SU1424930A1 - Многопозиционный автомат дл холодной объемной штамповки изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холодной и объемной штамповкой изделий типа гаек. Цель - повышение надежности, экономичности и производительности. Автомат дл  холодной объёмной штамповки изделий содержит смонтированные на станине привод, инструментальные блоки, приводные исполнительные механизмы . Привод каждого из механизмов выполнен в виде шарнирного четырех- звенника, на ведомом звене которого жестко закреплен рычаг с шестерн ми и кривошипами. Шестерни наход тс  в зацеплении с зубчатыми секторами, закрепленными на станине через клиновые прокладки. Механизмы объединены попарно в блоки с общим дл  каждого механизма зубчатым сектором Одна из шестерен каждого объединенного в- блок механизма смонтирована с возможностью зацеплени  с общим зубчатым сектором блока, В процессе работы о автомата попарно сблокированные ис- полнительные механизмы обеспечивают требуемое взаимодействие каждого механизма по циклу и надежность работы автомата в целом, 4 з.п.ф-лы, 9 ил. (Л

Description

4

to

4

со со

11/424930

Изобретение относитс  к обработке {металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холодной Объемной штамповкой изделий тапа JraeK,

Цель .изобретени  - повышение на- 1дежности, экономичности и производи- {тельности автомата.

На фиг о 1 изображена кинетическа 

10

схема автомата; на фиг. 2 - А на

фиг. 1; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг, 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 5 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. б - разрез Г-Г на фиг, 1; на ФИГ о 7 - разрез Д-Д на фиг, 1; на фиг, 8 - кинематическа  схема механиз- а выталкивани  и подачи в объемном Измерении; на фиг. 9 - циклограмма взаимодействи  исполнительных меха- 20 шзмов автомата.

I Автомат дл  холодной объемной штамповки содержит станину 1 (показана /словно), на которой смонтирован при50Д , состо ний из электродвигател  2, 25 жение такой же по структуре механизм.

ющими, жестко закреплен1гыми на станине 1, служат, например, две трубы 29, на которых через втулки 30 установлена каретка 28, На станине 1 за- креп-нена рейка 31, котора  может регулироватьс  в продольном и поперечном направлени х (не показано), В зацеплении с рейкой наход тс  шестерни 32, закрепленные на ос х 33, смонти- С ованных в подпипниках 34. На другом конце осей 33 выполнен кривошип 35, величина радиуса которого определ етс  необходимостью отведени  гаек (не 15 показаны), при переносе от блока 36 матриц. С кривошипами 35 соединены с возможностью регулировки подпружиненные относительно друг друга пружинами 37 палыЦ) 38.

Параллельно с механизмом 12 переноса смонтирован механизм 13 отрезки, который имеет привод от того же, что и механизм переноса 12 вала 14 с кривошипом 39, который приводит в двииередающего через ременную пер едачу 3 движеьше на маховик 4 и через зубчатую передачу 5 на главньй исполнитель- :г1ый механизм, в который входит колен- чатьш вал 6, шатун 7 и ползун 8 с за- 30 репленигым на нем боком 9 пуансонов, Эт коленчатого вала 6 движение передаетс  через зубчатую передачу 10 на продольный вал 11, от которого осуМеханизм состоит из шарнирного четьрех звенника с рычагами 40-42 и св занных с последним шестерен 43, которые вход т в зацепление с зубчатыми секторами 23 и 24 и имеют кривошипы 44, св занные т гой 45 через палец 46 с.ползуном-ножом 47, смонтированным в направл ющих станины 1. От продольного вала 11 движение передаетс  коничес0

0

ющими, жестко закреплен1гыми на станине 1, служат, например, две трубы 29, на которых через втулки 30 установлена каретка 28, На станине 1 за- креп-нена рейка 31, котора  может регулироватьс  в продольном и поперечном направлени х (не показано), В зацеплении с рейкой наход тс  шестерни 32, закрепленные на ос х 33, смонти- С ованных в подпипниках 34. На другом конце осей 33 выполнен кривошип 35, величина радиуса которого определ етс  необходимостью отведени  гаек (не показаны), при переносе от блока 36 матриц. С кривошипами 35 соединены с возможностью регулировки подпружиненные относительно друг друга пружинами 37 палыЦ) 38.

Параллельно с механизмом 12 переноса смонтирован механизм 13 отрезки, который имеет привод от того же, что и механизм переноса 12 вала 14 с кривошипом 39, который приводит в двиМеханизм состоит из шарнирного четьрех- звенника с рычагами 40-42 и св занных с последним шестерен 43, которые вход т в зацепление с зубчатыми секторами 23 и 24 и имеют кривошипы 44, св занные т гой 45 через палец 46 с.ползуном-ножом 47, смонтированным в направл ющих станины 1. От продольного вала 11 движение передаетс  коничес

ществл етс  привод механизма 12 паре- г зубчатой передачей 48 на вал 49

носа и механизма 13 отрезки. Привод механизма переноса содержит вал 14, например, коленчатого типа, смонтиро- : анньй в станине 1 автомата. От кримеханизма 50 подачи и выталкивателей 51. Кинематические схемы приводов ме ханизмов выталкив,ателей 51 и механиз ма 50 подачи, так же как и механиз: ошипа 15 привод тс  в движение рыча- о мов переноса 12 и отрезки 13, выпол и 16 и 17 шар1шрного четьфехзвенниКа , С концом рычага 17 жестко св зан

})ычаг 18, на конце которого на оси 19

монтированы шестерни 20, несущие

йривошип 21р ось которого расположе а на начальной окружности шестерен

20, а радиус кривошипа 21 в три раза

меньше длины рычага 18, Шестерни 20

наход тс  в зацеплении с зубчатым

сектором 22, 23   блока привода парал л ельных исполнительных механизмов

(в данном случае механизма переноса

и механизма отрезки). Секторы 22-24

закреплены на станине 1 автомата через

радиально клиновые прокладки 25, Криз ошип 21 соединен т гой 26 посредством пальца 27 с кареткой 28 облегченного типа, смонтированной в направ- лтощих станины 1 автомата, Направл  вены по одной схеме. От приводного вала 49 через кривопшпы 52 и 53 движение передаетс  соответственно через рычаги 54-59 на шестерни 60 и 61, име дс юш;ие кривошипы 62 и 63, Последние т гами 64 и 65 через пальцы 66 и 67 св заны соответственно с поступательно перемещающимис  толкател ми 68 и кареткой 69 с расположенными на ней захватными органами 70 дл  удержани  подаваемого материала 71 известной конструкции и принципа действи . Шестерни 60 и 61 св заны зацеплением с зубчатыми секторами 72-74, закрепленными на станине 1 через радиально- клиновые прокладки 75

В св зи с тем, что механизмы выталкивателей 51 и подачи 50 расположены параллельно, они попарно сблоки зубчатой передачей 48 на вал 49

механизма 50 подачи и выталкивателей 51. Кинематические схемы приводов механизмов выталкив,ателей 51 и механизма 50 подачи, так же как и механиз вены по одной схеме. От приводного вала 49 через кривопшпы 52 и 53 движение передаетс  соответственно через рычаги 54-59 на шестерни 60 и 61, име- с юш;ие кривошипы 62 и 63, Последние т гами 64 и 65 через пальцы 66 и 67 св заны соответственно с поступательно перемещающимис  толкател ми 68 и кареткой 69 с расположенными на ней захватными органами 70 дл  удержани  подаваемого материала 71 известной конструкции и принципа действи . Шестерни 60 и 61 св заны зацеплением с зубчатыми секторами 72-74, закрепленными на станине 1 через радиально- клиновые прокладки 75

В св зи с тем, что механизмы выталкивателей 51 и подачи 50 расположены параллельно, они попарно сблокированы , также как и механизмы переноса 12 и отрезки 13. При этом кажда  пара шестерен 60 и 61 находитс  в посто нном зацеплении с зубчатыми секторами 73, 74 и 73, 72 соответственно , т.е. и шестерн  60 механизма выталкивател  51, и шестерн  61 механизма 50 подачи наход тс  в задеплении с общим дл  них зубчатым секто- ю тельного механизма (крива  76). Одром 73. Так как выталкивание осущест- новременно через зубчатую передачу 10 вл етс  из всех матриц матричного блока 36, то дл  других позиций выталкивателей 51 используютс  также

движение передаетс  на приводы всех исполнительных механизмов, а именно, на механизм 12 переноса, механизм 13 общие зубчатые секторы, т.е. позиции is отрезки, механизм 50 подачи и меха- выталкивателей 51 объединены в блоки. низм 51 выталкивателей. Поскольку Например, зубчатьй.сектор 74  вл етс  принципиальна  схема приводов испол- общим дл  первых двух позиций вытал- нительных механизмов одинакова, рас- кивани  и с ним в зацеплении наход т- смотрим работу одного из механизмов, с  шестерни 60 привода обоих толкате-20 например, механизма 12 переноса. Пред- лей 68.положим, что вал 14 вращаетс  вместе Дл  обеспечени  жесткости механиз- с кривошипом 15 в направлении стрел- мов шестерни 20, 43, 60, 61 соедине- ки Е. При этом кривошип 15 перемеща- ны ос ми 19 и кривошипами 21, 44, 62, етс  по окружности, но перемещени  63, которые жестко закреплены в шее- 25 рычагов 17 и 18 незначительны. Ось 19,

расположенна  на конце рычага 18, и кривошип 21, расположенньпЧ в шестерн х 20, в рассматриваемый период дви- жeшi  размещены почти на одной пр - 30 мой, поэтому незначительные качани  рычага 18 компенсируютс  движением

терн х без возможности углового или осевого смещени . При этом рычаги, например, 56 или т ги, например, 65, выполнены вильчатыми.

Дп  обеспечени  возможности осевой подачи материала 71 и сохранени  циклограммы работы механизма ось пальца соединени  т ги 65 с кареткой 69 смещена относительно центральной оси механизма

() S длина т ги 65 1

обкатки шестерни по зубчатому сектору 22. В результате этого кривошип 21 сохран ет свое положение, а каретка

, например, на величину Н 28 выстаивает в заднем крайнем положении , выдержива  пальцы 38 на позици х штамповки.

При дальнейшем вращении вала 14 рычаги 17 и 18 поворачиваютс , в ре R -Jp ( Ч) где R - радиус начальной окружности зубчатого секто- зультате шестерн  20, враща сь на

ра 73, а коэффициенты р и q определ - оси 19, откатываетс  по зубчатому сёкютс  в зависимости от угла 0

MOIKC

потору 22о Кривошип 21 при этом совер- щает сложное движение, которое складываетс  из перемещени  оси 19 по ок-

ворота рычага 59 при выстаивании каретки 69

Р 0макс 2.08 - мо-кс (0,48 + -. 0,28490,,; )|

Sp-sin Эмокс + 3sin 20MaKc 8(1 - cos е„о„с )

На циклограмме работы автомата дл  холодной объемной штамповки приведены графики перемещений главного .исполнительного механизма ползуна 8 автомата (крива  76), перемещений каретки 69 механизма 50 подачи (крива  77), перемещений отрезного ползуна-ножа 47 (крива  78), перемещений

тору 22о Кривошип 21 при этом совер щает сложное движение, которое скла дываетс  из перемещени  оси 19 по о

45 ружности, радиус которой равен длин рычага 18 и вращательного движени  1фивошипа 21 относительно оси 19 пр откатывании шестерни 20 по зубчатом сектору 22. Поскольку радиус кривош па 21 в три раза меньше длины рычаг 18, то кривошип перемещаетс  по алг раической кривой, называемой астроидой .

За период движени  кривошипа 21

eg по траектории происходит его переме щение, а вместе с ним и каретки 28 в горизонтальном направлении на величину хода каретки 28 о В период дв

50

каретки 28 механизма 12 переноса (кри- жени  кривошипа 21 по траектории з

ва  79) и перемещений толкателей 68 механизмов 5 выталкивани  (крива  80),

Автомат работает следующим обра- зом„

При включенном приводе движение передаетс  на ползун 8, которьй перемещает блок 9 пуансонов в соответствии с параметрами главного исполнитору 22о Кривошип 21 при этом совер- щает сложное движение, которое складываетс  из перемещени  оси 19 по ок-

45 ружности, радиус которой равен длине рычага 18 и вращательного движени  1фивошипа 21 относительно оси 19 при откатывании шестерни 20 по зубчатому сектору 22. Поскольку радиус кривошипа 21 в три раза меньше длины рычага 18, то кривошип перемещаетс  по алгебраической кривой, называемой астроидой .

За период движени  кривошипа 21

eg по траектории происходит его перемещение , а вместе с ним и каретки 28 в горизонтальном направлении на величину хода каретки 28 о В период дви50

происходит период выстаивани  карет- йи 28 в переднем положении, так как Крива  3 характерна тем, что очень близка к окрз жности, центр которой лежит на центральной горизонтальной сои механизма, на которой расположен палец 27 соединени  каретки 28 Q т гой 26, а длина т ги 26 выбирает10

с  равной радиусу этой окружности Ьыстаивание каретки 28 в крайнем переднем положении происходит и при обратном движении кривошипа 21 по т раектории з Только после выхода Йривошипа 21 на траекторию ж начина- 15 тс  движение каретки 28.назад. Это ПРОИСХОДИТ потому, что кривошип 15 4ала 14 при своем вращении начинает Обратное движение рычагов 17 и 18.

Следовательно, при вращении вала 1j4 за счет выбора размеров звеньев цривода и взаимного положени  этих Э|веньев на каретке 28 получаем тра- Яуемьй закон движени  с выстаиванием

1А2А9306

вые 77 и 80), а именно,рабочий пр мой ход, обратный ход и выстаивание, В этом случае, использу  такие же зубчато-рычажные механизмы, как и в механизмах переноса и отрезки, регулировками , предусмотренными в системе механизмов, устанавливают одно положение выстаивани  за счет перемещени  кривощипов 62 и 63 при их движении по ветв м астроиды И и К, При зтом в механизме 51 вьп алкивателей т гп 64 работает при пр мом ходе на раст жение , тогда как во всех остальных ме-. ханизмах т ги 26, 45, 65 работают при пр мом рабочем ходе на сжатие. Во всех попарно сблокированных исполнительных механизмах шестерни смонтированы на ос -х и кривошипах попарно. При этом в каждом блоке, например, механизмов переноса 12 и отрезки 13 сдвоенные шестерни наход тс  в зацеплении одна, например, 20 нпк 43 соответственно с боковым

20

к}аретки 28 в крайних переднем и зад- 25 зубчатым сектором 22 или 24, а другие

ней положени х (крива  79). Кроме того , в св зи с тем, что пальцы 38 рас положены на кривошипах 35, то при перемещении каретки 28 относительно

шестерни 20 и 43 - с общим центральным зубчатым сектором 33. Поскольку зубчатые секторы 22-24 установлены на станине 1 через радиально-клиновые

35

40

рейки 31, жестко закрепленной на ста-JQ прокладки 25, то их смещением можно кине 1, происходит обкатывание щес- терен 32 по рейке 31. При этом с началом движени  пальцев 38 с гайками происходит отвод их от матричного блока 36, поворот на 180 и подвод к другой позиции матричного блока 36, I Правильное взаимодействие главно- г)о исполнительного механизма-ползуна 8 и механизма переноса - каретки 28 lie гцгклограмме обеспечиваетс  смеще- йием кривошипа 15 относительно криво- п|ипа главного вала 6.

Как видно из циклограммы, период работы механизма отрезки - ползуна - Ножа 47 незначительно отличаетс  от периодов работы механизма переноса. I aKoe смещение периодов работы одного механизма относительно периодов работы дрзггого может бьггь достигнуто смещением, например, кривошипа 39 от- л йосительно кривошипа 15 на валу 14 И регулировкой длин рычагов шарнирного четьфехзвенника Условно механизм регулировки показан на рычагах 16, 17, 54, 57 и кривошипах 15, 39, 52, 53о

Особенностью работы механизмов подачи 50 и выталкивателей 51  вл етс  наличие трех периодов их работы (кри45

выбрать зазоры в зубчатом .зацеплении и обеспечить высокую точность позиционировани , исполнительных органов 28, 47, сблокированных механизмов 12 и 13, а также и всех других испол нительных механизмов. При этом за счет соединени  шестерен в блоки с помощью осей и кривошипов блоки шестерен обладают высокой жесткостью и точностью положений.

Таким образом, в автомате дл  холодной объемной штамповки гаек каретка механизма переноса перемещаетс  в одной плоскости, а исполнительные механизмы выполнены по единой схеме, что позвол ет повысить позиции автомата и сокращает число изготавливаемых при производстве автомата деталей. Требующиес  дл  различных испол 1штельных механизмов детали взаимозамен емы, следовательно, их производство может быть организовано как серийное и крупносерийное. Эт позвол ет резко сократить затраты на изготовление механизмов и автомата .в целом. При этом исполнительные механизмы обеспечивают требуемое взаимодействие по циклу, а за счет кине матических характеристик снижают ине

зубчатым сектором 22 или 24, а другие

шестерни 20 и 43 - с общим центральным зубчатым сектором 33. Поскольку зубчатые секторы 22-24 установлены на станине 1 через радиально-клиновые

5

0

Q прокладки 25, то их смещением можно

л

5

выбрать зазоры в зубчатом .зацеплении и обеспечить высокую точность позиционировани , исполнительных органов 28, 47, сблокированных механизмов 12 и 13, а также и всех других испол-. нительных механизмов. При этом за счет соединени  шестерен в блоки с помощью осей и кривошипов блоки шестерен обладают высокой жесткостью и точностью положений.

Таким образом, в автомате дл  холодной объемной штамповки гаек каретка механизма переноса перемещаетс  в одной плоскости, а исполнительные механизмы выполнены по единой схеме, что позвол ет повысить позиции автомата и сокращает число изготавливаемых при производстве автомата деталей. Требующиес  дл  различных испол 1штельных механизмов детали взаимозамен емы, следовательно, их производство может быть организовано как серийное и крупносерийное. Это позвол ет резко сократить затраты на изготовление механизмов и автомата .в целом. При этом исполнительные механизмы обеспечивают требуемое взаимодействие по циклу, а за счет кинематических характеристик снижают инерционные нагрузки в элементах автомата и повышают точность позиционировани  , так как в их приводе использованы замкнутые кинематические пары, которые в отличие от кулачковьк приводов повышают плавность работы и исключают ударные нагрузки.

Claims (5)

1. Многопозиционный автомат дл  холодной объемной штамповки изделий, содержаищй станину с расположенными на ней приводог, инструментальными блоками, приводными исполнительными механизмами подачи материала, отрезки заготовок, их переноса с одной позиции штамповки на другую, выталкивани  изделий, отличающий- с   тем, что, с.целью повышени  надежности , экономичности и производительности автомата, исполнительные механизмы объединены попарно в блоки, при этом привод каждого из механизмов вьшолнен в виде шарнирного четы- рехзвенника, на ведомом звене которого жестко закреплен рычаг с шестерн ми и кривошипом, зубчатьк секторов.

закрепленных на станине и т ги с ис-зо носа заготовок с одной позиции пггамполнительным органом, св занной с шестерн ми, причем радиус кривошипа расположен на начальной окружности каждой из шестерен и в три раза меньше длины рычага, а длина т ги равна Традиусу траектории кривошипа, центр

,Х1 Х X, , , .

г,

Физ.1

49308

которой расположен на оси соединени  т ги с исполнительным органом, при этом исполнительные механизмы объединены попарно в блоки с общим дл  каждого механизма зубчатым сектором, а одна из шестерен каждого попарно объединенного в блок механизма смонтирована с возможностью зацеплени  с общим зубчатым сектором блока.

2о Автомат по п. 1, отличающийс  тем, что зубчатые секторы снабжены средствами регулировки положени , выполненными в виде клиновых прокладок.

10

15

3. Автомат по пп. 1 и 2, о т л ичающийс  тем, что шестерни каждого из механизмов соединены между собой ос ми и кривошипа:ми, при

2Q этом рычаги или т ги выполнены вильчатыми .

4 о Автомат по пп. 1-3, отличающийс  тем, что исполнительный орган механизма подачи мате-

25 риала соединен с т гой посредством пальца, ось которого смещена относительно центральной оси механизма.

5. Автомат по п. 1, отличающий с   тем, что механизм пере

повки на другую выполнен в виде каретки с захватами, св занными шестерн ми с рейкой, закрепленной на станине , при этом захваты смонтированы на эксцентричных относительно оси шестерен пальцах.

«

28

i

||

3S7 1

1424930

ВидА

зг

29

Ю

1А

HD

40

аТ

аь

Тп

iPiH

Фиг, 2

Б В 22

/5

tf

4

5

иг

Фиг. в

63

та 67

fz

78 79

7S

А

77

V b

Фиг. 9