СТАНОК ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ПРОВОЛОКИ

Полезная модель относится к области обработки металлической проволоки и изготовления из нее изделий.
При изготовлении деталей из проволоки в ряде случаев возникает необходимость выполнения заданного продольного профиля, например, выполнения фасок, местного занижения диаметра и т.д.
Известно правильно-задающее устройство, включающее станину, правильно-подающий механизм, привод, гидропневматический мультипликатор, механизм для фиксирования проволоки, механизм для отрезки и заострения торца проволоки (А.С. 415074, опубл. 15.02.1974. Бюл. №6). По известному решению, предусматривается последовательное выполнение отрезки зажатой заготовки отрезным диском и обточка конца отрезанной заготовки обточной головкой. При этом обточная головка расположена на одном шпинделе с отрезным диском, а зажим проволоки, подвод и отвод шпинделя осуществляют вручную поворотом соответствующих рукояток и тяги.
К недостаткам известного решения относятся наличие ручных манипуляций при обработке каждой детали и, соответственно, необходимость постоянного присутствия оператора у станка. Кроме того, конструкция не позволяет выполнять продольную обточку заготовки, что ограничивает ее применение.
Известен автомат для изготовления из проволоки деталей типа штырей, включающего размещенные на станине и кинематически связанные механизмы правки, подачи и фиксации проволоки и узел обработки торцовых поверхностей (А.С. 776724, опубл. 07.11.1980. Бюл. №41). По известному решению, узел обработки торцовых поверхностей включает две приводных резцовых головки - обточную и отрезную, размещенных эксцентрично относительно оси подачи проволоки и последовательно друг относительно друга, причем одна из упомянутых резцовых головок находится между механизмами подачи и фиксации проволоки. Размещение в известном решении отрезной резцовой головки последовательно за обточной резцовой головкой позволяет вначале получить фаски в соответствии с профилем резца, а затем произвести отрезку. Привод обеих резцовых головок осуществляется через две передачи - ременную и зубчатую - от общего электродвигателя. При этом сами головки размещены в промежуточных корпусах, которые также вращаются при выполнении операции. Привод корпусов осуществляется через цепную передачу от дополнительного вала. Механизм фиксации проволоки выполнен в виде двух кинематически связанных цанговых зажимов.
К недостаткам известного решения относится необходимость вращения значительных масс - промежуточных корпусов, шестерен привода, двух резцовых головок. Кроме того, конструкция не позволяет выполнять продольную проточку проволоки, что ограничивает ее применение.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является автомат для изготовления из проволоки деталей типа штырей, содержащий установленные на станине механизм подачи проволоки, механизм мерной резки заготовок, узел формовки профиля и узел обработки торцовой поверхности, причем формовка профиля включает операцию обработки металла давлением (А.С. №414034, опубл. 05.02.1974. Бюл. №5).
По известному решению, узел формовки профиля выполнен в виде пресса, усилие которого через кулачок, ролик, рычаг, толкатель, отдельный механизм вращающейся головки передается на механизм подачи заготовки и штамп.
Зажим заготовки при обработке, обрезка ее в заданный габаритный размер и частично формирование профиля происходит посредством штампа, что относится к обработке металла давлением.
Механизм подачи заготовки включает стойки, ползун, собачки для зажима проволоки, планки, оси, рычаги, ролики, кулачки, причем детали, преимущественно, являются оригинальными. Во вращающейся головке предусмотрено место для размещения резца, который используется для обточки заготовки.
Во время работы известного устройства, возможна обточка заготовки за заданный размер, для чего используется резец, установленный во вращающейся головке.
К недостаткам известного решения относится высокая сложность конструкции, преобладание уникальных деталей, что может создавать проблемы при техническом обслуживании и ремонте, повышенные энергозатраты, связанные с приводом вращающейся головки, односторонний зажим проволоки в механизме ее подачи собачками, которые могут оставлять следы (деформацию) на поверхности заготовки, а также отсутствие контроля наличия проволоки на входе в зону обработки. Применение для обрезки заготовки системы пуансонов может иметь последствием нестабильное качество детали: при износе режущих кромок пуансонов могут изменяться как форма торцевой поверхности, так и линейный размер отрезаемой заготовки.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание станка для комбинированной обработки проволоки при изготовлении деталей заданного профиля, имеющего высокую долю унификации комплектующих, повышенную стабильность обеспечиваемых размеров обрабатываемой детали и систему контроля наличия проволоки на входе в зону обработки.
Поставленная задача решается за счет применения в качестве основных компонентов станка унифицированных изделий – цанговых зажимов, пневмоцилиндров, электродвигателей, редукторов, подшипников, твердосплавной пластины для резца, датчиков, контроллера, шлангов подвода воздуха и т.д.
Это не только повышает качество обработки, но и снижает затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования.
Новизной в предлагаемом станке для комбинированной обработки проволоки при изготовлении деталей заданного профиля является совокупное применение следующих технических решений: применения для фиксации проволоки цанговых зажимов, применения в механизме мерной подачи проволоки пневмопривода с регулируемым ходом поршня, замены пуансонов отрезным диском, установленным в поперечном суппорте станка с возможностью свободного вращения, использование для обточки только движения резца вдоль оси заготовки, принудительного вращения проволоки, вместо инструмента, применения датчиков положения инструмента для обеспечения двухскоростного его перемещения к заготовке и обратно, в исходное положение, применения датчика наличия проволоки на входе в зону обработки.
Указанные признаки являются новыми, существенными и промышленно выполнимыми и направлены на решение поставленной полезной моделью технической задачи.
Предлагаемый в качестве полезной модели станок для комбинированной обработки проволоки при изготовлении деталей заданного профиля поясняется чертежом (фиг. 1) и включает установленные на станине механизм подачи проволоки, механизм резки проволоки на заготовки, узел формирования профиля детали и узел обработки торцовой поверхности детали, причем формирование профиля детали включает операцию обработки металла давлением. Механизм подачи проволоки выполнен в виде сочетания первого пневматического цангового зажима 1 с пневмоцилиндром 2. Механизм резки проволоки на заготовки совмещен с узлом формирования профиля и выполнен в виде сочетания второго пневматического цангового зажима 3, связанного с электродвигателем 4, электродвигателя 5 с редуктором 6, кривошипного механизм 7, поперечного суппорта 8 с отрезным диском 81, перемещающегося в направляющих 82, опоры 9, электродвигателя 11 с редуктором 12 и кривошипным механизмом 13 и резца 14. Электродвигатель 4 представляет собой главный привод станка, так как именно от него вращение передается через цанговый пневматический зажим 3 на заготовку 18.
Управление станком происходит с помощью системы управления 10, в которую предварительно вводят программу обработки, и датчиков 15, 16 и 17, отслеживающих положения резца 14, отрезного диска 81 и наличие проволоки 18 на входе в зону обработки, соответственно. Система управления 10 включает устройства обработки и хранения информации (на фиг. 1 не показано) и имеет устройство ввода-вывода 101.
Предпочтительным является выполнение устройства ввода-вывода в виде сенсорного экрана.
Пневматический цилиндр 2 подключен к источнику сжатого воздуха. Поршень пневматического цилиндра 2 соединен с пневматическим цанговым зажимом 1. Ход поршня пневматического цилиндра 2 предварительно отрегулирован в соответствии с требуемой величиной подачи заготовки 18 в зону обработки.
Предпочтительным является подключение пневматического цилиндра 2 к заводской воздушной сети.
Опора 9 предназначена для уменьшения изгиба заготовки 18 при вдавливании отрезного диска 81 при отделении детали, а также для удаления облоя, появляющегося при отрезке детали.
Предпочтительным является выполнение опоры 9 с конструктивным элементом 91, на который непосредственно опирается заготовка 18, изготовленным из твердосплавного материала.
Резец 14 имеет сменную твердосплавную режущую пластину 141. Перед выполнением операции резец 14 выставляют в окончательный размер детали так, что во время обработки он имеет только одно движение - вдоль оси заготовки 18. Величина продольного перемещения резца 14 устанавливается предварительно путем регулировки кривошипного механизма 13. Поперечная подача резца 14 при выполнении операции отсутствует.
С электродвигателем 5 через редуктор 6 и кривошипный механизм 7 связан поперечный суппорт 8, который имеет возможность возвратно-поступательного движения в направляющих 82. Отрезной диск 81 установлен в поперечном суппорте 8 на подшипниках с возможностью свободного вращения. Величина подачи поперечного суппорта 8 устанавливается предварительно путем регулировки кривошипного механизма 7.
В систему управления 10 предварительно введена программа, согласно которой, в частности, заданы скорости перемещения резца 14 и поперечного суппорта 8 в зависимости от их положения относительно датчиков 15 и 16, соответственно. Для движений резца 14 и поперечного суппорта 8 из исходных положений до датчиков 15 и 16 и от упомянутых датчиков в исходные положения запрограммирована ускоренная подача. Для рабочего хода - от датчиков 15 и 16 до завершения обработки заготовки 18 - запрограммирована рабочая подача.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели станок для комбинированной обработки проволоки работает следующим образом.
Заготовку (проволоку) 18 подают на вход станка, пропуская ее через первый и второй пневматические цанговые зажимы 1 и 3, которые в этот момент находятся в открытом состоянии.
Включают систему управления 10.
Пневматический цанговый зажим 1 закрывается, фиксируя заготовку 18.
В пневматический цилиндр 2 поступает сжатый воздух. Перемещаясь под действием сжатого воздуха, поршень пневматического цилиндра 2 перемещает пневматический цанговый зажим 1 вместе с заготовкой 18 на величину своего предварительного установленного хода. В это время пневматический цанговый зажим 3 открыт.
После подачи проволоки в зону обработки, закрывается пневматический цанговый зажим 3. Пневматический цанговый зажим 1 открывается и перемещается в исходное положение. Включается двигатель 4 главного привода.
Включается электродвигатель 11. Вращение от него через редуктор 12 передается на кривошипный механизм 13, преобразуется в поступательное движение резца 14. Резец 14 совершает продольное перемещение вдоль оси заготовки 18 до достижения датчика положения 15, двигаясь с повышенной скоростью. Достигнув датчика положения 15, резец 14 начинает двигаться со скоростью рабочей подачи, одновременно производя обработку заготовки 18 - точение проволоки в заданный диаметр и на заданное расстояние. После завершения точения, резец 14 возвращается в исходное положение.
Включается электродвигатель 5. Вращение от него через редуктор 6 передается на кривошипный механизм 7, преобразуется в поступательное движение поперечного суппорта 8 с отрезным диском 81. Поперечный суппорт 8 перемещается в направляющих 82 с увеличенной скоростью до достижения датчика положения 16. Дальнейшее движение поперечного суппорта 8 происходит при вдавливании отрезного диска 81 в заготовку 18. Обработка проходит без снятия стружки. Профиль отрезного диска 81 соответствует форме и размерам профиля, который необходимо получить на торце детали, изготавливаемой из заготовки 18.
После отрезки детали на рабочей подаче поперечный суппорт 8 начинает обратное движение. При этом деталь уже отделена от заготовки 18, так как величина подачи поперечного суппорта 8 подобрана, проверена и предварительно установлена. После возвращения поперечного суппорта 8 в исходное положение электродвигатели 4 и 5 выключаются. После полной остановки главного привода - электродвигателя 4 -открывается пневматический цанговый зажим 3. Закрывается первый пневматический цанговый зажим 1. Сжатый воздух подается в пневматический цилиндр 2. Перемещаясь под действием сжатого воздуха, поршень пневматического цилиндра 2 перемещает пневматический цанговый зажим 1 вместе с заготовкой 18 на величину своего предварительного установленного хода. Цикл повторяется.
Датчик 17 отслеживает наличие заготовки 18 на входе в зону обработки. Когда он обнаружит отсутствие заготовки 18, система управления 10 даст команду на останов обработки после завершения следующего цикла. Это позволит обработать последнюю деталь из остатков заготовки 18 и прекратить работу до загрузки следующей заготовки 18 в станок.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели станок для комбинированной обработки проволоки не имеет ограничений на длину загружаемой заготовки. Ограничения определяются только условиями технологического процесса.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание конструкции станка, позволяющего выполнять без переустановки детали как лезвийную, так и пластическую обработку проволоки.