RU2091189C1

RU2091189C1 - Nail-spike manufacture apparatus

Info

Publication number: RU2091189C1
Application number: RU95103304A
Authority: RU
Inventors: С.П. Буркин; Ю.Н. Логинов; А.А. Щипанов
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Белый соболь"; Буркин Сергей Павлович; Логинов Юрий Николаевич; Щипанов Александр Андреевич
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU95103304A

Abstract

FIELD: hardware. SUBSTANCE: apparatus has rolling stand with frame and roll unit, billet retaining unit, upsetting unit, product sharpening and separating mechanism. Mentioned units and sharpening and separating mechanism are positioned in gaps between rolls. Roll unit has three rolls, which provide rotation of adjacent rolls in opposite directions one relative to the other. Billet retaining unit is made in the form of diametrical slot extending through central roll. Upsetting unit has stamps positioned in central slot and counterstamps arranged in opposed relation to stamps in slots of peripheral rolls. Product sharpening and separating mechanism has strikers positioned in diametrical slot of central roll perpendicular to slot in billet retaining unit and provided with drives. Product withdrawal mechanism has forked extractor positioned on frame and provided with drive. Upsetting unit has stamps and counterstamps of finishing passes. Striker drive has rollers secured to them so as to roll over bricks positioned on peripheral rolls. Product sharpening and separating mechanism has billet tension unit with grips resting with their inclined surfaces on strikers and slides connected with strikers through tie-rods. EFFECT: increased efficiency and wider operational capabilities. 6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области изготовления из прутковой заготовки гвоздей-костылей и может быть использовано в метизной промышленности для производства крепежных изделий. The invention relates to the field of manufacture of bar stocks of nails-crutches from a bar and can be used in the hardware industry for the production of fasteners.

Из уровня техники известны конструкции машин, предназначенных для изготовления гвоздей и т.п. изделий формованием утолщения на одном конце заготовки горячей или холодной высадкой с заострением противоположного торца. The prior art design of machines designed for the manufacture of nails, etc. products by forming a thickening at one end of the billet by hot or cold heading with a sharpening of the opposite end.

Известны гвоздильные автоматы ударного и прессового действия, предназначенные для изготовления гвоздей различного диаметра и длин, состоящие из механизма выпрямления проволоки, механизма подачи и регулировки длины гвоздя, механизма разъема матрицы, механизма резки и образования острия, отбойного механизма, главного распределительного и коленчатого вала с механизмами для высадки головки гвоздя. В производстве гвоздей крупных сечении необходимость приложения для высадки головки гвоздя сразу полного усилия деформации приводит к применению машин чрезвычайно больших габаритов, что увеличивает металлоемкость оборудования и обуславливает большое капитальные затраты. Known nailing machines of shock and pressing action, designed for the manufacture of nails of various diameters and lengths, consisting of a straightening mechanism for the wire, a mechanism for feeding and adjusting the length of the nail, a connector mechanism for the matrix, a cutting and tip formation mechanism, a breakaway mechanism, a main camshaft and crankshaft with mechanisms for planting a nail head. In the production of large cross-sectional nails, the need to apply a full deformation force to the nail head immediately leads to the use of machines of extremely large dimensions, which increases the metal consumption of the equipment and causes large capital costs.

Известны конструкции гвоздильных автоматов, в которых усилие высадки прикладывается не сразу, а постепенно, со стороны ролика, раскатывающего головку на заготовке, размещенной в радиальном пазу кольцевого ротора. Раскатка позволяет избежать пиковых нагрузок на конструкцию деформирующей машины, однако применение кольцевых роторов возможно только для относительно небольших размеров заготовок, так как для деформации крупных заготовок габариты кольца становятся чрезмерно большими, а жесткость их совершенно недостаточной. Known designs of nailing machines in which the upsetting force is not applied immediately, but gradually, from the side of the roller rolling the head on a workpiece placed in the radial groove of the ring rotor. Rolling out avoids peak loads on the design of the deforming machine, however, the use of ring rotors is possible only for relatively small workpieces, since for the deformation of large workpieces, the dimensions of the ring become excessively large and their rigidity is completely insufficient.

В качестве прототипа выбрана конструкция устройства для изготовления гвоздей (авт.св. СССР N 656715, М. кл. B 21 G 3/12, 1976), как наиболее близкая по совокупности существенных признаков. Устройство по прототипу содержит прокатную клеть со станиной и валковым узлом и размещенные в пазах валков узел фиксации заготовок, узел высадки, механизм заострения и отделения изделий. Узел высадки и механизм заострения в виде двух установленных с возможностью вращения в одном направлении горизонтальных валков, на боковой поверхности которых тангенциально по окружности выполнены пазы, в которых смонтированы рабочие инструменты механизмов заострения и высадки. Узел фиксации состоит из двух расположенных соосно валку кулачков и подпружиненных упоров, а механизм удаления изделия состоит из двух расположенных соосно валку звездочек с канавками на зубьях. Процесс получения гвоздей в таком устройстве сводится к вращению валками проволочной заготовки, располагаемой вдоль образующих валков, оттеснению рабочим инструментом части металла в утолщения с образованием головок гвоздей и перерезанию посередине заготовки другим рабочим инструментом с образованием острия и получению одновременно двух гвоздей. Положительной чертой применения устройства является отсутствие ударов и плавное приложение нагрузки на привод. As a prototype, the design of the device for the manufacture of nails (ed. St. USSR N 656715, M. cl. B 21 G 3/12, 1976) was chosen as the closest in the set of essential features. The prototype device comprises a rolling stand with a bed and a roll unit and a workpiece fixation unit, a landing unit, a sharpening and separating mechanism located in the grooves of the rolls. The landing unit and the sharpening mechanism in the form of two horizontal rolls mounted with the possibility of rotation in one direction, on the lateral surface of which grooves are made tangentially around the circumference, in which the working tools of the sharpening and disembarking mechanisms are mounted. The fixing unit consists of two cams located coaxially to the roll and spring-loaded stops, and the product removal mechanism consists of two sprockets located coaxially to the roll with grooves on the teeth. The process of obtaining nails in such a device is reduced to the rolls rotating the wire stock located along the forming rolls, pushing the metal part into thickenings with the working tool to form the heads of the nails and cutting the middle of the workpiece with another working tool with the formation of a tip and simultaneously producing two nails. A positive feature of the application of the device is the absence of shock and smooth application of the load on the drive.

Однако, в известном устройстве возможно получение лишь гвоздей, имеющих форму тел вращения, так как для приложения нагрузок при прокатке заготовку необходимо вращать вокруг своей оси. Это делает невозможным производство на этой установке гвоздей несимметричного профиля, например железнодорожных костылей, так как заготовку квадратного сечения невозможно вращать в зазоре между валками. Таким образом недостатком устройства по прототипу являются ограниченные технологические возможности. However, in the known device, it is possible to obtain only nails having the form of bodies of revolution, since for the application of loads during rolling, the workpiece must be rotated around its axis. This makes it impossible to produce nails of an asymmetric profile, for example, railway crutches, on this installation, since a square section blank cannot be rotated in the gap between the rollers. Thus, the disadvantage of the prototype device is the limited technological capabilities.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей. The problem to which the present invention is directed, is the expansion of technological capabilities.

На фиг. 1 изображена схема расположения элементов устройства в момент задачи прутковой заготовки и отрезки мерной длины; на фиг. 2 положение элементов устройства при высадке черновой головки костыля в наборных штампах; на фиг. 3 и 4 эта же операция последовательно в момент захода свободного конца заготовки в гравюру контрштампа и формирование головки после заполнения гравюры штампа, увеличено; на фиг. 5 и 6 положение элементов валкового узла при прохождении роликов выемок на периферийных валках и в момент формирования окончательного профиля головки костыля в чистовых контрштампах; на фиг. 7 то же, увеличено; на фиг. 8 схема расположения элементов устройства при разрезке пары костылей и формирования острия с приложением натяжения прутковой заготовки; на фиг. 9 положение вилочного извлекателя в момент извлечения готового гвоздя из полости штампа. In FIG. 1 shows a layout diagram of the elements of the device at the time of the task of bar stock and pieces of measured length; in FIG. 2 position of the elements of the device when landing the rough head of the crutch in typesetting dies; in FIG. 3 and 4, the same operation sequentially at the moment the free end of the workpiece enters the engraving of the counter-stamp and the formation of the head after filling the engraving of the stamp is increased; in FIG. 5 and 6, the position of the elements of the roll unit during the passage of the recess rollers on the peripheral rolls and at the time of formation of the final profile of the crutch head in the finishing counters; in FIG. 7 same, enlarged; in FIG. 8 is a diagram of the arrangement of the elements of the device when cutting a pair of crutches and forming an edge with the application of the tension of the bar stock; in FIG. 9 the position of the fork extractor at the time of extraction of the finished nail from the cavity of the stamp.

Устройство (фиг. 1) содержит прокатную клеть со станиной 1 и валковым узлом из трех валков: центральным 2 и периферийными 3 и 4. Узел фиксации заготовки выполнен в виде диаметрального сквозного паза в центральном валке, в который помещены захваты 5 8, стянутые попарно в горизонтальном направлении пружинными 9 и 10 и опирающиеся наклонными поверхностями на ползуны 11 14, соединенные тягами 15 18 с отрезными бойками 19 и 20. Отрезные бойки 19 и 20 снабжены роликами 21 и 22 и удерживаются в радиальном направлении пружинами сжатия 23 и 24, имеющими опору на тело бочки валка (показано условно). Пружины 25 28 удерживают ползуны от радиального перемещения. The device (Fig. 1) contains a rolling stand with a bed 1 and a roll unit of three rolls: central 2 and peripheral 3 and 4. The workpiece fixation unit is made in the form of a diametrical through groove in the central roll, in which grips 5 8 are placed, pulled in pairs in horizontal direction by spring 9 and 10 and supported by inclined surfaces on sliders 11 14 connected by rods 15 18 with detachable strikers 19 and 20. The detachable strikers 19 and 20 are equipped with rollers 21 and 22 and are held in the radial direction by compression springs 23 and 24, which are supported by body bo roll (shown in phantom) ki. Springs 25 28 hold the sliders from radial movement.

Узел высадки выполнен в виде штампов 29 и 30, расположенных в упомянутом пазу центрального валка и оппозитно расположенных контрштампов 31 34 в пазах периферийных валков 3 и 4. The landing unit is made in the form of dies 29 and 30 located in the aforementioned groove of the central roll and opposed counterstamps 31 34 in the grooves of the peripheral rolls 3 and 4.

Устройство снабжено также ножницами 35 и вилочным извлекателем 36, имеющими каждый свой привод. The device is also equipped with scissors 35 and a fork extractor 36, each having its own drive.

Расположенные по длине окружности периферийных валков контрштампы 31 34 различаются попарно, соответственно на контрштампы 31 и 32 для наборного перехода, а контрштампы 33 и 34 для чистового перехода. Counter stamps 31 34 located along the circumference of the peripheral rolls differ in pairs, respectively, into counter stamps 31 and 32 for a stacked transition, and counter stamps 33 and 34 for a finishing transition.

Закрепленные на отрезных бойках 19 и 20 ролики 21 и 22 имеют возможность качения по копирам 37 и 38, размещенным на периферийных валках. На бочках этих валков выполнены также выемки 39 и 40, служащие для пропуска роликов при их холостом ходе. The rollers 21 and 22, mounted on detachable strikers 19 and 20, have the possibility of rolling along the copiers 37 and 38 placed on the peripheral rolls. On the barrels of these rolls, recesses 39 and 40 are also made, which serve to pass the rollers when they are idling.

Заготовка 41 размещается в диаметральном пазу центрального валка. Центральный и периферийные валки имеют различную угловую и линейную скорости, но штампы и контрштампы смонтированы таким образом, что при высадке они становятся друг напротив друга. The workpiece 41 is placed in the diametrical groove of the Central roll. The central and peripheral rolls have different angular and linear speeds, but the dies and counter dies are mounted in such a way that when they land they become opposite each other.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Отрезанная ножницами 35 (фиг. 1) мерная заготовка 41 располагается в диаметральном пазу центрального валка 2 таким образом, что ее концы выходят за пределы бочки валка. От привода валок 2 вращается против часовой стрелки, а периферийные валки 3 и 4 по часовой стрелке. После поворота центрального валка на угол 90^o (фиг. 2) выступающие концы заготовки попадают в гравюры: контрштампов 31 и 32. На фиг. 3 и 4 показаны последовательно моменты прохождения одного из свободных концов заготовки 41, выступающего за пределы штампа 29 и попадающего в контрштамп 31 с формированием после прохождения деформации черновой головки гвоздя-костыля.Cut off by scissors 35 (Fig. 1), the measured workpiece 41 is located in the diametrical groove of the central roll 2 so that its ends extend beyond the roll barrel. From the drive, the roll 2 rotates counterclockwise, and the peripheral rolls 3 and 4 clockwise. After turning the central roll at an angle of 90 ^o (Fig. 2), the protruding ends of the workpiece fall into engravings: counter-stamps 31 and 32. In FIG. Figures 3 and 4 show successively the moments of passage of one of the free ends of the workpiece 41, protruding beyond the stamp 29 and falling into the counter-stamp 31 with the formation of a draft head of a nail-crutch after undergoing deformation.

При повороте центрального валка на следующие 90^o (фиг. 5) ролики 21 и 22 попадают в выемки 39 и 40, что обеспечивает их холостой проход.When the Central roll is rotated by the next 90 ^o (Fig. 5), the rollers 21 and 22 fall into the recesses 39 and 40, which ensures their idle passage.

После поворота центрального валка еще на 90^o (фиг. 6) предварительно отформованные головки костыля попадают в контрштампы 33 и 34, где формируется чистовой профиль головки костыля, что отражено в увеличенном виде на фиг. 7.After the central roll is rotated another 90 ^° (FIG. 6), the preformed crutch heads fall into the counter dies 33 and 34, where the final profile of the crutch head is formed, which is shown in enlarged view in FIG. 7.

При дальнейшем повороте валков (фиг. 8) ролик 18 наезжает на поверхность копира 37, что приводит к перемещению отрезного бойка 19 и перерезанию заготовки 41 с формированием острия двух гвоздей. При этом захваты 5, 6, 7, 8 создают натяжение прутка и не дают возможности реализоваться уширению в зоне деформации. За счет течения металла в вытяжку длина заготовки увеличивается и габариты костылей выходят за пределы габаритов валка. Тяги 15 и 18 позволяют сохранить параллельность движения захватов. Аналогичная ситуация возникает на нижнем валке. После прохождения роликами копиров пружины возвращают систему бойков, захватов, тяг и ползунов в исходное положение, но при этом под головкой костыля образуется свободное пространство (фиг. 9, увеличено). Вилочный извлекатель 36 от собственного привода выводится в рабочее положение и после доворота центрального валка головка гвоздя попадает в вилку извлекателя. Движением привода извлекателя по стрелке костыль выдергивается из гнезда штампа 29 и падает в приемную корзину. With a further rotation of the rolls (Fig. 8), the roller 18 runs onto the surface of the copier 37, which leads to the displacement of the cutting head 19 and cutting of the workpiece 41 with the formation of the tip of two nails. In this case, the grips 5, 6, 7, 8 create the tension of the rod and do not allow broadening to be realized in the deformation zone. Due to the flow of metal into the hood, the length of the workpiece increases and the dimensions of the crutches go beyond the dimensions of the roll. Rods 15 and 18 allow you to maintain parallel movement of the grips. A similar situation occurs on the lower roll. After the rollers have passed the copiers, the springs return the system of strikers, grippers, rods and sliders to their original position, but at the same time free space forms under the crutch head (Fig. 9, enlarged). The fork extractor 36 from its own drive is brought into working position and after the central roller is turned over, the nail head enters the extractor fork. By moving the extractor drive in the direction of the arrow, the crutch is pulled out of the socket of the stamp 29 and falls into the receiving basket.

Валковая система реверсируется, после поворота центрального валка на 180^o в позицию извлекателя попадает второй костыль и извлекается подобным образом, после поворота еще на такой же угол валки занимают исходное положение и цикл работы установки повторяется.The roll system is reversed, after the central roll is rotated 180 ^° , the second crutch falls into the position of the extractor and is removed in a similar way, after turning the roll at the same angle, they return to their original position and the installation cycle is repeated.

Достигаемый технический результат при применении заявляемого устройства состоит в том, что по сравнению с прототипом возможно поручение гвоздей с несимметричной формой головки, т.е. расширяются технологические возможности. В сравнении с обычными кузнечными машинами приложение усилия деформации постепенным накатыванием штампа на заготовку вместо приложения нагрузки сразу по всей контактной площади заготовки дает выигрыш по требуемой мощности привода, так как работа деформации осуществляется за больший период времени. Наличие в очаге деформации свободных поверхностей при накатке обуславливает меньшие, чем при закрытой штамповке удельные давления и меньший износ инструмента. Это приводит также к возможности уменьшения габаритов установки и сокращения капитальных затрат. Achievable technical result when using the inventive device is that, compared with the prototype, it is possible to commission nails with an asymmetric head shape, i.e. expanding technological capabilities. Compared to conventional forging machines, the application of a strain force by gradually rolling a stamp on a workpiece instead of applying a load immediately over the entire contact area of the workpiece gives a gain in the required drive power, since the work of deformation is carried out over a longer period of time. The presence of free surfaces in the deformation zone during knurling results in lower specific pressures than with closed stamping and less tool wear. This also leads to the possibility of reducing the dimensions of the installation and reduce capital costs.

Claims

1. A device for the manufacture of nails-crutches containing a rolling stand with a bed and a roll unit and placed in the grooves of the rolls, a fixing unit for workpieces, an upsetting unit, a sharpening and separation mechanism, characterized in that the roll unit contains three rolls that can rotate adjacent rolls in different directions relative to each other, the workpiece fixation unit is made in the form of a diametrical through groove in the central roll, the upsetting unit is made in the form of dies located in the said groove of the central roll and opposite of counterstamps located in grooves of the peripheral rolls, the mechanism of sharpening and separation of the products is made in the form of detachable strikers located in the diametrical groove of the central roll perpendicular to the groove of the workpiece fixing unit and having a displacement drive.

2. The device according to p. 1, characterized in that the product removal mechanism is made in the form of a fork extractor located on the frame equipped with a drive.

3. The device according to claim 1, characterized in that the landing unit contains dies and counter-dies of type-setting and finishing transitions.

4. The device according to claim 1, characterized in that the drive for moving the detachable strikers is made from rollers mounted on the strikers and having the ability to roll on copiers placed on peripheral rolls.

5. The device according to p. 1, characterized in that the mechanism of sharpening and separation of products is equipped with a node for tensioning the workpieces.

6. The device according to claim 5, characterized in that the workpiece tensioning unit is made in the form of grippers resting on inclined surfaces on the strikers, as well as on sliders connected to the strikers by rods.