RU2240191C2

RU2240191C2 - Spinning apparatus

Info

Publication number: RU2240191C2
Application number: RU2003101766/02A
Authority: RU
Inventors: А.В. Комаров (RU); А.В. Комаров; А.С. Гладышев (RU); А.С. Гладышев; А.Н. Селин (RU); А.Н. Селин; А.С. Маленичев (RU); А.С. Маленичев; В.А. Коротков (RU); В.А. Коротков; Л.Г. Юдин (RU); Л.Г. Юдин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Автоагрегат"
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-11-20

Abstract

FIELD: spinning apparatuses, namely apparatuses for making precision cylindrical cavities in hydraulic cylinder type parts loaded by high pressure.

SUBSTANCE: apparatus includes housing, lid with handle and micrometer dial, separator with spinning members in the form of sphere and two bearing rings. One bearing ring is designed for adjustment, it is mounted in lid and kinematically joined with it. Other bearing ring is stationary one and it is mounted in housing. Working surfaces of both rings are mutually normal. Apparatus includes Г-shaped holder secured to housing and spring-loaded disc based by means of screws mounted in lid and functionally coupled with separator. Separator has crown and semicircular grooves with cone surfaces. Number of grooves is equal to that of spinning members. Inclination angle of working surface of adjustment bearing ring relative to rotation axis of mandrel is less than 45є.

EFFECT: possibility for adjusting spinning members at high accuracy without readjustment of lathe and at lowered efforts.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам ротационной вытяжки, а именно к устройствам для изготовления высокоточных цилиндрических полостей в деталях типа гидравлических цилиндров, нагруженных большим давлением.The invention relates to rotary hoods, and in particular to devices for manufacturing high-precision cylindrical cavities in parts such as hydraulic cylinders loaded with high pressure.

Известны устройства для получения цилиндрических полостей методом ротационной вытяжки, состоящие из корпуса, внутри которого неподвижно относительно корпуса установлено опорное кольцо. Корпус имеет резьбу, с помощью которой корпус связан с крышкой. Крышка имеет рукоятку, микрометрическую шкалу и связана с подвижным опорным кольцом, установленным в ней и являющимся регулировочным. Рабочие поверхности обоих опорных колец взаимно перпендикулярны. Устройство содержит сепаратор, в котором установлены давильные элементы, имеющие форму шаров, (см. В.А.Андрейченко, Л.Г.Юдин, С.П.Яковлева. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки. - Кишинев, “UNIVEPSITAS”, 1993 г., стр.95-102).Known devices for producing cylindrical cavities by rotational drawing, consisting of a housing, inside of which a support ring is mounted motionlessly relative to the housing. The housing has a thread by which the housing is connected to the cover. The cover has a handle, a micrometer scale and is connected with a movable support ring installed in it and being an adjustment one. The working surfaces of both support rings are mutually perpendicular. The device contains a separator in which pressure elements having the shape of balls are installed (see V.A. Andreichenko, L.G. Yudin, S.P. Yakovleva. Low-waste, resource-saving stamping technology. - Chisinau, “UNIVEPSITAS”, 1993 ., pp. 95-102).

Недостатками этого устройства являютсяThe disadvantages of this device are

- невозможность производить регулировку давильных элементов в радиальном направлении без четкого ориентирования центров давильных элементов по окружности. Эта проблема вызвана тем, что сепаратор имеет форму цилиндра, по окружности которого выполнены конические отверстия, в которых установлены давильные элементы. Сепаратор наружным диаметром установлен по скользящей посадке во внутренних отверстиях опорных колец. При отводе регулировочного опорного кольца посредством отвинчивания крышки давильные элементы, выполненные в форме шаров, освобождаются, и в верхней части сепаратора давильные элементы лежат под собственным весом в конических отверстиях сепаратора, в нижней же части данной системы давильные элементы лежат на рабочих поверхностях опорных колец. Получение высокоточных цилиндрических полостей методом ротационной вытяжки по данной схеме затруднительно, так как в системе "заготовка - сепаратор - давильные элементы - опорные кольца" возникает вибрация из-за наличия свободного хода давильных элементов в пределах диаметра конического отверстия сепаратора. Кроме этого в процессе ротационной вытяжки, а именно на стадии соприкосновения давильных элементов с наружной поверхностью заготовки, возможно заклинивание, так как находящиеся в верхней части сепаратора давильные элементы могут не выйти из соприкосновения с коническими поверхностями отверстий сепаратора под действием силы продольной подачи устройства ротационной вытяжки;- the inability to adjust the pressure elements in the radial direction without a clear orientation of the centers of the pressure elements around the circumference. This problem is caused by the fact that the separator has the shape of a cylinder, around the circumference of which there are conical holes in which pressure elements are installed. The outer diameter separator is mounted on a sliding fit in the inner holes of the support rings. When the adjusting support ring is retracted by unscrewing the cover, the pressure elements made in the form of balls are released, and in the upper part of the separator the pressure elements lie under their own weight in the conical holes of the separator, in the lower part of this system, the pressure elements lie on the working surfaces of the support rings. Obtaining high-precision cylindrical cavities by the method of rotational drawing according to this scheme is difficult, because in the system "billet - separator - pressure elements - support rings" vibration occurs due to the free movement of pressure elements within the diameter of the conical bore of the separator. In addition, during the rotational drawing process, namely, at the stage of contact of the pressure elements with the outer surface of the workpiece, jamming is possible, since the pressure elements located in the upper part of the separator may not come out of contact with the conical surfaces of the separator openings under the action of the longitudinal feed force of the rotational hood;

- рабочая поверхность регулировочного опорного кольца, установленного в крышке, имеет большой угол наклона (45°) по отношению к оси вращения оправки. Величина данного угла влияет на силу, прилагаемую к рукоятке, при регулировке на меньший диаметр давильных элементов в радиальном направлении, в процессе ротационной вытяжки.- the working surface of the adjusting support ring installed in the cover has a large angle of inclination (45 °) with respect to the axis of rotation of the mandrel. The magnitude of this angle affects the force applied to the handle when adjusting for a smaller diameter of the pressure elements in the radial direction, during the rotational drawing.

- корпус устройства закреплен непосредственно на суппорте токарного станка, для чего необходимо предварительно снять резцедержатель, что приводит к существенной переналадке оборудования, переводя его из класса универсального в специальное.- the case of the device is mounted directly on the support of the lathe, for which it is necessary to remove the tool holder first, which leads to a significant readjustment of the equipment, transferring it from a universal class to a special one.

Задача данного изобретения - производить регулировку (настройку) давильных элементов с высокой точностью, с меньшими усилиями и без переналадки токарного станка.The objective of the invention is to adjust (adjust) the pressure elements with high accuracy, with less effort and without readjustment of the lathe.

Задача решается тем, что в устройство ротационной вытяжки, содержащее корпус, крышку с рукоятками и микрометрической шкалой, сепаратор, давильные элементы, имеющие форму шара, два опорных кольца, одно из которых подвижное, установлено в крышке, кинематически связано с ней и является регулировочным, другое - неподвижное и установлено в корпусе, рабочие поверхности опорных колец взаимно перпендикулярны, вводится подпружиненный диск, который базируют на винтах, прикрепленных к крышке, и функционально связывают с сепаратором, который выполняют корончатым, с пазами, имеющими коническую поверхность и форму полуокружности. Количество пазов выполняют равным числу давильных элементов. Сепаратор устанавливают так, что одной торцовой поверхностью он упирается в плоскость подпружиненного диска, другой - в сферическую поверхность давильных элементов, установленных в пазах. Для увеличения срока службы сепаратора пазы на сепараторе выполняют с обоих торцов. Для уменьшения силы воздействия на рукоятку при повороте крышки в процессе настройки давильных элементов на меньший диаметр в радиальном направлении рабочую поверхность регулировочного опорного кольца выполняют под углом к оси вращения оправки, меньшим 45°, а именно в интервале от 25 до 30° (величина угла определена опытным путем), оставляя при этом угол между рабочими поверхностями обоих колец равным 90°. Уменьшение величины угла рабочей поверхности регулировочного опорного кольца к оси вращения оправки до 10-24° приведет к увеличению габаритов устройства и времени настройки давильных элементов на нужный диаметр в радиальном направлении. Чтобы не производить существенную переналадку оборудования, к корпусу устройства прикрепляют державку, с помощью которой устройство устанавливают в резцедержатель токарного станка. Для предотвращения во время процесса ротационной вытяжки момента опрокидывания устройства державку выполняют г-образной, при этом одну сторону державки устанавливают в резцедержатель, а другая при этом упирается в поверхность резцедержателя, параллельную оси оправки.The problem is solved in that in a rotary hood device containing a housing, a cover with handles and a micrometer scale, a separator, ball-shaped pressure elements, two support rings, one of which is movable, is installed in the cover, kinematically connected with it and is adjusting, the other is stationary and installed in the housing, the working surfaces of the support rings are mutually perpendicular, a spring-loaded disk is introduced, which is based on screws attached to the cover and functionally connected to a separator, which They are crowned, with grooves having a conical surface and a semicircular shape. The number of grooves is equal to the number of pressure elements. The separator is set so that with one end surface it abuts against the plane of the spring-loaded disk, the other against the spherical surface of the pressure elements installed in the grooves. To increase the life of the separator, the grooves on the separator are performed from both ends. To reduce the force exerted on the handle when turning the cover during the adjustment of the pressure elements to a smaller diameter in the radial direction, the working surface of the adjusting support ring is made at an angle to the axis of rotation of the mandrel less than 45 °, namely in the range from 25 to 30 ° (the angle is determined empirically), while leaving the angle between the working surfaces of both rings equal to 90 °. A decrease in the angle of the working surface of the adjusting support ring to the axis of rotation of the mandrel to 10-24 ° will lead to an increase in the dimensions of the device and the time for setting the pressure elements to the desired diameter in the radial direction. In order not to make a significant readjustment of the equipment, a holder is attached to the device body, with which the device is installed in the tool holder of the lathe. To prevent the device from tipping over during the rotational drawing process, the holder is l-shaped, with one side of the holder being installed in the tool holder and the other abutting against the surface of the tool holder parallel to the axis of the mandrel.

На фиг.1 дан общий вид устройства ротационной вытяжки, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - сепаратор, на фиг.4 - вид 5 фиг.3.Figure 1 is a General view of the rotary hood, figure 2 is a view A of figure 1, figure 3 is a separator, figure 4 is a view 5 of figure 3.

Устройство ротационной вытяжки состоит из корпуса 1, имеющего резьбу, по которой перемещается крышка 2. Крышка имеет рукоятки 3 и нанесенную на лимбе микрометрическую шкалу 4. В полости крышки 2 установлено регулировочное опорное кольцо 5, а в корпусе 1 установлено неподвижное опорное кольцо 6. Регулировочное опорное кольцо 5 имеет рабочую поверхность "a", которая выполнена под углом α=26°30' к оси вращения оправки 7, на которую установлена обрабатываемая заготовка 8. Оправка 7 установлена в шпиндельной головке 9 токарного станка. Неподвижное опорное кольцо 6 имеет рабочую поверхность "б"⊥"а".The rotary hood device consists of a body 1 having a thread along which the cover 2 moves. The cover has handles 3 and a micrometer scale applied to the dial 4. An adjusting support ring 5 is installed in the lid cavity 2, and a fixed support ring 6 is installed in the housing 1. the support ring 5 has a working surface "a", which is made at an angle α = 26 ° 30 'to the axis of rotation of the mandrel 7, on which the workpiece 8 is mounted. The mandrel 7 is installed in the spindle head 9 of the lathe. The fixed support ring 6 has a working surface "b" ⊥ "a".

Рабочие поверхности "a" и "б" обоих опорных колец 5 и 6 связаны с давильными элементами 10, имеющими форму шаров. Давильные элементы 10 установлены в пазах 11 сепаратора 12. Пазы 11 выполнены на обоих концах сепаратора 12. Количество пазов 11 на одном конце сепаратора 12 соответствует количеству давильных элементов 10. Пазы 11 имеют коническую поверхность и форму полуокружности. Сепаратор 12 функционально связан одной торцевой поверхностью с диском 13, базирующимся на специальных винтах 14, крепящихся к крышке 2. На винтах 14 установлены пружины 15, с помощью которых диск 13 прижат к сепаратору 12. К корпусу 1 с помощью винтов 16 прикреплена державка 17. Державка 17 имеет г-образную форму. Одна ее часть закреплена в резцедержателе 18 токарного станка винтами 19 резцедержателя 18, другая часть упирается в поверхность “с” резцедержателя, параллельную оси оправки 7. Для предотвращения вращения заготовки 8 относительно оправки 7 к торцевой части заготовки 8 подведен прижим 20, установленный в задней бабке 21 токарного станка.The working surfaces "a" and "b" of both support rings 5 and 6 are connected with pressure elements 10 having the shape of balls. The pressure elements 10 are installed in the grooves 11 of the separator 12. The grooves 11 are made at both ends of the separator 12. The number of grooves 11 at one end of the separator 12 corresponds to the number of pressure elements 10. The grooves 11 have a conical surface and a semicircular shape. The separator 12 is functionally connected by one end surface to the disk 13, based on special screws 14 that are attached to the cover 2. Springs 15 are mounted on the screws 14, with which the disk 13 is pressed against the separator 12. A holder 17 is attached to the housing 1 with screws 16. The holder 17 is l-shaped. One part of it is fixed in the tool holder 18 of the lathe with the screws 19 of the tool holder 18, the other part abuts against the surface “c” of the tool holder parallel to the axis of the mandrel 7. To prevent the workpiece 8 from rotating relative to the mandrel 7, a clamp 20 is installed in the tailstock 21 lathes.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Державка 17, закрепленная на корпусе 1 устройства, устанавливается одной частью в резцедержатель 18 токарного станка и закрепляется винтами 19 резцедержателя 18. Заготовка 8 фиксируется на оправке 7 прижимом 20, который устанавливается в пиноле задней бабки 21 токарного станка. Устройство для ротационной вытяжки, закрепленное в резцедержателе 18 суппорта станка, перемещается в направлении вращающейся заготовки 8. Крышка 2 с микрометрической шкалой 4 находится в положении, в котором давильные элементы 10 отодвинуты в радиальном направлении от заготовки 8 и с ней не контактируют, так как сепаратор 12, связанный с диском 13, под действием пружин 15 стремится отодвинуть давильные элементы 10 от заготовки 8 и прижать их к рабочим поверхностям "а" и "б" опорных колец 5 и 6. При отвинчивании крышки 2 с помощью рукоятки 3 регулировочное опорное кольцо 5 отодвигается от неподвижного кольца 6, давильные элементы 10 перемещаются в радиальном направлении от поверхности заготовки 8. При завинчивании крышки 2 с помощью рукояток 3 регулировочное кольцо 5 благодаря небольшому углу α=26°30' плавно, без приложения значительных усилий, сдвигается в направлении неподвижного кольца 6, и давильные элементы 10 радиально перемещаются в направлении заготовки 8. Подпружиненный сепаратор 12 перемещается в осевом направлении к шпинделю 9 станка, сжимая пружины 15. В момент соприкосновения давильных элементов 10 с поверхностью заготовки 8 по нанесенной на крышке 2 микрометрической шкале 4 фиксируется момент соприкосновения давильных элементов 10 с поверхностью заготовки 8. Устройство отодвигается вправо к задней бабке 21 станка (или влево к шпинделю станка) и крышка 2 завинчивается на требуемый размер наружной ступени наибольшего диаметра заготовки. Включается станок и продольная подача. Осуществляется ротационная вытяжка с формоизменением заготовки 8.The holder 17, mounted on the housing 1 of the device, is installed in one part in the tool holder 18 of the lathe and is fixed with the screws 19 of the tool holder 18. The workpiece 8 is fixed on the mandrel 7 with a clamp 20, which is installed in the back of the headstock 21 of the lathe. A device for rotary drawing, fixed in the tool holder 18 of the machine support, moves in the direction of the rotating workpiece 8. The cover 2 with a micrometer scale 4 is in a position in which the pressure elements 10 are radially moved away from the workpiece 8 and are not in contact with it, since the separator 12, connected with the disk 13, under the action of the springs 15 tends to push the pressure elements 10 away from the workpiece 8 and press them against the working surfaces "a" and "b" of the support rings 5 and 6. When unscrewing the cover 2 with the handle 3, adjust the fifth support ring 5 is moved away from the stationary ring 6, the pressure elements 10 are moved in a radial direction from the surface of the workpiece 8. When screwing the cover 2 using the handles 3, the adjusting ring 5 is shifted smoothly, without significant effort, due to a small angle α = 26 ° 30 ' in the direction of the stationary ring 6, and the pressure elements 10 radially move in the direction of the workpiece 8. The spring-loaded separator 12 moves axially towards the machine spindle 9, compressing the springs 15. At the moment of contact, pressed elements 10 with the surface of the workpiece 8 on the micrometer scale 4 applied on the cover 2, the moment of contact of the pressure elements 10 with the surface of the workpiece 8 is recorded. The device is moved to the right to the tailstock 21 of the machine (or to the left to the spindle of the machine) and the cover 2 is screwed to the required size of the outer step the largest diameter of the workpiece. The machine and longitudinal feed are turned on. A rotary hood is carried out with the shape of the workpiece 8.

Claims

1. The rotary hood, comprising a housing, a cover with a handle and a micrometer scale, a separator with installed ball-shaped pressure elements, two support rings, of which one support ring - an adjustment ring - is installed in the cover and kinematically connected to it, the other is fixed and installed in the housing, the working surfaces of both rings are mutually perpendicular, characterized in that it contains a holder attached to the housing, a spring-loaded disk based on screws attached to the cover, and functional but connected with the separator, which is made castellated with grooves having a conical surface and a semicircle shape, the number of grooves is equal to the number of pressing elements, the angle of the working surface of the adjusting support ring to the axis of rotation of the mandrel is made less than 45 °.

2. The device according to claim 1, characterized in that the holder is made l-shaped.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves on the separator are made from both ends.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the angle of the working surface of the movable support ring to the axis of rotation of the mandrel is made in the range from 25 to 35 °.