Манипулятор ковочных вальцов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИК 9 0 НИЯ О К АВТ,с ий по- зая ка- ачаЛЪесса ор- ого емачими ного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 698712, кл, В 21 Н 9/00. 1977.Авторское свидетельство СССРМ 871956, кл, В 21 Н 9/00, 1978,Авторское свидетельство СССРМ 1430163, кл. В 21 Н 9/00, 1987,(54) МАНИПУЛЯТОР КОВОЧНЫХ ВАЦОВ(57) Использование:механизация процвальцовки заготовок. Сущность изобрния; все механизмы манипулятора кинтически связаны друг с другом и с рэбовалками вальцов, а механизмы попереч 175 б 012(51)5 Ь 21 .) 13/10, В перемещения, фиксации и вращения н щего штока 1, подающего деформируе заготовку 3 в вальцы, выполне(1 ы в еди узле, Последний представляет собой хр вое колесо 20 с профильным кулачком которым связан шток 22, перемещаю несущий шток 1 в поперечном направле и одновременно вращающий его с мощью шестерен 25 и зубчатых реек н данный угол для кантовки заготовк результате при каждом цикле движени ретки 10 деформируемая заготовка 3 сн ла перемещается на позицию следующего ручья кольцевых штампов поворачивается на заданный угол, т.е. туется, э затем подается в вальцы и де мируется. Весь цикл вальцовки от пер до последнего ручья производится в авто тическом режиме. 3 ил,Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средстваммеханизации процесса деформации заготовок за несколько проходов на ковочныхвальцах, 5Известен манипулятор коночных вальцов, содержащий смонтированную в направляющих станины каретку, механизмперемещения каретки вдоль оси рабочихвалков, устройство для удержания заготовки и приводы его продольного и поперечного перемещения,Такой манипулятор сложен по конструкции, Кроме того, он малопроизводителен,так как после вал ьцовки заготовки в каждом 15ручье требуется остэйовка рабочих валковвальцов для перемещения заготовки на исходнуЮ позицию вэльцовки в каждом следующем ручье,Известен также манипулятор ковочных 20вэльцов, содержащий смонтированные нанаправляющих каретку механизма продольного перемещения с приводом, устройстводлл удержания заготовки, механизм поперечного перемещенил и механизм вращения клещей с деформируемой заготовкой,Этот манипулятор содержит много узлов и приводов, в связи с чем он не можетобладать высокой надежностью в работе.Механизм поперечного перемещения имеет дополнительные катки, сложные поконструкции и изготовлению. Производительность манипулятора ограничиваетсянеобходимостью остановки рабочих валковпосле вальцовки заготовки в каждом ручье 35длл перемещения заготовки в исходную позицию вальцовки в следующем ручье,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройстводлл продольного и поперечного перемещенил клещей ковочных вальцов, содержащееустановленную на столике каретку поперечного перемещения с упором, размещеннуюв каретке транспортную балку с клещами,привод продольного перемещения транспортной балки, кйнематически связанный срабоййми валками вальцов, механизм вращения транспортной балки с приводом, атакже мехаййэмы поперечного перемещенил и фиксации каретки. 50Недостатком этого устройства являетсягромоздкий и сложный по конструкции механизм поперечной фиксации каретки, атакже наличие трех кинематически не связдн.й, х друг с другом приводов; продольного перемещения транспортной балки,поперечного перемещения каретки и вращения транспортной балки. Это снижаетнадежность обеспечения синхронностивращения рабочих валков и перемещения клещей с деформируемой заготовкой, особенно при повышении скорости вращениявалков, в свлэи с чем ограничивается производительность агрегата при вальцовке в автоматическом режиме,Целью изобретения является упрощение конструкции манипулятора и повышение производительности вальцовки за счетобеспечения синхронизации работы всехего механизмов.Поставленная цель достигается тем, чтов манипуляторе ковочных вальцов, содержащем станину с направляющими, каретку,установленную в направляющих станины свозможностью возвратно-поступательного.перемещения, смонтированный на кареткекорпус цилиндрической формы, несущийшток с клещами, механизм перемещениякаретки, механизм поперечного перемещения и фиксации штока, включающий направляющие и храповое зацепление, и механизмвращения корпуса со штоком, направляю-.щие станины расположены вдоль направления вальцовки, механизм поперечногоперемещения и фиксации штока выполненв виде профильного кулачка, жестко закрепленного на валу храпового колеса, пневмоцилиндра одностороннего действия,расположенного перпендикулярно направляющим станины, шток которого установлен с возможностью взаимодействия своейторцовой поверхностью с профильной поверхностью кулачка, а средней частью - скорпусом посредством охватывающей егомуфты, при этом собачка храпового зацепления закреплена на каретке, каждая из направляющих механизма поперечногоперемещения и фиксации штока образована профилированным пазом, корпус установлен в пазах этих направляющих свозможностью перемещения вдоль них, амеханизм вращения штока корпуса выполнен в виде шестерен, жестко охватывающихкорпус, и зубчатых реек, жестко закрепленных нэ каретке с возможностью взаимодействия с шестернями корпуса, при этом,диаметр до делительной окружности шестерен определяют по зависимости бо=2 Ча,где 1 - расстояние между осями ручьев вальцов; а- угол поворота штока, рэд.На фиг. 1 показан предлагаемый манипулятор; на фиг,2 - вид А на фиг,1; нафиг,З - разрез Б-Б на фиг,2,Манипулятор ковочных вальцов содержит несущий шток 1 (Фиг.1, 3), который вместе с клещами 2 совершает все движения,необходимые для автоматической вальцовки заготовки 3 в кольцевых штампах 4, Штоквставлен в спиральную пружину 5 (фиг,З) и1756012 6вместе с ней помещен в полый цилиндриче- устанавливается в разомкнутые клещи и о ский корпус 6, в котором он может скользить сигнала командоаппарата зажимается в вдоль своей оси в направляющих втулках 7 клещах, От этого же сигнала включается и 8, жестко посаженных на торцы корпуса, муфта(не показана) главного привода рабоВтулка 8 и свободный конец штока 1 имеют 5 чих валков 16, которые начинают вращаться шлицевую скользящую посадку, что предот- и через цепную передачу 17 и вал 15 приво- вращает независимое от корпуса 6 враще- дят в движение кривошип 13, шатун 14 и ние штока 1. связанную с ним каретку 10. К моменту соКорпус 6 установлен в двух пазовых на- вершения первого полуоборота валков каправляющих 9, жестко закрепленных на ка ретка и вместе с ней несущий шток 1 и ретке 10. Каретка смонтирована на станине клещи 2 с заготовкой 3 достигают крайнего 11 в двух направляющих линейках 12 и мо- переднего положения - заготовка на задан-, жет совершать возвратно-поступательное ную длину подается в вальцы. В этот момент движение при вращейии кривошипа 13, свя- кольцевые штампы 4, также совершившие эанного с кареткой шатуном 14 (фиг,1,3), 15 половину оборота, начинают деформироКривошип посажен на вал 15, который име- вать заготовку в первом ручье, При продолет привод от нижнего рабочего валка 16 жении вращения инструмента через цепную передачу 17. деформируемая заготовка и каретка 10 наДля поперечного перемещения корпуса чинают двигаться назад, причем заготовка в6 со штоком 1, необходимого для передачи 20 начальный период с большей скорос.ю.вальцуемой заготовки в следующий ручей, Обусловленноеэтим большееперемещс ие на каретке 10 жестко закреплен кронштейн заготовки компенсируется скольжением от с собачкой 19, Собачка при возвратно-по- носительно каретки 10 подпружиненного ступательномдвижении каретки 10 вращает несущего штока 1 в направляющих втулках против часовой стрелки храповое колесо 20 25 7 и 8.(фиг,2) и жестко посаженный на одном валу По завершении вальцовки заготовки в с ним профильный кулачок 21. С кулачком ф первом ручье каретка 10 продолжает двиторцовой частью взаимодействует шток 22 гаться назад до достижения крайнего заднепневмоцилиндра 23 одностороннего дейст- го положения, после чего вновь начинает вия; В шток 22 встроена поводковая муфта 30 движение вперед, При этом кронштейн 18, 24, надетая на корпус 6 по типу скользящей жестко связанный с кареткой 10, собачкой посадки. Эта муфта перемещает корпус и 19 поворачиваетна заданный угол храповое вместе с ним несущий шток в поперечном колесо 20 и жестко сидящий на общем валу направлении при вращении кулачка 21 и профильный кулачок 21. В результате этого удерживает его на заданной позиции при 35 шток 22, взаимодействующий с профильной остановке кулачка. Давление воздуха в поверхностью кулачка, перемещается на вепневмоцилиндре 23 постоянно прижимает личину, равную расстоянию между осями шток 22 к профильной поверхности кулачка первого и второго ручьев кольцевых штами обеспечивает надежную фиксацию корпу- пов 4. Муфта 24, встроенная в шток 22, песа 6 и несущего штока 1 на позициях осей 40 ремещает корпус 6 и установленный в нем ручьев кольцевых штампов 4. На корпус 6 несущий шток 1 на позицию оси второго жестко посажены две шестерни 25, которые ручья и удерживает их на этой позиции, так введены в зацепление с зубчатыми рейками как давлением воздуха в пневмоцилиндре 26, жестко закрепленными на каретке 10, 23 торец штока 22 оказывается постоянно благодаря чему при поперечном перемеще прижатым к профильной поверхности кулачнии корпуса 6 происходит его вращение и ка 21.вращение несущего штока 1 с клещами и. обрабатываемой заготовкой. Поперечное перемещение корпуса 6 сПружинный замок 27 предотвращает позиции оси первого ручья на позицию осипреждевременныйвозвратштока 1 напоэи второго ручья происходит путем перекатыцию первого ручья, а конечный выключатель вания шестерен 25 по зубчатым рейкам 26, 28 обеспечивает остановку вальцов и мани- жестко закрепленным на каретке, что вызыпулятора при завершении вальцовки в по- вает вращение корпуса и размещенного в следнем ручье, нем несущего штока 1 вокруг продольнойМанипулятор работает следующим об оси, т.е. кантовку заготовки перед деформаразом. цией во втором ручье. Чтобы заготовка канВ исходном положении несущий шток 1 товалась на заданный угол обычно на 90"),и клещи 2 находятся в крайнем заднем по- расстояниемежду осями ручьев и диаметр ложении на позиции оси первого ручья делительной окружности связаны соотнокольцевых штампов 4, Нагретая заготовка 3 шениемс 3 о = 23/а,где с 3 о - диаметр делительной начальной) окружности;- расстояние мекду осящл ручьев на кольцевых штампах 4; гх- заданный угол кантовки заготовки, рад.При любом другом соотношении между величинами с 3 О и 3 угол вращения несущего штока 1, а следовательно, и кантовки заготовки будет отличаться от заданного, что приведет к браку вальцуемой заготовки,Так 1 лм образом, при движении каретки 10 вперед заготовка сначала автоматически перемещается на линию оси второго ручья и одновременно кантуется на заданный угол и только после этого подается в оальць 1 и подвергается деформации точно так же, как и в первом ручье. Далее при каждом цикле движения каретки 10 процесс манипуляции и деформации заготовки повторяется вплоть до последнего прохода, При последнем проходе кулачок 21 становится о исходную позицию, как это показано на фиг,2, а удержание несущего штока 1 на позиции оси последнего ручья до окончания деформации производится путем стопорения штока 22 пружинным замком 27.После завершения оальцовки в последнем ручье при подходе каретки к крайнему заднему положению втулка 8 действует на конечный выключатель 28, который отключает муфту главного привода вальцов. Вращение валков 16 прекращается, и каретка останавливается в крайнем заднем положении. Одновременно от выключателя 28 подается сигнал на электромагнит замка 27, В результате происходит расстопорение штока 22 и под действием давления воздуха в пнеомоцилиндре 23 корпус б с несущим штоком 1 возврацается и исходное положение, где из клещей извлекается отвальцованная заготовка, после чего манипулятор готои к оальцооке следующей заготовки,В предлагаемом манипуляторе все механизмы кинематичаски связаны друг с другом л с рабочими валками вальцов, поэтому движения его несущего штока и деформируемой заготовки надежно синхронизированы с вращением деформирующего инструмента и циклами деформации, в том числе при повышенных скоростях обработки, В связи с этим манипулятор обеспечивает высокую производительность вальцовки о автоматическом режиме в сочетании со стабильным качеством вальцуемых изделий.В предлагаемом манипуляторе разработан простой по конструкции и надежный 5 в работе механизм поперечного перемещения, фиксации и вращения рабочего штока с клещами. В известных манипуляторах эти перемещения осуществляют три кинематически не связанных друг с другом механиз ма, тогда как предлагаемый манипуляторимеет более простое устройство и более надежен в эксплуатации.Формула изобретения Манипулятор ковочных вальцов, содер жащий станину с направляющими, каретку,установленную в направляющих станины с оозможностью возвратно-поступательного перемещения, смонтированный на каретке корпус цилиндрической формы, несущий 20 шток с клещами, механизм перемещениякаретки, механизм поперечного перемещении и фиксации штока, включающий направляющие и храповое зацепление, и механизм вращения корпуса со штоком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощенияконструкции и повыц 3 ения производительности за счет обеспечения синхронизации работы механизмов, направляницие станины расположены вдоль направления валь цооки, механизм поперечногоперемещения и фиксации штока выполнен в виде профильного кулачка, жестко закрепленного на валу храпового колеса, пневмоцилиндра одностороннего действия, 35 располокенного перпендикулярно направляющим станины, шток которого установлен с возможностью взаимодействия своей торцогой поверхностью с профильной поверхностью кулачка, а средней частью - с 40 корпусом посредством охватывающей егомуфты, при этом собачка храпового зацепления закреплена на каретке, каждая из направляющих механизма поперечного перемещения и фиксации штока образова на профилированным пазом, корпус установлен в пазах этих направляющих с возможностью перемешения вдоль них, а механизм вращения штока корпуса выполнен в виде шестерен, жестко охватывающих 50 корпус, и зубчатых реек, жестко закрепленных на каретке с возможностью взаимодействия с цестернями корпуса, при этом диаметр с 3, делительной окружности шестерен определяют по зависимости с 3 о = 23/гх, 55 где- расстояние между осями ручьев вальцов; гх - угол поворота штока, рад.1756012 Составитель В, ХлестТехред М.Моргентал тор Г. Бельс Корректор О. Кравцо иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 3045 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР