УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРАВКИ ИЗДЕЛИЙ СЖАТИЕМ
DEVICE TO STRAIGHTEN PRODUCTS BY COMPRESSION

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для правки изделий сжатием.
Известно «Четырехбойковое ковочное устройство» (патент РФ №2242322, B21J, опубл. 20.12.2004 г.), содержащее бойки, направляющие, держатели бойков, манипулятор. Недостатками устройства являются низкая производительность, наличие остаточных напряжений в изделии и низкий коэффициент использования металла.
Известна «Правильная машина для правки маложестких цилиндрических изделий», близкая по технической сущности и достигаемому результату к изобретению и принятая за прототип (патент РФ №2116150, B21D, опуб. 27.07.1998 г.). Известная машина содержит станину, верхние деформирующие и нижние опорные элементы, расположенные в шахматном порядке, приводной патрон в виде цилиндра. К основным недостаткам машины можно отнести:
- нестабильность геометрии и формы изделия после правки;
- неполное снятие остаточных напряжений;
- низкая жесткость конструкции машины;
- невысокое качество правки за счет неравномерной деформации при низкой жесткости системы.
Изобретение направлено на повышение качества правки путем увеличения прямолинейности изделий, сокращения времени на обработку, снижение остаточных напряжений и повышение производительности процесса правки.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для правки изделий сжатием, содержащее станину, верхние деформирующие и нижние опорные элементы, расположенные в шахматном порядке, приводной патрон в виде цилиндра, дополнительно оснащено траверсой, двумя клиновыми толкателями, парами верхних и нижних клиновых элементов с регулируемыми ограничителями продольного перемещения клиновых толкателей, опорой, закрепленной на станине, подпружиненным толкателем, при этом клиновые толкатели расположены между клиновыми элементами, траверса внутренней стороной соединена с подпружиненным толкателем, примыкающим к верхним деформирующим элементам, нижние опорные элементы снабжены ограничителями радиального перемещения, выполнены деформирующими и размещены горизонтально на опоре соосно с клиновыми толкателями, причем верхние и нижние деформирующие элементы выполнены в виде призм, имеющих, по меньшей мере, три последовательно расположенных осесимметричных выступа.
Наличие новых конструктивных элементов и взаимосвязи между ними, а именно: траверса, два клиновых толкателя, пары верхних и нижних клиновых элементов с регулируемыми ограничителями продольного перемещения клиновых толкателей, опора, закрепленная на станине, подпружиненный толкатель, при этом клиновые толкатели расположены между клиновыми элементами, траверса внутренней стороной соединена с подпружиненным толкателем, примыкающим к верхним деформирующим элементам, нижние опорные элементы снабжены ограничителями радиального перемещения, выполнены деформирующими и размещены горизонтально на опоре соосно с клиновыми толкателями, причем верхние и нижние деформирующие элементы выполнены в виде призм, имеющих, по меньшей мере, три последовательно расположенных осесимметричных выступа, свидетельствуют о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».
Новые элементы конструкции работают на достижение технического результата заявленного технического решения следующим образом.
Траверса предназначена для передачи усилия от приводного патрона к подпружиненному толкателю и паре клиновых элементов. При отсутствии траверсы не будет происходить одновременной передачи радиального и осевого воздействия на деталь.
Пары верхних и нижних клиновых элементов обеспечивают передачу осевого усилия на клиновые толкатели. При отсутствии пар верхних и нижних клиновых элементов не будет осуществляться осевое сжатие детали.
Ограничители продольного перемещения используются для регулировки перемещения клиновых толкателей. При отсутствии ограничителей продольного перемещения клиновые толкатели могут сбиться с траектории движения при их максимальном и минимальном перемещении.
Подпружиненный толкатель необходим для перемещения верхних деформирующих элементов и создания радиального воздействия на изделие. При отсутствии подпружиненного толкателя не будет происходить правки изделия в радиальном направлении.
Клиновые толкатели нужны для создания осевого усилия на изделие. При отсутствии клиновых толкателей правка сжатием не будет осуществлена. Передать нагрузку заготовке другим способом практически не представляется возможным. Если устранить осевое усилие, то заготовка будет подвергнута только упругой деформации изгиба радиальным воздействием верхних деформирующих и нижних опорных деформирующих элементов и эффекта правки не будет.
Опора предназначена для закрепления на ней нижних опорных деформирующих элементов. При отсутствии опоры невозможно производить правку изделия, так как оно должно находиться между клиновыми толкателями соосно с ними.
Ограничители радиального перемещения необходимы для регулирования радиального сжатия изделия. При отсутствии ограничителей радиального перемещения изделие после радиального воздействия верхних деформирующих элементов может изогнуться еще сильнее.
Выполнение верхних деформирующих и нижних опорных деформирующих элементов в виде призм, имеющих, по меньшей мере, три последовательно расположенных осесимметричных выступа, необходимо для равномерного деформирования изделия по всей длине, самоцентрирования изделия, снижения трения при правке в местах контакта изделия с деформирующими элементами, а также для получения возможности править изделия различных диаметров, т.е. расширить ассортимент обрабатываемых изделий. При выполнении деформирующих элементов другой формы, например сплошного сечения, не будет обеспечиваться равномерной деформации изделия, повысится сила трения и невозможно будет править изделия различных диаметров.
Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить техническое решение, сходное с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения.
Однако при анализе научно-технической и патентной информации были обнаружены решения, имеющие сходные признаки с заявляемым решением.
Известна установка ударного действия для правки прутков (А.С. №410851, МКИ B21d 3/10, B21j 7/24, опубл. 15.01.1974), содержащая станину, опоры, выполненные в виде призм. В данной установке призмы расположены на плите и взаимодействуют с заготовкой под действием ударной нагрузки посредством штока, при этом не обеспечивается достаточная жесткость и устойчивость концевых участков заготовки при ударном воздействии. Это приводит к низкому качеству правки, уменьшению срока службы призм и невозможности править детали разного диаметра. В предлагаемом устройстве для правки изделий сжатием призмы расположены на опоре соосно с клиновыми толкателями для возможности качественной правки изделий различных диаметров, при этом призмы взаимодействуют с изделием посредством подпружиненного и клиновых толкателей. Это улучшает качество правки, увеличивает срок службы призм.
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. 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 растягивающие усилия. В предлагаемой конструкции устройства для правки изделий сжатием клиновые элементы предназначены для создания сжимающих усилий за счет того, что они связаны с траверсой, передающей усилие от цилиндра к клиновым элементам, и клиновыми толкателями, которые передают усилие к изделию от клиновых элементов. В результате их взаимодействия на изделие действует сжимающее усилие.
Новый механизм взаимодействия элементов обуславливает новое свойство заявляемого устройства: операция правки сжатием выполняется за одно движение пресса, происходит полное снятие остаточных напряжений, отсутствует повреждение поверхностного слоя изделий после правки. Это позволяет признать предложенное решение соответствующим критерию "изобретательский уровень", поскольку в объекте, к которому относится решение, проявляется новое свойство, обеспечивающее достижение технического результата.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема в разрезе устройства для правки изделий сжатием.
Устройство для правки изделий сжатием состоит из станины 1 с закрепленной на ней опорой 2, на которой расположены нижние опорные деформирующие элементы 3 с ограничителями радиального перемещения 4. На станине 1 закреплена нижняя пара клиновых элементов 5, которые соединены с верхней парой клиновых элементов 6 посредством клиновых толкателей 7. Пары клиновых элементов оснащены регулируемыми ограничителями хода 8. Траверса 9 внутренней стороной соединена с верхней парой клиновых элементов 5 и с подпружиненным толкателем 10, установленным над верхними деформирующими элементами 11. С наружной стороны траверса 9 соединена с приводным патроном 12.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении траверса 9 находится в верхнем положении, что соответствует максимальному расстоянию между клиновыми толкателями 7, верхними деформирующими 11 и нижними опорными деформирующими элементами 3. Траверса наружной стороной касается приводного патрона 12. Изделие 13 укладывается на нижние опорные деформирующие элементы 3. Затем включается рабочий ход приводного патрона 12, начинается движение клиновых толкателей 7 по наклонным поверхностям пар клиновых элементов 5, 6 и происходит процесс правки сжатием изделия 13. При этом вертикально перемещается подпружиненный толкатель 10, воздействуя на верхние деформирующие элементы 11 в радиальном направлении, пока не остановится ограничителем радиального перемещения 4. При достижении заданной величины осевого сжатия снимается давление с приводного патрона 12 и траверса 9 поднимается вверх.
Использование устройства для правки изделий сжатием позволяет с высокой точностью выправлять изделия и контролировать кривизну изделий, полностью снимать остаточные напряжения с минимальными потерями времени и повысить производительность процесса правки. Конструкция разработана так, что происходит самоцентрирование изделий в верхних деформирующих и нижних опорных элементах при работе устройства. Данное устройство компактное, простое в использовании и конструкции.