устройство для изготовления изделий с несколькими изгибами в горизонтальной плоскости и прогибом в вертикальной плоскости

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления изделий с несколькими изгибами в горизонтальной плоскости и прогибом в вертикальной плоскости, содержащее нижнее основание, закрепленную на нем матрицу, верхнее основание с ползуном и закрепленным на нем с возможностью взаимодействия пуансоном для обеспечения прогиба прутковой заготовки в вертикальной плоскости, формообразующие элементы и механизм выгрузки готового изделия, отличающееся тем, что оно снабжено упорами, установленными в сквозных отверстиях нижнего основания в соответствии с геометрией готового изделия и имеющими возможность взаимодействия с прутковой заготовкой и опускания, при этом упоры, предназначенные для взаимодействия с прутковой заготовкой при ее последнем изгибе, размещены в матрице, формообразующие элементы выполнены в виде шарнирно связанных протяженных пластин, установленных с возможностью взаимодействия с прутковой заготовкой, обеспечения ее изгиба в горизонтальной плоскости и возвратно-поступательного перемещения в горизонтальных направляющих, размещенных на нижнем основании, а механизм выгрузки готового изделия выполнен в виде штанги с приводом с возможностью прижима заготовки к упорам.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно предназначено для изготовления клемм рельсового скрепления.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что протяженные пластины расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что протяженные пластины размещены по разные стороны относительно поперечной оси нижнего основания.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что протяженные пластины расположены симметрично.

6. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждая протяженная пластина выполнена прямоугольной.

7. Устройство по любому из пп. 1, 2 и 6, отличающееся тем, что ширина каждой протяженной пластины составляет 2, 5. . . 3 диаметра прутковой заготовки.

8. Устройство по любому пп. 1, 2 и 6, отличающееся тем, что торцевая сторона каждой протяженной пластины, обращенная к заготовке, выполнена изогнутой по дуге окружности.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что сторона каждой протяженной пластины, изогнутая по дуге окружности, имеет канавку с радиусом, соответствующим радиусу заготовки.

10. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что упоры расположены вдоль заготовки симметрично поперечной оси нижнего основания.

11. Устройство по любому из пп. 1, 2 и 10, отличающееся тем, что каждый из упоров выполнен в виде пальца, ось симметрии которого перпендикулярна нижнему основанию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов под давлением, в частности к устройствам для пространственной гибки прутков, и может быть использовано для изготовления изделий сложной конфигурации, в том числе клемм рельсового скрепления.

Известно большое число устройств для изготовления изогнутых изделий из заготовок в виде металлопроката.

Известен гибочный станок, содержащий в качестве основных элементов неподвижный гибочный шаблон, механизм зажима заготовки, узел гибки с гибочным роликом, установленные на основании (а.с. СССР 627885, кл. В 21 Д 5/00, публ. 1978 г., а.с. СССР 963610, кл. В 21 Д 9/05, публ. 1982 г.).

Известно устройство для гибки труб, содержащее станину, гибочный узел в виде установленного на ползуне приводного гибочного элемента, двух опорных роликов, размещенных на осях с возможностью перемещения относительно друг друга и поворотных упоров (а.с. СССР 965549, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1982 г. ).

Известна гибочная машина, в которой металлический пруток изгибается между гибочными роликами (а.с. СССР 944709, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1982 г.).

В патенте США 5315852, кл. В 21 Д 7/04, публ. 1994 г. описана конструкция устройства для гибки труб, которая обеспечивает взаимодействие внутренней поверхности трубы с гибочной матрицей. Для гибки изделия осуществляют вращение прижима и гибочной матрицы.

Известно устройство, обеспечивающее автоматическую гибку на определенный угол заготовки, основными элементами которого являются опорный и нажимной башмак для удерживания заготовки и матрицы с целью осуществления операции гибки при вращении матрицы вокруг оси (патент США 5275031, кл. В 21 Д 7/04, публ. 1994 г.).

Известно устройство для гибки, содержащее установленные на станине оправку, узел гибки с гибочным роликом и копир (а.с. СССР 956097, кл. В 21 Д 7/022, публ. 1982 г.).

Указанные устройства имеют ограниченные технологические возможности и не обеспечивают гиб в различных плоскостях.

Известны штампы для гибки изделий из проволоки (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке, М.-Л.: Машгиз, 1959 г., патент США 5313814, кл, В 21 Д 5/04, публ. 1993 г., заявка Японии 5-36131, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1993 г., а.с. СССР 1755998, 1766556, кл. В 21 Д 7/02, публ.1992 г.).

Однако в таких штампах невозможно осуществлять гибку изделий сложной конфигурации в двух плоскостях, что снижает производительность, так как требуется использовать несколько штампов в зависимости от формы готового изделия. Это, в свою очередь, значительно повышает энергетические и технологические затраты.

Известны устройства для пространственной гибки (а.с. СССР 1538952, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1990 г., а.с 1015969, кл. В 21 Д 15/06, публ. 1983 г., а.с. 1632588, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1991 г., полезная модель 12536, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1999 г. , заявка на изобретение 97107510/02, кл. В 21 Д 7/06, публ. 1999 г.).

В а.с СССР 959869, кл В 21 Д 7/02, публ. 1982 г. описан штамп для получения деталей Y и Г-формы, содержащий установленный на верхней плите пуансон и установленную на нижней плите матрицу в виде поворачивающихся вокруг своей оси роликов.

Устройство согласно а. с. СССР 1680407, кл. В 21 Д 7/02, публ. 1991 г. содержит основание, гибочные элементы с формирующими и гибочными ложементами. Количество гибочных элементов определяется количеством гибов детали, которые осуществляют гиб в горизонтальном и вертикальном направлениях.

В заявке РФ 97107510/23, кл. В 21 Д 7/06, публ. 1999 г. изготовление деталей из прутка, имеющих пространственную форму, происходит путем последовательной гибки с передачей предварительно изогнутой заготовки на позицию окончательной гибки при обратном ходе подвижной плиты штампа.

Перечисленные устройства обладают низкой производительностью и требуют больших энергетических и трудовых затрат.

Прототипом предлагаемого изобретения по наибольшему числу конструктивных признаков выбрано устройство, изложенное в а.с. СССР 1015963, кл. В 21 Д 7/00, публ. 1983 г.).

Штамп для гибки изделий из проволоки состоит из неподвижной и подвижной плит, составной матрицы, выполненной в виде закрепленного на неподвижной плите параллелепипеда и соединенного с ним подвижного параллелепипеда, закрепленных на подвижной плите гибочного и обрезного пуансонов, механизмы подачи заготовки и выгрузки готового изделия. При движении подвижной плиты с гибочным пуансоном в нижнее положение происходит гибка куска проволоки с приданием ему v-образной формы. Подвижный параллелепипед составной матрицы поворачивается на некоторый угол, разводя на этот же угол концы проволоки v-образной формы.

Основным недостатком устройства, выбранного за прототип, является низкая производительность, обусловленная тем, что в одном штампе невозможно изготовить изделие сложной конфигурации, в частности W-образной формы. Для этого требуется несколько штампов в зависимости от формы готового изделия. Указанный недостаток ведет к значительным энерго- и трудозатратам, необходимости использования больших производственных помещений, что влияет на стоимость готового изделия.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в разработке конструкции, позволяющей изготовить изделия пространственной формы с несколькими изгибами в горизонтальной плоскости и прогибом в вертикальной плоскости, в частности W-образной формы клеммы рельсового крепления, в одном устройстве и обладающей при этом высокой производительностью, низкими энерго- и трудозатратами, простотой изготовления готового изделия.

Сущность изобретения заключается в том, что предложено устройство, содержащее нижнее основание, закрепленную на нем матрицу, верхнее основание с ползуном и закрепленным на нем с возможностью взаимодействия пуансоном для обеспечения прогиба прутковой заготовки в вертикальной закрепленной на нижнем основании матрицей и обеспечивающим прогиб в вертикальной плоскости, формообразующие элементы и механизм выгрузки готового изделия, которое, согласно изобретению, снабжено упорами, установленными в сквозных отверстиях нижнего основания в соответствии с геометрией готового изделия и имеющими возможность взаимодействия с прутковой заготовкой и опускания, при этом упоры, предназначенные для взаимодействия с прутковой заготовкой при ее последнем изгибе в матрице, формообразующие элементы выполнены в виде шарнирно связанных с приводными механизмами протяженных пластин, установленных с возможностью взаимодействия с прутковой заготовкой, обеспечения ее изгиба в горизонтальной плоскости и возвратно-поступательного перемещения в горизонтальных направляющих, размещенных на нижнем основании, а механизм выгрузки готового изделия выполнен в виде штанги с приводом с возможностью прижима заготовки к упорам.

В частном варианте устройство предназначено для изготовления клемм рельсового скрепления.

В частном варианте протяженные пластины расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.

В частном варианте протяженные пластины размещены по разные стороны относительно поперечной оси нижнего основания.

В частном варианте протяженные пластины расположены симметрично относительно поперечной оси нижнего основания.

В частном варианте каждая протяженная пластина выполнена прямоугольной.

В предпочтительном варианте ширина каждой протяженной пластины составляет 2,5...3 диаметра прутковой заготовки.

Целесообразно торцевую сторону каждой протяженной пластины, обращенной к прутковой заготовке, выполнить изогнутой по дуге окружности (овальной).

В частном варианте сторона каждой протяженной пластины, изогнутой по дуге окружности, имеет канавку с радиусом, соответствующим радиусу заготовки.

В частном варианте упоры расположены вдоль прутковой заготовки симметрично поперечной оси нижнего основания.

В частном варианте каждый из упоров выполнен в виде пальца, ось симметрии которого перпендикулярна нижнему основанию.

Протяженные пластины, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения по горизонтальным направляющим нижнего основания, позволяют осуществлять изгибание заготовки в момент взаимодействия (удара) с последней.

Расположение протяженных пластин относительно поперечной оси нижнего основания и относительно друг друга (для поочередного и попарного взаимодействия с заготовкой) зависит от формы готового изделия. Так, для изготовления клемм рельсового скрепления протяженные пластины размещены во взаимно перпендикулярных плоскостях симметрично поперечной оси нижнего основания, причем два из них - вдоль прутковой заготовки, а четыре - в перпендикулярной плоскости. Такое расположение позволяет осуществить первоначальный изгиб концевых участков заготовки с образованием П-формы, затем изгиб в плоскости, перпендикулярной плоскости предыдущего изгиба, и последующий изгиб среднего участка заготовки.

Число протяженных пластин зависит от количества изгибов в горизонтальной плоскости и формы готового изделия.

Выполнение формообразующих элементов в виде протяженных пластин преимущественно прямоугольной формы обеспечивает изгиб за счет кратковременного взаимодействия формообразующих элементов с заготовкой, т.е. удара, всей поверхностью элемента.

Указанный принцип взаимодействия отличает предлагаемую конструкцию от широко используемых гибочных валковых и роликовых машин с использованием гибочных шаблонов и поворотных упоров, в которых взаимодействие элементов в момент изгиба происходит в одной точке.

Предлагаемая форма выполнения формообразующих пластин обеспечивает высокую производительность устройства.

Соотношение между шириной каждой протяженной пластины и диаметром прутка заготовки, равное 2,5. . . 3:1 соответственно, влияет на надежность работы предлагаемой конструкции. При соотношении, меньшем 2,5:1, пластина может изогнуться, что приведет к неработоспособности конструкции.

Выполнение стороны формообразующего элемента, обращенного к заготовке, изогнутой по дуге окружности, обеспечивает качественное изготовление требуемой формы изделия.

Расположение упоров на нижнем основании с возможностью их вертикального перемещения, т.е. опускающимися, позволяет изготавливать изделия с несколькими изгибами в горизонтальной плоскости и создает условия для осуществления операции прогиба в вертикальной плоскости за счет пуансона, взаимодействующего с матрицей, закрепленной на нижнем основании, в одном устройстве.

Сочетание формообразующих элементов, совершающих возвратно-поступательное движение в горизонтальных направляющих, и опускающихся упоров позволило всей совокупности признаков в одном устройстве осуществить ряд операций, тем самым повысить эффективность изготовления изделий, в частности клемм рельсового крепления.

По существу, используя одну конструкцию, удалось осуществить несколько изгибов в различных плоскостях.

Данное устройство относительно просто в реализации и эффективно при изготовлении изделий сложной конфигурации.

Выполнение механизма выгрузки готового изделия (сталкивателя) в виде штанги с приводом определяет другую функцию данного элемента, а именно функцию обеспечения прижима заготовки к упорам. Механизм выгрузки позволяет добиться точности размещения заготовки на нижнем основании, обеспечивая симметричность изделия, т. е. высокое качество готовой продукции, в частности клемм сложной конфигурации.

Совмещение операций гиба в двух плоскостях в одном устройстве значительно повышает производительность процесса изготовления изделий, в частности клемм рельсового крепления, снижает энергетические затраты в виду того, что не требуется устанавливать несколько штампов.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлена конструкция устройства:

на фиг.1 - общий вид;

на фиг.2 - общий вид, разрез А-А;

на фиг. 3 - схема формовки клеммы рельсового крепления W-образной формы (технологические переходы).

Устройство для изготовления изделия с несколькими изгибами в горизонтальной и прогибом в вертикальной плоскостях содержит основание 1, на котором размещены матрица 2, механизм подачи (не показан) заготовки 3 и механизм выгрузки готового изделия, выполненный в виде штанги 4 с приводом 5.

В сквозных отверстиях основания 1 расположены наружные упоры 6 и внутренние упоры 7, снабженные приводами вертикального перемещения 8,9. Формообразующие элементы выполнены в виде протяженных пластин 10...12, шарнирно связанных с приводными механизмами 13...15 соответственно. Протяженные пластины установлены с возможностью возвратно-поступательного движения по горизонтальным направляющим 16.

На верхнем основании 17 закреплен (смонтирован) ползун 18 с установленным на нем пуансоном 19.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку 3 в виде металлического прутка, нагретую до температуры деформации, подают с помощью механизма на нижнее основание 1 в исходное положение, в частности, симметрично его поперечной оси. Штанга 4 прижимает прутковую заготовку 3 к упорам 6,7, которые при помощи приводов вертикального перемещения 8,9 располагаются над поверхностью нижнего основания 1 (выступают над поверхностью основания). Включается приводной механизм 13. Протяженные пластины 10 совершают движение по направлению к заготовке 3 по горизонтальным направляющим 16 и взаимодействуют с заготовкой 3, осуществляя изгиб концевых участков заготовки 3 в горизонтальной плоскости симметрично поперечной оси основания 1 с образованием П-формы (переход 1). Протяженные пластины возвращаются в исходное положение. Затем взаимодействуют с заготовкой 3 протяженные пластины 11, осуществляя изгиб конечных участков заготовки в плоскости, перпендикулярной первому изгибу (переход 2). Протяженные пластины с помощью приводного механизма 14 совершают обратный ход. Как только упоры 6, установленные вдоль заготовки 3, приводом 8 перемещаются вниз под основание 1, протяженные пластины 12 взаимодействуют с заготовкой 3, осуществляя гиб средней части заготовки 3 при помощи приводного механизма 15 с образованием W-формы (переход 3). Образованное изделие попадает в матрицу 2, упоры 7 перемещаются вниз под основание 1 приводом вертикального перемещения 9, пуансон 19 опускается с помощью ползуна 18, и совершается изгибание изделия в вертикальной плоскости. Пуансон совершает обратный ход. Готовое изделие сталкивается с основания 1 механизмом выгрузки - штангой 4, снабженной приводом 5. Цикл повторяется. В зависимости от геометрии готового изделия возможен иной порядок взаимодействия протяженных пластин с заготовкой.

Последовательность всех операций осуществляется в автоматическом режиме посредством системы управления устройства (не показана).

Использование изобретения повышает производительность труда при изготовлении изделий в двух плоскостях, снижает энергетические и трудовые ресурсы, расширяет номенклатуру изготавливаемых изделий, технологические возможности устройства, позволяя получать изделия с симметричным расположением отгибов и значительно снизить себестоимость изготовления таких изделий, как клеммы рельсового крепления.