УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, ИЗОГНУТЫХ И СКРУЧЕННЫХ В ПРОСТРАНСТВЕ

Полезная модель относится к области кузнечного оборудования и может быть использована в частности для изготовления кованых изделий с переменным сечением по длине, изогнутых и скрученных в пространстве изделий художественной ковки.
Известна автоматическая линия для изготовления изделий с переменным сечением по длине (см. SU 1013069 по Кл. В21J 7/14, B21D 22/08, заявл. 04.11.72, опубл. 30.06.76), содержащая станину, правильно-подающее устройство, нагреватель, механизм прокатки с двумя ковочными вальцами с расположенным на ее станине растяжным устройством, штамповочной машиной, снабженной устройством подачи штампов и устройством грейферной подачи, обрезного пресса с устройством подачи отштампованных заготовок. Приводной вал электропривода обеспечивает кинематическую связь: привода механизма для прокатки ковочных вальцов с правильно подающим устройством, и устройством подачи штампов; штамповочного механизма и обрезного пресса.
Недостатком известной автоматической линии является сложность конструкции и ограниченный перечень изготавливаемых на ней изделий.
Наиболее близким по существенным признакам и получаемому эффекту и взятое в качестве прототипа является «Устройство для изготовления изделий, изогнутых и скрученных в пространстве» (см. RU 26459, по кл. B21J 7/14, D21D 22/08, заявл. 30.07.2002, опубл. 10.12.2002), содержащее станину, электропривод, редуктор, нагреватель и механизм прокатки. Механизм прокатки выполнен в виде размещенных в вертикальной плоскости двух валов, снабженных эксцентриковыми вальцами с объемным рисунком и дополнительным, снабженным двумя сменными консолями с фиксаторами для разных изделий третьим валом, который размещен между верхним и нижним валами и снабжен выполненной в виде спирали улиткой, с возможностью
взаимодействия ее с роликовым упором, установленным на станине с параллельным расположением осей роликового упора и дополнительного вала
За счет использования среднего вала для работы улитки с роликовым упором заготовку скручивают поперек оси, придавая ей форму спирали, введение дополнительного среднего вала со сменными консолями и фиксаторами позволяет скрутить заготовку вдоль продольной оси, получить форму «торсион» или «корзинку», а выполнение наружной поверхности эксцентриковых вальцов с объемным рисунком позволяет получить раскатанную поверхность с выпуклым рисунком.
Недостатком известного устройства является то, что все три вала механизма прокатки внутренней обоймой роликовых подшипников запрессованы на подшипники качения, а внешняя обойма подшипников запрессована в корпусе машины. При замене изношенных эксцентриковых вальцов приходится применять специальный инструмент для снятия с вала внутренних обойм подшипников, а при отсутствии специального инструмента часто происходит поломка обойм, что приводит к излишним трудозатратам и времени на ремонт и установку новых вальцов, а также к неоправданным затратам по покупке новых подшипников, что приводит к низким производительности и надежности устройства, а из-за трудоемкой смены вальцов приходится пользоваться практически одним рисунком, что сокращает и обедняет ассортимент готовых изделий.
Следующим важным недостатком известного устройства является то, что для управления электродвигателя предусмотрены реверсивные пускатели и сложная система электромеханического торможения, которая включает в себя электромагнит, систему рычагов и колодок. При частом реверсивном включении устройства происходит подгорание контактов реверсивного пускателя и выход из строя электромагнита тормоза. Устройство выходит из строя и требует ремонта, что снижает производительность и надежность устройства.
Кроме того, недостатком известного устройства при изготовлении изделия «Торсион» применяемые фиксаторы заготовки не позволяют быстро установить и снять заготовку с устройства, приходится откручивать удерживающие болты фиксатора, отводить его, перемещая к краю консоли, и после этого убирать заготовку, потом вновь фиксатор устанавливать в исходную позицию и закручивать болты, что значительно увеличивает время изготовления изделия, т.е. снижается производительность устройства.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение производительности, надежности и расширения функциональных и технологических возможностей устройства.
Техническим результатом является создание оптимальной конструкции устройства, позволяющей достичь повышения производительности и его надежности путем увеличения усилия протяжки за счет использования двух ведущих валов и сокращения времени простоя за счет быстрой замены изношенных эксцентриковых вальцов, а также увеличения ассортимента изделий за счет использования в устройстве дополнительных съемных приспособлений для изготовления разных изделий и изделий с различными объемными рисунками.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для изготовления изделий, изогнутых и скрученных в пространстве, содержащем станину, электропривод, редуктор, нагреватель и механизм прокатки, выполненный в виде размещенных в вертикальной плоскости двух снабженных эксцентриковыми вальцами прокатных валов, окна для подачи нагретой в печи заготовки, а также дополнительным третьим валом, с установленной на нем с возможностью взаимодействия ее с роликовым упором выполненной в виде спирали улиткой и установленной соосно с ним консолью с размещенными на ней сменным зажимом для крепления заготовок квадратного сечения, согласно полезной модели дополнительный третий вал размещен в горизонтальной плоскости на оси параллельной оси нижнего прокатного вала и связан с ним посредством паразитного зубчатого колеса,
входящего в блок шестеренок, обеспечивающих возможность вращения обоих валов в одну сторону, при этом концы этих валов снабжены сменными ролами, выполненными с накаткой, а два прокатных вала, снабженных вальцами, с передней стороны опираются на фторопластовые втулки скольжения, запрессованные в отверстиях съемной крышки, с возможностью быстрой замены изношенных вальцов, а установленная соосно с дополнительным третьим валом консоль снабжена быстро сменными специальными приспособлениями для формирования изделий, кроме этого устройство снабжено электронным блоком управления двигателем.
Кроме того, в устройстве перед нижним прокатным валом на станине может быть установлено приспособление штамп, снабженный ползуном, с возможностью пробивания технологических отверстий в полосе и нанесения различных оттисков на заготовках разного профиля, а с противоположной стороны окна внутри корпуса может быть смонтирован регулируемый упор для ограничения подачи заготовки при использовании различных ее размеров по сечению, при этом на корпусе механизма прокатки над сменными ролами могут быть смонтированы направляющие наклонные валики, а стопор спиральной улитки может быть снабжен откидной планкой с эксцентриковым зажимом.
Проведенные исследования по источникам патентной и научно-технической информации показали, что предлагаемая полезная модель неизвестна и не следует явным образом из изученного материала, т.е. соответствует критерию «новизна».
Предлагаемое устройство для изготовления изделий изогнутых и скрученных в пространстве может найти широкое применение в области кузнечно-штамповочного производства для изготовления изделий художественной ковки. Оно может быть изготовлена с использованием оборудования и материалов, как отечественной, так и зарубежной промышленности, следовательно, отвечает критерию «промышленная применимость».
Отличительными существенными признаками предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является то, что
- дополнительный третий вал размещен в горизонтальной плоскости на оси параллельной оси нижнего прокатного вала и связан с ним посредством паразитного зубчатого колеса, входящего в блок шестеренок, обеспечивающих возможность вращения обоих валов в одну сторону, что создает наибольшее усилие при прокатке изделий, т.к. оба вала являются ведущими;
- снабжение нижних валов сменными накатными ролами обеспечивает при прокатке изделий при взаимодействии их с упорным роликом и с установленными над сменными ролами направляющими наклонными валиками обеспечивает получение дугообразных и кольцевых форм больших размеров, при этом снабжение ролов накаткой исключает соскальзывание заготовок с их поверхности, обеспечивая повышение производительности и надежности работы устройства;
Выполнение опор прокатных валов, снабженных вальцами, с передней стороны посредством фторопластовых втулок скольжения, запрессованных в отверстиях съемной крышки, обеспечивает возможностью быстрой замены изношенных вальцов, избегая длительных простоев устройства, а, кроме того, расширяет функциональные и технологические возможности устройства, т.к. позволяет быстро менять вальцы с разными объемными рисунками по желанию потребителя;
- для управления работой электродвигателя устройство снабжено электронным блоком управления (джойстиком), что позволяет исключить применение реверсивных пускателей, сложной электромеханической системы торможения редуктора, обеспечивая бесперебойную работу устройства, что повышает его производительность и надежность;
- кроме того, в устройстве перед нижним прокатным валом на станине установлено приспособление штамп, снабженный ползуном, с возможностью пробивания технологических отверстий в полосе и нанесения
различных оттисков на заготовках различного профиля, что дополнительно расширяет технологические возможности устройства;
- с противоположной стороны окна подачи внутри корпуса смонтирован регулируемый упор для ограничения подачи заготовки при использовании различных ее размеров по сечению, что позволяет получить рисунок на заданного размера на заготовке, предотвращает брак изделий и повышает надежность устройства;
- установленная на станине перед дополнительным третьим валом соосно с ним консоль снабжена подвижным универсальным зажимом заготовок квадратного сечения, что обеспечивает получения изделия «торсион», а специальное быстро съемное приспособление, устанавливаемое на консоли для формирования изделия, обеспечивает получение объемного изделия «корзинка»;
- снабжение устройства джойстиком обеспечивает надежное управление электродвигателем;
- снабжение спиральной улитки стопором в виде откидной планкой с эксцентриковым зажимом, позволяет быстро закрепить заготовку и также быстро открепить готовое изделие типа «завиток», «валюта» запятая».
Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет достичь технического результата, а именно создания оптимальной конструкции устройства, позволяющей достичь повышения производительности и его надежности путем увеличения усилия протяжки за счет использования двух ведущих валов и сокращения времени простоя за счет быстрой замены изношенных эксцентриковых вальцов, а также увеличения ассортимента изделий за счет использования в устройстве дополнительных съемных приспособлений для изготовления разных изделий и изделий с различными объемными рисунками.
Сущность предлагаемого устройства для изготовления элементов художественной ковки из металла различного профиля и сечения (в дальнейшем - устройство) поясняется чертежами, где представлены:
- Фиг 1 - общий вид устройства спереди, со штампом;
- Фиг 2 - общий вид устройства в аксонометрии с улиткой;
- Фиг 3 - общий вид устройства в аксонометрии с консолью и печью;
- Фиг 4 - общий вид устройства в аксонометрии с ролами
- Фиг 5 - общий вид устройства в аксонометрии со специальным приспособлением, установленным на консоли
- Фиг 6 - общий вид прокатного механизма
- Фиг 7 - общий вид прокатного механизма в разрезе
Устройство для изготовления изделий, изогнутых и скрученных в пространстве, содержит станину 1, электропривод 2, редуктор 3, нагреватель в виде печи 4 и механизм прокатки 5. Механизм прокатки 5 выполнен в виде корпуса 6 со съемной крышкой 7 с размещенными в нем в вертикальной плоскости двух горизонтальных валов 8 и 9, оснащенных эксцентриковыми вальцами 10, и дополнительного третьего вала 11, размещенного в горизонтальной плоскости на оси параллельной оси нижнего вала 9 и связанного с ним посредством паразитного зубчатого колеса 12, входящего в блок шестеренок, обеспечивающих возможность вращения обоих валов 9 и 11 в одну сторону, т.е оба вала становятся ведущими. Между валами 9 и 11 на внешней передней стороне корпуса размещен нажимной ролик 13, снабженный зажимной рукояткой 14 и установленный в корпусе 6 также с параллельным расположением его оси осям валов 9 и 11. С правой стороны корпуса 6 относительно центра между верхним 8 и нижним 9 валами выполнено окно 15 для подачи нагретой в печи заготовки и ее раскатки эксцентриковыми вальцами 10, снабженными различными объемными рисунками. С противоположенной стороны окна 15 внутри корпуса 6 смонтирован регулируемый упор 16, для ограничения подачи нагретой заготовки, в зависимости от различных ее размеров по сечению. Кроме того, горизонтальные валы 8 и 9 механизма прокатки с передней стороны опираются посредством выполненных из металлофторопластовой ленты втулок скольжения 17, запрессованных в отверстиях съемной крышки 7 корпуса 6 механизма прокатки 5 с
возможностью быстрой замены изношенных, либо оснащенных другим объемным рисунком вальцов 10. Для переключения реверсивного вращения электропривода на станине 1 установлен пульт управления в виде джойстика 18.
Устройство для изготовления различных элементов снабжено съемными сменными приспособлениями:
- на валу 11 установлена выполненная в виде спирали улитка 19 с откидной планкой 20, снабженной эксцентриковым зажимом 21, с возможностью взаимодействия ее с нажимным роликом 13 для изготовления изделий «завиток», «валюта», «запятая»;
- на валах 11 и 9 установлены сменные ролы 22 и 23. При взаимодействии их с нажимным роликом 13 и с помощью двух направляющих валиков 24 и 25, установленных над валами 11 и 9 на передней стенке корпуса 6, происходит изготовление колец и дуг большого диаметра:
- на валу 11 установлена шайба 26 с квадратным отверстием, а на станине 1 соосно с ней установлена консоль 27, снабженная подвижным универсальным зажимом 28 для крепления заготовок квадратного сечения от 6-20 мм, а для получения изделия «торсион» на консоль устанавливают специальное приспособление 29 для формирования изделия «фонарик;
- перед выходом нижнего вала 9 на станине установлен штамп 30, снабженный ползуном 31, с возможностью пробивания технологических отверстий в полосе и нанесения различных оттисков на заготовках различного профиля.
Устройство для изготовления изделий, изогнутых и скрученных в пространстве, а именно элементов художественной ковки из металла различного профиля и сечения работает следующим образом:
Все операции для изготовления различных элементов выполняются последовательно одна за другой.
Изготовление элемента изделия «Гусиная лапка»:
Заготовку (прутка квадратного сечения), конец которой нагрет в нагревательной печи 4 до температуры 700-900°, направляют в окно 15 корпуса 6 механизма прокатки 5 до упора 16, где эксцентриковые вальцы 10 находятся в максимально разведенном положении. В момент подачи заготовки при нажатии джойстика 18 происходит включение электродвигателя 2 с передачей вращения на валы 8 и 9. При схождении эксцентриковых накатных вальцов 10 происходит сжатие разогретого конца заготовки и формирование объемного рисунка и формы элемента изделия «Гусиная лапка». Вращение валов 8 и 9 происходит в сторону окна 15, поэтому заготовку не втягивает в корпус 6, а выталкивает обратно из него.
Изготовление деталей: завиток, валюта, запятая.
Улитку 19 устанавливают на вал 11. Предварительно отформованную заготовку, конец которой изготовлен в виде «гусиной лапки», помещают в зазор между спиралеобразной улиткой 19 и эксцентриковым зажимом 21 с откидной планкой 20. Включают электропривод 2, заготовка, вращаясь, упирается в нажимной ролик 13 и начинает огибать вращающуюся улитку 19. Оператор отжимает джойстик 18 в момент необходимый для получения определенного размера изделия, остановка происходит мгновенно, так как электронный блок управления моментально тормозит электропривод 2. Следующее изделие производится по отмеченным рискам для заданных размеров с заготовкой «Гусиная лапка».
Изготовление изделий кольцо, дуга,
На валы 9 и 11 устанавливают сменные ролики 22 и 23 либо с гладкой поверхностью, либо с фигурной под цилиндрическую трубу (ролики могут иметь фасонный профиль под различные виды проката). Помещаем заготовку сразу на два горизонтальных ролика 22 и 23 и сверху, надавливая на нее нажимным роликом 13, задают необходимый изгиб заготовке. Движение заготовки по кругу обеспечивается двумя ведущими валами 9 и 11, вращением которых доводят ее до заданного размера, при этом, заданное направление движения ей сообщают направляющие валики 24 и 25.
Изготовление элемента «Торсион», путем скручивания заготовки квадратного сечения по оси:
- В универсальный зажим 28 консоли 27, помещают заготовку квадратного сечения, при этом зажим 28 выставляют на консоли 27 на заданное расстояние, необходимое для получения скрутки заготовки заданной длины. Заготовку помещают в квадратное отверстие шайбы 26, насаженной на валу 11 и зажим 28 защелкивается. Оператор, нажимает в соответствующую сторону джойстик 18, начинается вращение вала 11, и заготовку скручивают по продольной оси с необходимым количеством оборотов, после чего изделие снимают.
Изготовление изделия «Фонарик»:
Устанавливают на консоли 27 специальное приспособление 29 для изготовления изделия «Фонарик». Заранее приготовленную заготовку в виде сваренных по торцам четырех прутков квадратного сечения размером 6×6 мм, либо 8×8 мм с одной стороны фиксируют в квадратном отверстии шайбы 26, установленной на валу 11, а другой конец заготовки размещают и закрепляют в специальном приспособлении 29 консоли 27 и производят скрутку заготовки вдоль продольной оси, после чего путем перемещения приспособления 29 в сторону вала 11 производят сжатие скрученной заготовки до формирования фонарика, после чего изделие снимают.
Пробивка отверстий в полосе
Достигают путем применения штампа 30, который устанавливают на станине 1 и приводят в движение путем преобразования вращательного движения вала 9 в поступательное движение ползуна 31 штампа 30. При замене в штампе различных матриц и пуансонов можно получить разнообразные оттиски на заготовках.
Заявляемое устройство для изготовления изделий, изогнутых и скрученных в пространстве, применяемое для изготовления элементов художественной ковки из металла различного профиля и сечения по сравнению с прототипом
обладает повышенными производительностью и надежностью, а также значительным расширением функциональных и технологических возможностей.