух параллельных, кинематически связанных между собой, ведущем и ведомом, валах, которые закреплены в корпусе кузнечного блока с возможностью вращения, причем ведущий вал кузнечного блока выведен за пределы корпуса кузнечного блока и подключен к электродвигателю через червячный редуктор, с противоположной стороны от которого на том же основании установлен узел гибки, содержащий собственный корпус и ведущий вал, выведенный за его пределы и подключенный к электродвигателю, два горизонтальных опорных вала, кинематически соединенных с ведущим валом узла гибки, и деформирующий вал, установленный в корпусе узла гибки параллельно опорным валам с возможностью вертикального перемещения. Деформирующий вал предпочтительно закреплен посредством подшипниковых опор на пластине, соединенной с винтом и перемещающейся вдоль вертикальных пазов корпуса узла гибки. При этом винт предпочтительно соединен с рукояткой, расположенной за пределами корпуса узла гибки. Опорные валы могут быть кинематически соединены с ведущим валом посредством цепной передачи.
На фиг. 1 частично в разрезе представлен предлагаемый кузнечный станок, вид сбоку;
на фиг. 2 - кузнечный станок, вид сверху.
Предлагаемый кузнечный станок содержит основание 1, на котором установлен электродвигатель 2, кузнечный блок и узел гибки.
Кузнечный блок состоит из корпуса 3, в котором с помощью жестко закрепленных подшипниковых опор 4 с возможностью вращения установлены два параллельных, ведущий 5 и ведомый 6, валы, снабженные наборами вальцов 7-9. Вальцы 7-9 могут быть выполнены в виде единых деталей с соответствующими валами 5-6 или в виде отдельных дисков, закрепленных на этих валах. Валы 5-6 кинематически связаны между собой: вращение от вала 5 передается валу 6 за счет шестерней 10, расположенных внутри или снаружи корпуса 3 кузнечного блока.
Формовочные вальцы 7 выполнены разного диаметра и на наружной поверхности снабжены центральным выступом для прокатки вовнутрь обрабатываемой заготовки. Во избежание разрыва металла боковые стенки выступов выполняют встречно под углом 60-80° к оси вальцов 7, что обеспечивает деформацию трубы без механических повреждений и формирование плавного корытообразного паза с ребрами жесткости по бокам. Один, два, три или более вальцов 7 установлены соосно на валах 5-6 и разделены прижимными шайбами 10, образующими замкнутый профиль для прохода обрабатываемой заготовки. Вальцы 7 совместно с шайбами 10 составляют профилирующий узел кузнечного блока.
Гладкие цилиндрические вальцы 9 разного диаметра, а также вальцы 8 с фигурной наружной поверхностью установлены со смещением е относительно осей валов 5-6 и образуют эксцентриковый узел кузнечного блока, который за счет биения расстояния между поверхностями противоположных вальцов позволяет сплющивать оконечные участки заготовок с формированием гладкой или фигурной лапки.
С одной стороны ведущий вал 5 выведен за пределы корпуса 3 кузнечного блока и подключен к электродвигателю 2 через червячный редуктор 11. С другой стороны корпуса 3 кузнечного блока на ведущем валу 5 установлена планшайба 12 со сменной двухступенчатой формовочной матрицей.
С противоположной стороны от электродвигателя 2 на основании 1 с помощью болтов 13 закреплен узел гибки. Узел гибки содержит собственный корпус 14 и ведущий вал 15 со звездочной 16, выведенный за его пределы, два горизонтальных опорных вала 17 со звездочками 18 и деформирующий вал 19. Звездочки 18 кинематически соединены со звездочкой 16 цепной передачей 20. Деформирующий вал 19 установлен в корпусе 14 узла гибки параллельно опорным валам 17 и закреплен посредством подшипниковых опор 21 на пластине 22. Пластина 22 соединена с винтом 23 и выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальных пазов корпуса 14 узла гибки. Винт 23 снабжен гайкой 24, жестко соединенной с корпусом 14 узла гибки, и рукояткой 25, расположенной за его пределами.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
После включения электродвигателя 2, ведущий вал 5 кузнечного блока и ведущий вал 15 угла гибки через червячный редуктор 11 по команде от ножной педали приводят во вращение. Вращение валов 5 и 14 передается, соответственно, на валы 6 и 17.
Для формирования корытообразного паза с ребрами жесткости на противоположных стенках квадратной трубы, последнюю размещают между шайбами 10 внутри замкнутого профиля для прохода обрабатываемой заготовки напротив вальцов 7 соответствующего размера. После чего прокатывают вдоль всей длины заготовки.
Для сплющивания конца профилированной заготовки и формирования лапки оконечную часть трубы вставляют между эксцентриковыми вальцами 8 или 9 и поступательным движением плавно уменьшают зазор внутренней полости до нуля.
Для образования на конце заготовки спиралевидного изгиба устанавливают на планшайбе 12 соответствующую формовочную матрицу и закрепляют в центре конец заготовки, после чего упирают последнюю в ролик 26, закрепленный на основании 1, и прокручивают вал 5 необходимое количество раз.
Для формирования арки на опорные валы 17 устанавливают заготовку (профильную трубу) 27. Посредством вращения рукоятки 25 винта 23 на один-два оборота, валом 19 деформируют заготовку, после чего включают ее подачу. После прохода заготовки 27 в одну сторону, повторно на один-два оборота сдавливают ее винтом 23 для увеличения кривизны арки. Число таких циклов зависит от требуемого радиуса гибки профиля трубы (чем меньше требуется радиус, тем больше циклов сдавливания).
Таким образом, предлагаемая полезная модель имеет значительно более широкие функциональные возможности и позволяет практически без усилий и без переналадок проводить все необходимые операции для выполнения любого кованого фигурного элемента полностью (формирование арки, усиление профиля, сплющивание и загиб концов) на едином компактном устройстве. За счет размещения оборудования, включая узел гибки, на едином основании, а всех вальцов всего на двух валах, а также за счет соединения ведущих валов с электродвигателем напрямую через червячный редуктор (без муфт и дополнительных плит-оснований), предложенная конструкция кузнечного станка обладает минимальными габаритами (станок может быть размещен на относительно малогабаритном столе) и максимальной износоустойчивостью.