RU2829072C1

RU2829072C1 - Устройство для нанесения маркировки на опорные витки пружины в горячем состоянии

Info

Publication number: RU2829072C1
Application number: RU2023127390A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Елфимов
Original assignee: Акционерное общество "Уральский научно-технологический комплекс"
Filing date: 2023-10-23
Publication date: 2024-10-23

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, для нанесения маркировки при производстве пружин из стали методом горячей навивки. Устройство содержит корпус, установленный с возможностью перемещения посредством механизма регулировки по продольной направляющей, которая выполнена с возможностью закрепления на станке, ползун, расположенный с возможностью перемещения посредством соответствующего привода на направляющей, имеющей упор, причем указанная направляющая установлена на корпусе с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольной направляющей посредством поперечного механизма регулировки, сектор маркировки, установленный на валу, закрепленном на ползуне, с возможностью совместного поворота с валом, сегмент возврата, закрепленный на упомянутом валу с возможностью взаимодействия с упором, закрепленным на направляющей ползуна для обеспечения возврата сектора маркировки в исходное положение, подпружиненный фиксатор и ограничители поворота сектора маркировки, установленные на ползуне с возможностью ограничения перемещения сектора маркировки, и клеймо, установленное на поворотной платформе сектора маркировки. Кроме того, оно снабжено механизмом регулировки угла наклона клейма, обеспечивающим возможность поворота поворотной платформы в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота сектора маркировки. Устройство обеспечивает нанесение маркировки на изделие при его движении в процессе основной технологической операции методом накатки. Таким образом, использование изобретения расширяет технологические возможности устройства и позволяет сократить общее операционное время производства изделия. 4 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве пружин из стали методом горячей навивкой, металлопроката в горячем состоянии.

Известны устройства нанесения маркировки на концы прутка методом накатки при производстве пружин во время оттяжки концов на ковочных вальцах. Подобные устройства нанесения маркировки на пруток при изготовлении пружин имеются на предприятиях, производящих пружины для железнодорожных вагонов.

Устройство в виде ковочных вальцов в один из штамп-сегментов которого установлено клеймо, в дополнительный проход, оттянутый нагретый конец прутка подают под клеймо, вальцы накатывают с клейма на конец прутка маркировку.

Недостатками являются увеличение длительности технологической операции оттяжки концов за счет дополнительного прохода, а также необходимость ориентации прутка во время подачи его в навивочный станок так, чтобы маркировка была снаружи навиваемой пружины.

Известны устройства нанесения маркировки на концы прутка при производстве пружин в виде пресса. Подобные устройства нанесения маркировки на пруток при изготовлении пружин имеются на предприятиях, производящих пружины для железнодорожной техники и тяжелого машиностроения.

Устройство в виде пресса, на одном из пуансонов которого закреплено клеймо. Под пуансоны подают конец нагретого прутка, пуансоны сводятся и под давлением пресса на конец прутка наносится маркировка.

Недостатками являются дополнительная технологическая операция нанесения маркировки на конец прутка перед подачей его в навивочный станок, что увеличивает общее время цикла производства пружин и необходимость нагрева прутка на более высокую температуру.

Наиболее близким решением по технической сущности, т.е. прототипом, является инструмент для маркирования, содержащий державку, выполненную в виде вилки, несущей оси, поворотный подпружиненный сектор с цилиндрической и двумя боковыми поверхностями, установленный на оси, набор сменных клейм, радиально размещенных на части цилиндрической поверхности сектора, и упор, установленный на державку с возможностью взаимодействия с сектором, с целью повышения качества маркирования и надежности путем снижения динамических нагрузок, часть сектора, свободная от клейм, выполнена с упругой связью относительно его части с клеймами, при этом радиус части, свободной от клейм, больше радиуса части сектора с клеймами на величину глубины клеймения. Упругая связь между частями сектора образована за счет выполнения на боковой поверхности сквозного отверстия и открытого паза, связующего отверстие с цилиндрической поверхностью сектора (см. авторское свидетельство SU 1222349 А кл. В21С51/00).

Процесс маркирования осуществляется следующим образом. К обработанной детали при помощи суппорта станка подводят державку с сектором и клеймами. В момент касания сектора с вращающейся деталью при непрекращающейся подачи суппорта станка нарастает усилие в зоне касания сектора и детали. После того, как сила трения в зоне касания превышает силу двух пружин, сектор начинает разворачиваться вокруг оси, при этом продолжает перемещаться, а часть сектора за счет упругой связи состоящей из сквозного паза и отверстия начинает деформироваться в пределах упругой деформации. За счет возможности деформации части сектора сокращается усилие на подшипники шпиндельного узла станку. Часть сектора перед клеймом придает первоначальное вращение сектору для того, чтобы клейко вошло в контакт с деталью не из статического, а из динамического состояния. Клейма входят в контакт с деталью последовательно, при этом подача суппорта станка продолжается, из-за чего глубина оттиска каждого последующего клейма больше предыдущего. Часть сектора, куда крепятся клейма, выполнена меньшего диаметра для того, чтобы в контакт с деталью вступали только клейма, а образующая сектора не касалась образующей детали. Сектор разворачивается вокруг оси до упора в дно паза вилки державки, и удерживается в этом положении пружиной, точка крепления которой находится за центром вращения сектора. По завершению процесса маркирования, суппорт станка возвращает державку назад в исходное положение, при этом сектор попадает на неподвижный упор и разворачивается на оси пружинами до скоса ограничителя исходного положения сектора.

Недостатком данного инструмента для маркирования является: односторонне действие, т.е. при смене направления вращения детали необходима полная переналадка устройства. Кроме того отсутствует регулировка угла наклона клейма, что лишает возможность маркирования деталей с поверхностью винтовой формы например, цилиндрических винтовых пружин. Недостатком также является примененный способ фиксации сектора в крайних положениях при помощи пружины растяжения. Данный способ неприменим при маркировании деталей в горячем состоянии, т.к. усилие пластических деформаций в горячем состоянии значительно ниже, чем в холодном состоянии, и сила трения, возникающая при контакте сектора с деталью, необходимая для преодоления упругой силы пружин может привести к образованию наплывов на поверхности детали, что недопустимо.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение общего операционного времени производства изделия, возможность нанесения маркировки на поверхность винтовой формы с регулировкой угла наклона.

Задачей изобретения является создание устройства позволяющего наносить маркировку на опорные витки пружины непосредственно в момент ее навивки на навивочном станке, при этом маркировка должна располагаться вдоль оси опорного витка пружины на его наружной поверхности.

Предлагаемое устройство нанесения маркировки на опорные витки пружины может быть установлено непосредственно на навивочный станок. Конструкция обеспечивает простую переналадку при смене направления вращения изделия, а так же регулировку наклона клейма вдоль оси опорного витка пружины, кроме того позволяет регулировать положение клейма вдоль оси пружины в зависимости от диаметра прутка и шага опорного витка.

Суть технического решения подтверждается чертежами, на которых изображено:

- на фигуре 1 - устройство, вид спереди;

- на фигуре 2 - устройство, вид сверху по фигуре 1;

- на фигуре 3 - сечение А-А по фигуре 2;

- на фигуре 4 - сечение Б-Б по фигуре 3.

Устройство для нанесения маркировки на опорные витки пружины состоит из сектора маркировки 1, в который установлена ось 4, на которой крепится поворотная платформа 3, на которой установлено клеймо 2. При помощи винтов 5 поворотная платформа 3 поворачивается вокруг оси 4, что обеспечивает наклон клейма 2. Сектор маркировки 1 через вал 6 установлен в ползуне 7. На валу 6 установлен сегмент возврата 8, а на ползуне 7 - подпружиненный фиксатор 9 и ограничители 10. Ползун 7 может перемещаться по направляющей 11, при помощи привода 12. На направляющей 11 установлен упор 13, а сама направляющая 11 крепится к корпусу 14. На корпусе 14 установлен механизм регулировки 15, который соединен с направляющей 11. Корпус 11 так же может перемещаться вдоль продольной направляющей 16 механизмом регулировки 17. Направляющая 16 крепится к корпусу станка.

Устройство нанесения маркировки на опорные витки пружины, работает следующим образом: по команде системы управления навивочного станка привод 12 перемещает ползун 7 по направляющей 11 вперед. Сектор маркировки 1 касается опорного витка пружины. Пружина в этот момент вращается вместе с оправкой навивочного станка, и поворачивает сектор маркировки 1 с клеймом 2 и вал 6, которое накатывает маркировку на наружную поверхность опорного витка пружины, также в этот момент с валом 6 поворачивается сегмент возврата 8. При касании сектором маркировки 1 опорного витка пружины, привод 12 продолжает перемещать ползун 7 вперед, это позволяет создать постоянное усилие маркирования и компенсировать изменение геометрических размеров опорных концов пружины. По команде системы управления навивочного станка привод 12 перемещает ползун 7 по направляющей 11 назад. Сегмент возврата 8 упирается в упор 13 и поворачивает вал 6, который разворачивает сектор маркировки 1 с клеймом 2 в исходное положение, при этом упор 13 блокирует случайное смещение сектора маркировки 1 в течение времени ожидания следующего цикла срабатывания. Подпружиненный фиксатор 9 служит для предотвращения смещения сектора маркировки 1 при рабочем и обратном ходе ползуна 7. Для предотвращения перебега по углу поворота сектора маркировки 1 на ползуне 7 установлены ограничители 10. Механизм регулировки поперечный 15 служит для настройки положения сектора маркировки 1 на величину наружного диаметра опорного витка пружины. Механизм регулировки 17 служит для настройки положения клейма 2 в зависимости от диаметра прутка навиваемой пружины. Винты 5 служат для настройки угла наклона клейма 2 вдоль образующей винтовой линии опорного витка цилиндрической винтовой пружины. При смене направления навивки пружины необходимо переместить ползун 7 в рабочее положение, развернуть упор 13 на 180°, вернуть ползун 7 в исходное положение. Текст на клейме 2 выполняется выше образующей дуги сектора маркировки 1 на величину равной заданной глубине маркирования изделия.

Источник информации:

1. Авторское свидетельство SU 1222349 А кл. В21С51/00 02.10.84.

2. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. / М., Металлургия, 1976. - с. 353-354 с ил.

Claims

Устройство для нанесения маркировки на опорные витки пружины в горячем состоянии, содержащее корпус, установленный с возможностью перемещения посредством механизма регулировки по продольной направляющей, которая выполнена с возможностью закрепления на станке, ползун, расположенный с возможностью перемещения посредством соответствующего привода на направляющей, имеющей упор, причем указанная направляющая установлена на корпусе с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольной направляющей посредством поперечного механизма регулировки, сектор маркировки, установленный на валу, закрепленном на ползуне, с возможностью совместного поворота с валом, сегмент возврата, закрепленный на упомянутом валу с возможностью взаимодействия с упором, закрепленным на направляющей ползуна для обеспечения возврата сектора маркировки в исходное положение, при этом упомянутый упор имеет возможность разворота на 180°, подпружиненный фиксатор и ограничители поворота сектора маркировки, установленные на ползуне с возможностью ограничения перемещения сектора маркировки, и клеймо, установленное на поворотной платформе сектора маркировки, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом регулировки угла наклона клейма, обеспечивающим возможность поворота поворотной платформы на оси, закрепленной на секторе маркировки, в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота сектора маркировки.