УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТНОГО ЗАНЕВОЛИВАНИЯ ПРУЖИН
DEVICE FOR SPRING CONTACT HARDENING

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для повышения несущей способности и рабочих характеристик пружин методами пластической обработки металла. Может быть применено в отраслях промышленности, изготавливающих и применяющих пружины - на предприятиях ВПК, машиностроения, авиастроения, автомобильной промышленности, сельхозмашиностроения.
Известны устройства для контактного заневоливания пружин, описанные в авторских свидетельствах СССР №№198747, 348792, 419660, 486233, 643684, 815346, 825253, пат. RU 2251036, пат. RU 2251037, пат. RU 2286556, пат. RU 2296968, пат. RU 2392083, пат. RU 2393042, пат. RU 2393043.
Наиболее близким является устройство по пат. RU 2393042, предназначенное для пластического упрочнения пружин с зашлифованными крайними витками вплоть до начала рабочих витков, для которых основным критерием является совмещение силы пружины с ее осью. Это - пружины двигателей, работающие с безударным силовым контактом витков пружины гидравлических систем, пружины вооружения.
Недостатком устройства является необходимость ручного труда при установке на пружину и снятии с нее верхнего вкладыша устройства, при установке пружины в стакан и удалении ее из стакана устройства. Это непроизводительно и препятствует осуществлению механизации процесса заневоливания.
Технической задачей изобретения является усовершенствование устройства и устранение указанных недостатков.
Технический результат достигается за счет новых элементов и их новых связей устройства для контактного заневоливания пружин, а именно: устройство содержит верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины и пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, при этом нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностью вращения и перемещения вдоль оси стакана и отклонения оси от оси пуансона, а вкладыши выполнены с кольцевыми проточками на торцах диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пружины, и глубиной не менее высоты витка пружины, стакан выполнен с внутренним диаметром в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины, отличающееся тем, что верхний вкладыш связан с пуансоном при помощи ступенчатого винта с зазором между наружным диаметром цилиндрической части винта и внутренним диаметром отверстия во вкладыше и зазором между головкой винта и ответной поверхностью вкладыша для обеспечения равномерного приложения усилия контактного заневоливания по диаметру пружины и механизации установки на пружину и снятия с нее верхнего вкладыша, в том числе для обеспечения возможности механизации установки пружины в стакан и удаления ее из стакана известными устройствами, а нижний вкладыш связан штоком с нижним цилиндром пресса для вытеснения пружины из стакана устройства и обеспечения возможности удаления ее с вкладыша известными устройствами.
В предложенном устройстве ступенчатый винт выполняет функцию не только элемента для соединения верхнего вкладыша с пуансоном, давая тем самым возможность снять верхний вкладыш с торца пружины вместе с поднимающимся пуансоном от движения верхней плиты пресса вверх. Ступень ступенчатого винта обеспечивает зазор между шаровыми поверхностями верхнего вкладыша и пуансона за счет разности высоты вкладыша в месте контакта с головкой ступенчатого винта и соответственно большей длины цилиндрической ступенчатой части ступенчатого винта, что совместно с имеющимся зазором между наружным диаметром цилиндрической части винта и внутренним диаметром ответного отверстия во вкладыше позволяет вкладышу отклоняться от оси пуансона для обеспечения равномерного приложения усилия пресса по диаметру витка пружины, так и для снятия и установки верхнего вкладыша на пружину в процессе контактного заневоливания.
На фиг.1 представлено усовершенствованное устройство; на фиг.2 представлена схема установки устройства на пресс.
Устройство состоит из установленного на плите стакана, в котором размещены испытуемая пружина, верхний вкладыш, связанный с пуансоном ступенчатым винтом с зазорами, позволяющими вкладышу отклоняться от оси пуансона для обеспечения равномерного распределения усилия пресса по диаметру витка пружины, и нижний вкладыш, связанный жестко штоком с нижним цилиндром пресса. При этом торцы сжатой пружины контактируют с кольцевыми проточками на торцах вкладышей, упираясь торцами витков в них, а витки контактируют с внутренней поверхностью стакана. А зазор между шаровыми поверхностями верхнего вкладыша и пуансона образуют разностью высоты вкладыша в месте контакта с головкой ступенчатого винта и соответственно большей длины цилиндрической ступенчатой части ступенчатого винта, зазор между наружным диаметром цилиндрической части винта и внутренним диаметром ответного отверстия во вкладыше создают разностью их диаметров соответственно.
Устройство применяется с прессом, имеющим размещенный на нижней поперечине станины стол для установки устройства, размещенный в верхней поперечине станины главный гидроцилиндр с ползуном и прикрепленной к последнему верхней плитой, нижний гидроцилиндр, а также встроенную электронную (или механическую) систему, позволяющую раздельно управлять началом и скоростью движения ползуна пресса от главного гидроцилиндра и началом и скоростью движения нижнего гидроцилиндра. Таким прессом является «Пресс гидравлический для пластмасс» гаммы прессов «ДЕ» производства Оренбургского производственного объединения «Гидропресс» или ему подобный.
3
Работает устройство следующим образом. Устройство устанавливают на неподвижный стол пресса, а пуансон 5 с прикрепленным ступенчатым винтом 6 вкладышем 4 закрепляют к верхней подвижной плите пресса. В стакан 2 вставляют заневоливаемую пружину 3 таким образом, чтобы торцы пружины контактировали с кольцевыми проточками торцов вкладышей 4 и 7. Затем пуансон 5 с вкладышем 4 посредством движения пресса опускают, отчего пружина 3, поджимаясь вкладышем 4, увеличивает свой наружный диаметр до тех пор, пока все ее витки не придут в непрерывный контакт с внутренней поверхностью стакана 2, диаметр которого выполнен в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины. Благодаря контакту торцов пружины с кольцевыми проточками торцов вкладышей и контакту витков пружины с внутренней поверхностью стакана сжатая пружина займет правильную геометрическую форму. Благодаря возможности смещения шаровой поверхности верхнего вкладыша 4 относительно шаровой поверхности пуансона 5 усилие пресса равномерно распределится по диаметру сжатой пружины. После требуемой выдержки под нагрузкой величиной 10…300 F пуансон 5 с прикрепленным ступенчатым винтом 6 вкладышем 4 поднимают движением пресса, освобождая заневоленную пружину 3 для выполнения операций удаления ее из стакана и установки последующей пружины в стакан известными устройствами, например промышленным роботом.
Но возможно удалять заневоленную пружину без применения промышленного робота: вначале ее вытесняют из стакана движением вверх нижнего вкладыша 7 посредством штока 8, соединенным с нижним цилиндра пресса, а затем удаляют с вкладыша применяемыми при штамповке устройствами или сжатым воздухом из воздушного пистолета. Устанавливают пружину в стакан установленного на пресс устройства промышленным роботом или шибером делительного устройства со склиза или с подающего конвейера, удаляют пружину на следующий конвейер или склиз, образуя таким образом автоматическую линию для производства высокопрочных пружин.
Преимущество усовершенствованного устройства относительно прототипа заключается в осуществлении механизации операций установки на пружину и снятия с нее верхнего вкладыша, в обеспечении возможности механизации операций установки пружины в стакан и удаления ее из стакана известными при штамповке устройствами, что ликвидирует ручной труд и повышает производительность процесса заневоливания пружины.
Источники информации
1. Пат. RU 2393042 С1, МПК В21F 35/00, F16F 1/02, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2009119496/02; заявлено 22.05.2009; опубл. 27.06.2010, Бюл. №18. - 4 с.