Устройство для изготовления трубчатых гофрированных деталей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ ГОФРИРОВАННЫХ ДЕТАЛЕ(71) Заявитель Гомельский политехнический институт(73) Патентообладатель Гомельский политехнический институт(57) Устройство для изготовления трубчатых гофрированных деталей, преимущественно типа обода шкива, содержащее станину, на которой смонтированы приводная планшайба и механизм осевого поджатия заготовки, наружные и внутренние формующие ролики, связанные с приводом и установленные с возможностью вращения, причем внутренние ролики установлены на эксцентриковом валу с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях, а наружные - с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено состоящим из отдельных элементов переходником, установленным соосно с приводной планшайбой, при этом наружные ролики выполнены в виде секторов, а планшайба - в виде трехкулачкового патрона, кулачки которого через элементы переходника и установленные в них колонки связаны с соответствующими секторами роликов. 1621 1 Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению трубчатых гофрированных деталей, преимущественно ободов шкивов. Известно устройство для изготовления из листового металла шкива с -образными канавками, в котором цилиндрическую стенку вращающейся трубчатой заготовки формуют наружными роликами в волнообразную поверхность, затем ее обжимают в осевом направлении и на внутренней цилиндрической опоре - ролике ведут формовку наружными чистовыми роликами -образных канавок, заставляя металл течь и заполнять профиль впадин только наружных роликов. Калибровку профиля ручьев осуществляют на эксцентрично, по отношению к приводной планшайбе, установленной заготовке. Кроме приводной планшайбы и сменных внутренних и наружных роликов, устройство содержит также механизм осевого поджатия заготовки. Недостатки устройства связаны с трудностью реализации известного решения в случае тонкостенных заготовок с шагом -образных канавок в 510 раз и более превышающих толщину стенки заготовки. Для таких деталей известное устройство не обеспечит требуемой точности и равнотолщинности профиля изделия. Кроме того, окончательная калибровка -образных канавок без внутренней опоры заготовки по всему профилю канавок ведет к отклонению от цилиндричности детали 1. Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту является устройство для изготовления трубчатых гофрированных деталей с -образными канавками 2, содержащее смонтированные на станине приспособление для фиксации заготовки в виде приводной и неприводной планшайб с пазами на торцах, обращенных друг к другу два эксцентриковых вала для размещения формующих роликов, причем один из валов связан с тяговым валом и установлен с возможностью осевого и установочного перемещений и фиксации в полости приводной планшайбы. Недостатки устройства заключаются в том, что оно не обеспечивает получение точного профиля изделия как по форме ручьев, так и по диаметральным размерам обода. Кроме того, устройство получается громоздким, нетехнологичным и сложным в изготовлении, требующее значительных трудозатрат. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении точности изготавливаемых деталей из тонкостенных трубчатых заготовок и упрощении конструкции устройства для их изготовления. Это достигается за счет того, что известное устройство для изготовления трубчатых гофрированных деталей, содержащее станину, на которой смонтированы приводная планшайба и механизм осевого поджатия заготовки, наружные и внутренние формующие ролики, связанные с приводом и установленные с возможностью вращения, причем внутренние ролики установлены на эксцентриковом валу с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях, а наружные - с возможностью осевого перемещения, согласно изобретению снабжено состоящим из отдельных элементов переходником, установленным соосно с приводной планшайбой, при этом наружные ролики выполнены в виде секторов, а планшайба - в виде трехкулачкового патрона, кулачки которого через элементы переходника и установленные в них колонки связаны с соответствующими секторами роликов. На фиг. 1 изображена исходная трубчатая заготовка. На фиг. 2 и 3 - схемы изменения профиля -образных канавок по этапам формовки. На фиг. 4 - чертеж готовой детали. На фиг. 5 - устройство в исходном положении перед первым этапом формовки. На фиг. 6 - вид А вдоль оси вращения с фиг. 5. На фиг. 7 - устройство с положением формующих роликов на втором этапе формовки. На фиг. 8 - устройство с положением формующих роликов на конечном этапе формовки (калибровка). Исходная заготовка (фиг. 1) представляет собой трубчатый контур, у которого наружный диаметр равен внутреннему диаметру ручьев готовой детали, а площадь заготовки (з) на длинеравна суммарной площади элементов профиля ручьев готовой детали 3(1223),где 1,2(3 ),2 2 3 з (см. фиг. 4). Устройство для деформации исходной заготовки содержит (фиг. 5) вращающуюся планшайбу 1, в радиальных пазах которой перемещаются синхронно, по меньшей мере, три кулачка 2. К кулачкам жестко с возможностью совместного перемещения крепится переходник 3, выполненный в виде секторов А, В и С (фиг. 6), каждый из которых несет по две колонки 4. На колонках 4 с возможностью свободного перемещения набраны ролики 5, 6 и 7. Эти ролики также выполнены в виде секторов и установлены в положении расчетного шага Т. Секторы переходника 3 совместно с роликами 5, 6 и 7 в рабочем положении сжимают исходную заготовку по наружной поверхности, оставаясь постоянными по радиусу до получения конечной детали, а внутренние ролики 8, 9 и 10 касаются внутренней поверхности исходной заготовки, установленные в положение расчетного шага Т, удерживаются пластинчатыми пружинами 11, 12 и 13, насаженными на вал 14. За 2 1621 1 данное расстояние Т выдерживается при помощи пружин 15. Ролики 8, 9 и 10 насажены на эксцентриковый вал 16 с возможностью свободного осевого перемещения. Вал 16 своими концами опирается на втулки 17 и 18, причем втулка 17 запрессована во фланец 19, который благодаря шарикоподшипнику 20 находится в неподвижном состоянии при вращении переходника 3. Втулка 18 запрессована в стойке промежуточной опоры 21, неподвижно закрепленной на станине. При проворачивании вала 16 ролики 8, 9 и 10 движутся радиально,выдавливая канавки-ручьи на внутренней поверхности трубчатой заготовки (фиг. 7 и 8). Поджим трубчатой заготовки вдоль оси осуществляется центром 22 через прижим 23. Во время осевого поджатия, при вращении переходника и наружных роликов, шарики 24 вращаются по канавке цельного кольца 25, вставленного в торце ролика 5. После первого этапа деформации ролики занимают положение, а заготовка приобретает форму, приведенную на фиг. 2 и 7. При этом 1 - глубина канавки-ручья на первом этапе Т 1 - конечный шаг для первого этапа 1 - длина заготовки в конце первого этапа, уменьшенная на величину осевого перемещения 11. В конце второго этапа заготовка принимает форму, приведенную на фиг. 3, где соответствующие величины 2 Т 2 и 2, полученные в конце второго этапа. На третьем этапе происходит калибровка канавокручьев калибровочными внутренними роликами. При этом наружные ролики занимают положение, представленное на фиг. 8, а готовый обод принимает форму, представленную на фиг. 4. Заготовка (фиг. 1) устанавливается в устройстве (фиг. 5), которое может быть смонтировано на базе токарного станка 1 М 63. Кулачки 2, перемещаясь в пазах планшайбы 1, сводят секторы А, В и С переходника 3 и наружных роликов 5, 6 и 7 до соприкосновения с подшипником 20 и трубчатой заготовкой, не зажимая ее. Затем, собранный во фланц 19 узел, состоящий из вала 16, на котором собраны ролики 8, 9 и 10, соответствующие первому этапу формовки и установленные с расчетным шагом Т при помощи пружин 11, 12 и 13,смонтированных на валу 14, устанавливается внутрь заготовки на опоры 17 и 18. Подшипник 20 и трубчатая заготовка фиксируются сходящимися секторами переходника 3 и роликов 5, 6, 7. После этого подводится устройство осевого поджатия (на фигуре не показано), несущее центр 22 и прижим 23. Трубчатая заготовка,внутренние и наружные ролики займут положение, показанное на фиг. 5. Устройство готово к работе. Задается вращение планшайбе 1, вместе с которой вращаются переходник 3, наружные ролики 5, 6 и 7 и трубчатая заготовка, от соприкосновения с которой начинают вращаться внутренние ролики 8, 9 и 10. К внутренним роликам 8, 9 и 10 поворотом эксцентрикового вала 16 прикладывают нагрузку радиальную одновременно с приложением осевой нагрузки к устройству поджатия. В соответствии с расчетными данными внутренние ролики 8, 9 и 10, нарушая цилиндричность трубчатой заготовки и формуя -образные канавки, перемещаются в радиальном направлении, на глубину 1 (фиг. 7), а прижим 23 с центром 22 - на длину 11 в осевом направлении. Вместе с последними в осевом направлении перемещаются ролики 8, 9 и 10 и наружные ролики 5, 6, 7. Форма профиля заготовки в конце первого этапа формования представлена на фиг. 2, а положение элементов устройства в конце 1-го этапа - на фиг. 7. Заготовка такого профиля является исходной для осуществления второго этапа формования. На втором этапе формования меняются внутренние ролики и устанавливаются с учетом шага Т 1. Деформация -образных канавок происходит в радиальном направлении на глубину 2 с одновременным поджатием в осевом направлении на величину 2. Конечное положение второго этапа формования указано на фиг. 8. Эта же заготовка является исходной для осуществления третьего этапа - калибровки. На третьем этапе - калибровке внутренние ролики 8, 9 и 10, перемещаясь в радиальном направлении, осуществляют окончательное выравнивание профиля на глубину 3 при постоянном осевом поджатии, но практически без осевого перемещения. Для смены внутренних роликов после первого и второго этапов формовки останавливают вращение привода, ролики 8, 9 и 10 выводят в исходное положение путем поворота вала 16 в обратном направлении, снимают прижим 23, после чего вынимают вал 16 из втулки 17 совместно с роликами 8, 9 и 10. Заменяют ролики, соответствующие этапу формовки, и вставляют снова вал 16 с роликами 8, 9 и 10 во втулку 17. Устанавливают прижим 23 и начинают очередной этап формовки. Величины радиального перемещения внутренних роликов и осевого поджатия заготовки определяют из зависимости где 1 - величина осевого поджатия заготовки по этапам формовки- глубина -образной канавки-ручья по этапам формовки Н - глубина -образной канавки-ручья готовой детали- шаг между роликами на этапах формовки- число этапов формовки- шаг -образных канавок-ручьев в готовой детали- количество -образных канавок-ручьев в детали. Заявленное устройство обеспечивает получение точных ободов шкивов из трубчатых заготовок с толщиной стенки преимущественно 0,5-2,5 мм. При этом исключается разнотолщинность получаемой детали, значительно ниже силовые нагрузки при деформации, так как металл заготовки не подвергается вытяжке и вы 3 1621 1 пучиванию на этапах деформации, металл лишь огибает рабочий профиль роликов, а также значительно упрощается конструкция по отношению к устройству аналога. Это обеспечивается тем, что исходный профиль заготовки определен, исходя из площади профиля, изделия, правильно рассчитан исходный шаг роликов и получены зависимости радиальных и осевых перемещений. оставитель Г.М. Манойло Редактор В.Н. Позняк Корректоры С.А. Тикач, А.М. Бычко Заказ 3452 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5