способ изготовления стопорных колец

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТОПОРНЫХ КОЛЕЦ, включающий подачу ленты с циклически изменяющейся скоростью, гибку ленты на ребро путем пропускания между гибочными роликами и последующую отрезку кольца при остановке ленты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готового изделия путем получения стабильного радиуса гибки, после гибки при остановке ленты к внутренней поверхности кольца на расстоянии не меньшем, чем три ширины ленты от крайней верхней точки участка деформации, лежащей в центре одного из гибочных роликов, но не большем расстояния, равного половине наружного диаметра кольца от крайней нижней точки участка деформации, лежащей в центре второго гибочного ролика, прикладывают радиальное усилие, величина которого изменяется обратно пропорционально величине усилия гибки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стопорных колец из ленты на автоматах.

Известен способ изготовления изделий типа стопорных колец вырубкой из листовых заготовок.

Недостаток известного способа заключается в больших потерях металла в отходы.

Известен также способ изготовления стопорных колец на автоматах, включающий гибку ленты на ребро между роликами с циклически изменяющейся скоростью подачи ленты и последующую отрезку кольца с остановкой ленты.

Недостаток известного способа состоит в низкой точности колец из-за их овальности.

Целью изобретения является повышение точности изготовления колец.

Это достигается тем, что к внутренней поверхности кольца на расстоянии от очага деформации не меньшем, чем три ширины ленты, но не большем половины наружного диаметра кольца от линии, совпадающей с нижней кромкой подаваемой ленты, прикладывают радиальное усилие, циклически изменяющееся в диапазоне упругих свойств материала кольца в соответствии со скоростью подачи ленты от наименьшего значения в момент наибольшей скорости подачи ленты до наибольшего значения в момент остановки ленты.

На чертеже приведена схема процесса в начале цикла (после обрезки предшествующего кольца).

Способ осуществляется в автомате для навивки колец из ленты, который содержит неподвижные 1, 2 и подвижный (регулируемый) 3 ролики, Г-образный упор 4 и нож 5. Подвижный ролик 3 и Г-образный упор 4 снабжены механизмами 6 и 7 регулировки соответственно, которые размещены в сменной головке 8, смонтированной на станине автомата для навивки колец. Для удобства регулировки и изготовления оси механизмов 6 и 7 параллельны. Сменная головка 8 позволяет получать различные типоразмеры колец.

Способ осуществляется следующим образом. В начале цикла лента 9 участок ad кольца находятся в неподвижном состоянии. Участок ab кольца, соответствующий очагу деформации, в этот период времени (во время выстаивания ленты) находится под нагрузкой от сил упругой деформации инструмента.

В точке c на расстоянии от точки b не меньшем, чем три ширины S ленты, но не большем половины наружного диаметра кольца D от линии 1-1, совпадающей с нижней кромкой подаваемой ленты, прикладывают радиальное усилие P. Усилие P противодействует силам упругой деформации инструмента, предотвращает сближению роликов 1, 2 и 3 (уменьшение размера h) и пластическую деформацию участка ab во время выстаивания ленты.

В известном способе силы упругой деформации инструмента за время выстаивания ленты вызывают пластическую деформацию участка ab, уменьшение радиуса гибки (показано пунктиром на фиг. 1), и возникновение овальности кольца, поскольку время выстаивания ленты значительно (составляет 0,7-1,0 времени движения ленты), скорость деформации под действием упругих сил мала, а сопротивление деформации (зависящее от скорости деформации) материала кольца в этот период времени минимально.

При подаче ленты происходит гибка кольца между неподвижными 1, 2 и подвижным 3 роликами. По ходу процесса скорость подачи ленты резко возрастает (обусловлено высокой производительностью автоматов для навивки колец, например 40 колец в минуту), поэтому значительно увеличивается сопротивление деформации материала ленты и интенсивно растет технологическое усилие гибки. Увеличиваются упругие деформации инструмента, размер h и, следовательно, радиус гибки.

С увеличением радиуса гибки одновременно ослабевает контакт между кольцом и Г-образным упором 4, передающем усилие P, т.е. с увеличением усилия гибки сразу же снижается величина усилия P, что компенсирует влияние увеличения усилия гибки на размер h и обеспечивает стабильность радиуса гибки и размеров кольца.

При дальнейшей подаче ленты по мере завершения навивки кольца скорость подачи уменьшают, сопротивление деформации материала ленты снижается, уменьшается технологическое усилие, размер h и радиус гибки. Уменьшение радиуса гибки ведет к усилению контакта между кольцом и упором 4 и, следовательно, к увеличению усилия P, что компенсирует влияние уменьшения технологического усилия гибки на размер h. В известном же способе влияние изменения сопротивления деформации и, следовательно, технологического усилия гибки на размер h и стабильность размеров кольца при изменении скорости подачи ленты не компенсируется.

Таким образом, в предложенном способе стабильность радиуса гибки и размеров кольца обеспечивается как при выстаивании ленты, так и при увеличении и уменьшении скорости ее подачи. В процессе навивки кольца усилие P циклически изменяется от наименьшего значения P₁ при наибольшей скорости подачи ленты, до наибольшего значения P₂ при остановке ленты, в свою очередь значение усилия P₂ находится в диапазоне P₂^min P₂ P₂^max, где P₂^max - максимальная допускаемая величина усилия P₂, P₂^min - минимальная допускаемая величина усилия P₂. Величина P₂^max определяется упругими свойствами материала кольца. Если P₂ > P₂^max, то происходит пластическая деформация участка bc, снижение точности колец и повышенный износ инструмента - упора 4 и ролика 3. Величину P₂^max устанавливают экспериментально при наладке или аналитически по известным из сопротивления материалов формулам.

Величина P₂^min определяется точностью получаемых колец, ее устанавливают экспериментально при наладке регулировкой положения упора 4 следующим образом. Упор 4 с помощью механизма регулировки 7 смещают влево (на чертеже) на величину, обеспечивающую гарантированный зазор между упором 4 и внутренней поверхностью кольца. Затем заправляют ленту 9 в ролики 1, 2, 3 и в наладочном режиме получают часть кольца большую участка ad, после чего производят отрезку торцового участка кольца ножом 5.

Далее перемещая механизмом регулировки 7 упор 4 вправо, приводят его в соприкосновение с внутренней поверхностью кольца, а при дальнейшем перемещении упруго изгибают участок bc. Изменяя величину упругого перемещения кольца изменяют усилие P. Затем на автоматическом ходу получают несколько колец (2-3 шт.) и измеряют их размеры. При необходимости корректируют величину перемещения и, следовательно, усилия P.

Если P₂ < P₂^min, то происходит гибка участка ab во время выстаивания ленты от сил упругой деформации инструмента, что ведет к снижению точности колец.

Положение места приложения усилия P (точки c) обусловлено следующими ограничениями. Если усилие P прикладывать на расстоянии L от линии I-I, превышающем половину наружного диаметра D кольца, то снижается положительный эффект от приложения усилия P, поскольку появляется вертикальная составляющая усилия, способствующая увеличению размера h, а при L = 1,0 D эффект от приложения усилия P (показано пунктиром) будет отрицательным. Приложение усилия на расстоянии меньшем трех S не представляется возможным из-за контруктивных ограничений размеров деталей 2, 3 и 4.

После перемещения ленты на величину, равную длине окружности кольца по нейтральной линии, подачу прекращают. Оформленное кольцо отрезают ножом 5, который на чертеже условно показан развернутым в вертикальной плоскости на 90^о. Затем цикл повторяют.

Предложенный способ реализован в производственных условиях. Кольца получают на автомате для навивки стопорных колец. Используют плющенную стальную ленту (сталь 65Г) шириной 7 мм и толщиной 2,5 мм, соответствующую ГОСТ 10234-77.

Радиальное усилие P к внутренней поверхности кольца прикладывают на расстоянии 50 мм от линии, соответствующей нижней кромке подаваемой ленты, что соответствует расстоянию 25 мм от очага деформации, при этом упругое перемещение кольца в точке приложения усилия назначают равным 3,0 мм. Получают кольца с наружным диаметром 116_-0,54^+1,06 мм. Контроль показал пригодность всех 100% колец, тогда как при известном способе имеет место значительный брак вследствие овальности.

Таким образом, за счет того, что к внутренней поверхности кольца на расстоянии от очага деформации не меньшем чем 3 ширины ленты, но не большем половины наружного диаметра кольца от линии, совпадающей с нижней кромкой подаваемой ленты, прикладывают радиальное усилие, циклически изменяющееся в диапазоне упругих свойств материала кольца в соответствии со скоростью подачи ленты от наименьшего значения в момент наибольшей скорости подачи ленты до наибольшего значения в момент остановки ленты.