УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗУБЬЕВ ПРИВОДНЫХ ЗВЕЗДОЧЕК

Предлагаемое устройство относится к обработке металлов давлением, а именно к технологической оснастке кузнечно-прессового оборудования и может быть использовано в ремонтном производстве при восстановлении крупногабаритных приводных звездочек.
Известен штамп для восстановления крестовых ножей, в котором методом пластической деформации из изношенной литой заготовки путем горячей обработки давлением в штампе происходит принудительное перераспределение запасов компенсирующего износ металла с нерабочих поверхностей всех лезвий на изношенные, за счет чего восстанавливается ресурс детали и сокращаются расходы металла на выпуск новых деталей. Штамп содержит размещенную в корпусе составную матрицу, состоящую из копирующей форму ножа и выталкивающие частей, сопряженных между собой с возможностью относительного перемещения в вертикальной плоскости, перпендикулярной опорной поверхности корпуса, пуансон, центрирующую оправку и выталкиватель (патент RU №2103139 МПК B23P 6/00, B26B 3/00, опубл. 27.01.1998).
Недостатком известного штампа является необходимость приложения большой деформирующей силы, так, как восстановлению подвергаются одновременно все симметрично расположенные лезвия ножа.
Известен также штамп для секторной штамповки крупногабаритных изделий, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, верхний и нижний боек, ограничитель с коническим отверстием и кольцевые секторные вкладыши, установленные в коническом отверстии с возможностью вертикального перемещения, а также механизм поворота заготовки, включающий поворотный винт с копирными пазами, в которые входят концы подпружиненных поводковых пальцев, размещенных в нижней плите, и храповик, причем механизм поворота в верхней его части снабжен сменными секторными вставками, при этом центральная часть верхнего бойка дополнительно снабжена сменным кольцом и втулкой с фиксатором головки штока механизма поворота, а ограничитель выполнен в форме призмы с вогнутым коническим пазом для установки в нем сменных секторных вкладышей с возможностью вертикального перемещения (патент RU №1651 МПК B21J 13/02, опубл. 16.02.1994).
Недостатками известного штампа являются высокая металлоемкость и сложность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является штамп для секторной штамповки крупногабаритных изделий, содержащий верхнюю и нижнюю плиты с пуансоном и секторной матрицей, механизм поворота поковки в виде винта, поворотной шайбы и опорного вкладыша, снабженный фиксирующим кольцом с коническим отверстием и кольцевым секторным вкладышем, установленными в коническом отверстии с возможностью вертикального перемещения, а также механизмом подъема поковки в виде опорного кольца с коромыслами, размещенного на нижней плите, и поворотных тяг, размещенных на верхней плите с возможностью взаимодействия с упомянутыми коромыслами нижней плиты, опорный вкладыш установлен на опорном кольце с возможностью относительного поворота (авторское свидетельство SU, №1532175 B21J 13/02, опубл. 30.12.1989.).
Недостатками известного штампа являются высокая металлоемкость и сложность конструкции.
Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, снижение металлоемкости и габаритов.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для пластического деформирования зубьев приводных звездочек, содержащее плиту с секторной матрицей, пуансон, механизмы поворота и подъема заготовки, снабжено направляющей стойкой, в цилиндрическую часть которой установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения шток, а также кронштейном, в стойках которого под углом в 12° к поверхности плиты неподвижно установлена ось, на которой с возможностью вращения установлен маятниковый рычаг, опирающийся на плиту через пружину.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства, фронтальная проекция;
на фиг.2 - вид по направлению А на фиг.1;
на фиг.3 - расположение устройства на прессе во время выполнения технологической операции;
на фиг.4 - положение элементов конструкции устройства при подъеме детали;
на фиг.5 - графическая модель перераспределения материала зубьев звездочки, под воздействием пуансона.
Устройство состоит из плиты 1, секторной матрицы 2, направляющей стойки 3, кронштейна 4, прижимных лапок 5, штока 6, пружины 7, пуансона 8, механизма подъема заготовки в виде оси 9, маятникового рычага 10, рукоятки 11 и пружины 12, механизма поворота в виде подшипникового узла 13 и ступицы 14.
На горизонтальной поверхности плиты 1 неподвижно установлены секторная матрица 2, направляющая стойка 3 и кронштейн 4. Секторная матрица копирует форму неизношенного фрагмента обрабатываемой давлением детали, а именно ее зуба. Снизу плиты установлены прижимные лапки 5. В цилиндрическую часть направляющей стойки установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения шток 6, имеющий в верхней части фланец, и опирающийся на верхнюю часть направляющей стойки через пружину 7. В нижней части штока имеется глухое отверстие для неподвижной установки пуансона 8. В стойках кронштейна 4 неподвижно установлена ось 9, причем угол наклона оси к поверхности плиты составляет 12°. Величина угла определена на основе оптимизации кинематики механизма подъема заготовки. На оси с возможностью вращения установлен маятниковый рычаг 10, содержащий рукоятку 11 и опирающийся на плиту через пружину 12. На противоположном от оси вращения конце маятникового рычага установлен подшипниковый узел 13, в котором с возможностью вращения установлена ступица 14, причем ось вращения ступицы параллельна оси вращения маятникового рычага и также располагается под углом 12° к горизонтальной поверхности плиты. Следовательно, торцевая плоскость обрабатываемой детали, перпендикулярная оси вращения, будет располагаться в плоскости под углом 78° к плоскости плиты. Пересечение следа указанной плоскости с осью штока 6 происходит в рабочей зоне секторной матрицы 2 (фиг.1), за счет чего обеспечивается возможность взаимодействия пуансона с внутренней поверхностью зубчатого венца звездочки.
Устройство размещается на прессе, закрепляется на его горизонтальной балке 15 (фиг.3) при помощи прижимных лапок 5 и работает следующим образом. Перед обработкой деталь неподвижно закрепляется на ступице 14 поворотного механизма. Пружина 12 необходима для компенсации веса обрабатываемой детали и ее жесткость подбирается таким образом, чтобы, пользуясь рукояткой 11, можно было бы усилием руки осуществлять подъем и опускание маятникового рычага 10 с установленной деталью. За счет расположения оси 9 под углом к плоскости плиты обеспечивается возможность движения детали, не задевая шток с пуансоном при проворачивании маятникового рычага, при условии, что указанный шток находится в верхнем положении (фиг.4). Один из зубьев обрабатываемой детали подводится к индуктору расположенного рядом с прессом генератора токов высокой частоты (ТВЧ). После нагрева зуба и прилегающей к нему зоны звездочки до температуры пластического деформирования (1000±50°C), воздействием вниз на рукоятку 11 маятниковый рычаг вместе с деталью проворачивается вокруг оси 9, при этом происходит одновременный вывод зуба из индуктора, опускание детали и ее проворачивание до такого положения, чтобы нагретый зуб попал в секторную матрицу. После этого включается пресс, рабочий шток 16 (фиг.3) которого воздействует на шток 6 устройства и пуансон 8 внедряется в полку зуба обрабатываемой детали до тех пор, пока ее разогретый металл не перераспределится таким образом, чтобы заполнить всю полость матрицы (фиг.5). Далее усилие пресса снимается и его шток 16 поднимается вверх. Под действием пружины 7 шток устройства 6 и пуансон 8 также поднимутся вверх и освободят деталь. После этого все операции повторяются для остальных зубьев восстанавливаемой приводной звездочки.
Снижение металлоемкости предлагаемого устройства обусловлено уменьшением габаритов за счет размещения обрабатываемой давлением детали в плоскости, непараллельной плоскости плиты устройства.
За счет предлагаемой компоновки значительно сокращаются габаритные размеры и металлоемкость устройства, так как обрабатываемая давлением деталь размещается в плоскости, отклоняющейся от поверхности плиты на угол 78°, что достаточно для обеспечения работоспособности механизма подъема детали и размещения рядом с деталью направляющей стойки, способствующей перемещению штока с пуансоном к деформируемой зоне детали, а именно внутренней стороне зубчатого венца.
Таким образом, использование предлагаемого устройства более эффективно по сравнению с использованием устройства-прототипа.