ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ПРАВКИ ИЗДЕЛИЙ СЖАТИЕМ С УЛЬТРАЗВУКОМ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть применима для правки изделий сжатием с ультразвуком в машиностроении, металлургии, химической промышленности и т.д.
Полезная модель относится к приоритетному направлению развития науки и технологии «Технологии создания новых поколений ракетно-космической, авиационной и морской техники» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с.93], так как позволяет проводить высококаче6ственную правку изделий без повреждения поверхности.
Из предшествующего уровня техники известно устройство для правки изделий растяжением (патент №2189880, МПК B21D 25/04, опубл. 27.09.2002 г.), содержащее станину, зажимные головки, выполненные в виде клиновых элементов, наклонных захватов.
Признаками аналога, совпадающими с заявляемой полезной моделью, являются, во-первых, то, что аналог представляет собой устройство для обработки металлов давлением, во-вторых, что оно тоже позволяет производить деформацию изделия в осевом направлении, в-третьих, что имеет опорную плиту (станину) и клиновой элемент.
В известной конструкции клиновые элементы предназначены для создания растягивающих усилий за счет взаимодействия с ними траверсы и наклонных захватов, в связи с этим на изделие действуют значительные растягивающие осевые усилия, что не позволяет производить качественную правку без повреждения поверхности изделия в захватах, а также имеет место наличие остаточных напряжений в изделии после правки.
Известна «Правильная машина для правки маложестких цилиндрических изделий», (патент РФ №2116150, МПК B21D 3/10, опуб. 27.07.1998 г.). Известная машина содержит станину, верхние деформирующие и нижние опорные элементы в виде призм, приводной патрон в виде цилиндра.
Признаками аналога, совпадающими с заявляемой полезной моделью, являются: станина, деформирующие элементы в виде призм.
К основным недостаткам машины можно отнести:
- невысокое качество правки за счет неравномерной деформации изделия;
- наличие остаточных напряжений в изделии после правки;
- низкая жесткость конструкции правильной машины.
Известно устройство для правки изделий сжатием (патент РФ №2388563, МПК B21D 3/12, опубл. 10.05.2010 г.). В известном устройстве по патенту РФ №2388563 на опоре, закрепленной на станине, расположены нижние опорные деформирующие элементы с ограничителями радиального перемещения. На станине закреплена нижняя пара клиновых элементов, которые соединены с верхней парой клиновых элементов посредством клиновых толкателей. Пара клиновых элементов оснащена регулируемыми ограничителями хода. Траверса внутренней стороной соединена с верхней парой клиновых элементов и с подпружиненным толкателем, установленным над верхними деформирующими элементами. С наружной стороны траверса соединена с приводным патроном. Причем верхние деформирующие и нижние опорные элементы выполнены в виде призм, имеющих, по меньшей мере, три последовательно расположенных осесимметричных выступа.
Признаками аналога, совпадающими с заявляемой полезной моделью, являются: станина, деформирующие элементы в виде призм, траверса, а также возможность использования устройства для правки изделий сжатием. К недостаткам аналога следует отнести:
- наличие остаточных напряжений в изделии после правки.
- невысокое качество правки за счет неравномерной деформации изделия.
За прототип принято приспособление для правки изделий с ультразвуком, содержащее накладки (деформирующие элементы) и ультразвуковые преобразователи (SU 804067 A1, B21D 1/14, 15.02.1991), использование ультразвука в котором снижает остаточные напряжения.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: деформирующие элементы и ультразвуковые преобразователи.
К недостаткам прототипа следует отнести невозможность восстановления формы и размеров цилиндрических деталей из-за отсутствия комбинированной деформации, которая позволяла бы восстановить деталь.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании приспособления, способного проводить правку изделий сжатием с обеспечением возможности воздействия ультразвука на обрабатываемый металл.
Технический результат полезной модели заключается в повышении качества правки изделий без повреждения их поверхности, снижения остаточных напряжений, уменьшения сил трения, а также снижения необходимого усилия для правки изделий благодаря тому, что осевое усилие сжатия передается непосредственно на изделие без использования клиновых пар.
Полезная модель характеризуется следующей совокупностью существенных признаков.
Технический результат достигается тем, что приспособление для правки изделий с ультразвуковым воздействием, содержащее деформирующие элементы и ультразвуковые преобразователи, снабжено:
- станиной;
- траверсой;
- жестко закрепленными к станине и стянутыми между собой четырьмя штангами двумя стойками, на одной из которых закреплен один из деформирующих элементов, а другая стойка выполнена съемной;
- подвижной стойкой, установленной между упомянутыми стойками с возможностью перемещения по штангам, на которой закреплен другой деформирующий элемент;
- установленным с внутренней стороны съемной стойки ползуном с закрепленными на нем клиновым толкателем и возвратной пружиной;
- упругой пластиной, установленной на подвижной стойке;
- двумя направляющими опорами с пазами;
- валиком, установленным между упругой пластиной и клиновым толкателем с возможностью свободного перемещения в пазах упомянутых направляющих опор. При этом ультразвуковые преобразователи, установлены в отверстиях, выполненных в станине и в стойке с закрепленным на ней деформирующим элементе.
Соответствие полезной модели условию патентоспособности «новизна» доказывает наличие новых конструктивных элементов и взаимосвязей между ними.
К преимуществу заявленного технического решения перед прототипом можно отнести следующее:
- более высокое качество правки изделий без повреждения их поверхности;
- снижение остаточных напряжений;
- снижение необходимого усилия для правки изделий;
- простота в изготовлении с возможностью разборки для замены деформирующих элементов (призм), установки необходимой упругой пластины и т.д.;
- возможность осуществлять правку изделий с ультразвуком;
- применение упругой пластины (набора пластин) в качестве элемента передачи радиальной нагрузки на деформирующий элемент, позволяет более точно обеспечивать необходимое усилие для правки изделия;
- так как осевое усилие сжатия передается непосредственно на изделие, то отсутствует значительное трение в клиновых парах, что имеет место в прототипе.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
- на фиг.1 - представлено приспособление для правки изделий сжатием с ультразвуком в ортогональных координатах, разрез по А-А;
- на фиг.2 - представлено приспособление для правки изделий сжатием с ультразвуком в ортогональных координатах, разрез по Б-Б.
Элементам приспособления присвоены следующие цифровые позиции:
1 - станина:
2 - стойка;
3 - ребра жесткости;
4 - съемная стойка;
5 - штанги;
6 - подвижная стойка;
7 - деформирующие элементы;
8 - ползун;
9 - клиновой толкатель;
10 - возвратная пружина;
11 - упругая пластина;
12 - валик;
13 - направляющие опоры;
14 - отверстия для установки ультразвуковых преобразователей;
15 - траверса;
16 - изделие.
Приспособление для правки изделий сжатием с ультразвуком содержит станину 1, на которой установлены стойка 2, два ребра жесткости 3 и съемная сменная стойка 4. Жестко прикрепленные к станине стойки (неподвижные стойки) 2 и 4 стянуты четырьмя штангами 5. К подвижной стойке 6, которая установлена с возможностью перемещения по штангам 5, и к стойке 2 прикреплены деформирующие элементы 7. С внутренней стороны съемной стойки 4 установлен ползун 8 с закрепленным на нем клиновым толкателем 9 и с возвратной пружиной 10. На подвижной стойке 6 установлена упругая пластина 11, которая может представлять собой набор упругих пластин. Между клиновым толкателем 9 и упругой пластиной 11 установлен валик 12 с возможностью свободного перемещения в пазах двух направляющих опор 13. В станине 1 и в стойке 2 и в закрепленном на ней деформирующем элементе 7 выполнены отверстия 14, в которые установлены ультразвуковые преобразователи (на чертеже не показаны). Усилие пресса передается на приспособление через траверсу 15.
Правка изделий на заявляемом приспособлении осуществляется следующим образом.
Изделие 16 закладывается между деформирующими элементами (призмами) 7. В отверстия 14 станины 1, стойки 2 и закрепленного на стойке 2 деформирующего элемента 7 вставляются ультразвуковые преобразователи, подобные используемым с ультразвуковыми генераторами типа УЗДН (номинальная выходная регулируемая электрическая мощность в рабочем диапазоне частот 22 и 44 кГц до 400 вт.). При движении траверсы 15 ползун 8 начинает перемещаться вниз, сжимая возвратную пружину 10. Клиновой толкатель 9, закрепленный на ползуне 8, перемещает подвижный валик 12 в горизонтальной плоскости, который при перемещении, в свою очередь, давит на упругую пластину 11, изгибая ее. Жесткость упругой пластины (набора пластин) подбирается таким образом, чтобы, к моменту касания траверсы 15 торца изделия, обеспечить требуемое для правки изделия усилие сжатия деформирующих элементов 7. При дальнейшем ходе траверсы происходит осевое сжатие изделия до расчетного значения. Осевое сжатие изделия происходит с ультразвуковым воздействием, что позволяет снизить остаточные напряжения и силу трения. При возврате траверсы 15 в исходное положение ползун 8 поднимается вверх под воздействием возвратной пружины 10 и упругой пластины 11, после чего выправленное изделие может быть извлечено из приспособления.