Автомат для изготовления плоских спиральных пружин

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/О нием заявкирисо Государственный кометеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет(43) Опубликовано 05 11 76 Бюллетень(45) Дата опубликования описания 27,02 53) УДК 621,778 ,27 (088,8), Азаров 2) Автор изобретения 8 П т с-,(71) Заявител МАТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКИПИРАЛЬНЫХ ПРУЖИН(54) АВ Изобретение относится к машиностроению,в частности к оборудованию для изготовления плоских спиральных пружин стартеров,генераторов и других электрических машин,Изготовление пружин в настоящее время 5производится на ручных набивочных приспособлениях с применением технологическихпрокладок (хожаных, пресс-шпановых и других), необходимых для получения равномерного радиального зазора между витками пру жины,Прохладки после навивки зажигаются припоследующей термической обработхе, чтотребует дополнительных операций по удалению пригаров: промывки, продувки сжатым 15воздухом. Такой технологический процессизготовления пружин отличается высохой трудоемкостью, большим расходом материалана прокладки и низким качеством изготовляемых пружин. 20Известен станок для навивки спиральныхпружин типа часовых волосков11, позволяющий в некоторой степени механизироватьпроцесс навивки и одновременно навиватьпо несколько штук из лент, но при этом 25малогосадить наодна или несколько навитых в пучок пружинвыполняет роль технологических прокладок и по этой причине использованы как изделия быть не могут, Кроме того, подача ленты в оправку и зажим ее производится вручную, перезаправка пакета требуется после каждого цикла работы станка, съем навитого пучка пружин также осуществляется вручную, В станке не предусмотрен механизм формирования заделочных концов пружины,Известно устройство 12, которое позволяет навивать спиральные пружины на конической ступенчатой оправке с пазом, установленной в шпинделе, связанном с приводом через редуктор и зубчатую передачу, и осаживать навитую на оправку спираль при помощи пуансона с упором в неподвижную упор-втулку. В этом устройстве выполнены матрица и пуансон с ножом для обрезки и формовки конца пружины с приводом от цилиндра.Недостатками такого устройства являются следующие: при навивке спиральных пружин из нетермообработанной ленть поперечного сечения невозможно овитый спиральный конус в плоскую спираль без деформации торцов ленты и витков пружины, кроме того, устройство не обеспечивает получения плоского торца пружины, так как витки пружины, навитой на конус, име- Ь ют различную жесткость и различную осевую остаточную деформацию после осадки.Известен также автомат для изготовления плоских спиральных пружин 3, содер,жащий установленные на станине навивочный механизм с центральной оправкой, механизм мерной резки спирали, механизм подачи и натяжения ленты и дополнительные оправки, установленные концентрично центральной оправке с возможностью осевого поступательного перемещения вдоль нее и связанные с ней посредством штифта, предотврашаюшего их угловой поворот относительно последней, и размещенным на станине параллельно центральной оправке приводным врашаюшимся барабаном с криволинейными пазами,Недостатками этого автомата являются:Лневозможность получения плоской спиральной пружины с плавно изменяюшимся радиусом кривизны витков из-за наличия на рабочих поверхностях дополнительных оправок продольных прорезей, образующих на поверхЭО ностях витков пружины отдельные участки с резкими перегибами, которые резко ухудшают качество навивки по сравнению с пружинами, навитыми с применением технологических прокладок;сложность изготовления дополнительных оправок для пружин с малым межвитковым радиальным зазором (0,5 мм и менее), так как толшина стенки формующей части оправок равна или меньше этих зазоров;невозможность получения плоского торца спиральной пружины из ленты малого сечения, так как навивка ленты производится с натяжением и при выводе оправок из витков пружины возникающие силы трения смешают торцы витков в осевом направлении;невозможность навивки спиральных пружин с малым межвитковым зазором (0,5 мм и менее), так как между навиваемой лентой и внутренними поверхностями оправок, бО которые по существу являются технологическими прокладками, практически невозможно создать зазор, необходимый для свободного осевого перемещения дополнительных оправок в процессе навивки; бботсутствие механизма ориентации паза центральной оправки по отношению к подающему механизму, что исключает надежность работы навивочного устройства и его автоматизации, 60 Иелью изобретения является расширение технологических возможностей при автоматизации технологических операций изготовления плоских спиральных пружин различных тиюразмеров .с межвитковыми радиальными зазорами от 0,5 мм и менее, повышение производительности и надежности оборудования и улучшение качества изготовляемых пружин.Для этого поедлагаемый автомат снабженустановленным на станине тиристорным приводом переменной подачи ленты по заданному закону, связанным через опорнуюмуфту с механизмом подачи ленты, выполненным в виде имеюших возможность взаимодействия подающих и прижимных роликови установленным на станине между механизмом правки и механизмом резки и формовкиконцов пружины, Кроме этого, автомат снабжен навивочным механизмом, состоящим изподвижного в поперечном направлении к подаче ленты навивочного суппорта со шпинделем,на котором смонтировано устройство поворота и ориентации паза оправок относительнонаправления подачи ленты и соосно установлена цетральная оправка с пазом, А на суппорте навивочного механизма установленаподвижная относительно продольной оси планшайба, кинематически связанная с кулачковым валом. В радиальных пазах план-шайбыустановлены ползуны, на которых закреплены плоские пазовые копиры, связанные своими пазами через ролики с формуюшими инструментами, которые размешены радиальновокруг центральной оправки с пазом по части окружности таким образом, что их формуюшие поверхности располагаются по спирали.Имеется возможность изменения угла наклона пазов плоских копиров по отношениюк продольной оси шпинделя и перемешенияползунов в пазах планшайбы при помоши регулировочных винтов, Шпиндель навивочногомеханизма последовательно через устройство поворота и ориентиации паза оправки, выполненное в виде жестко закрепленной нашпинделе муфты, паз которой соединяетсяс поворотной шпонкой, связанной толкателем с промежуточным валом, и жесткозакрепленного на навивочном суппортеподпружиненного тормоза, имеющего возможность взаимодействия с муфтой черезкопир, закрепленный на станине, соединенс механизмом поворота и включения шпинделя, установленным на станине соосношпинделю навивочного механизма,Механизм поворота и включения шпинделя кинематически связан с кулачками кудачкового вала. Между механизмом подачиленты и навивочным механизмом установленна станине механизм резки ленты и формовкиконцов пружины, выполненный в виде двухустановленных друг против друга и связанных через рычаги с кулачковым валом сменных пуансонов, .имеющих режущие кромки ипрофили, соответствующие форме концов пружины,На фиг. 1 изображена кинематическаясхема предложенного автомата; на фиг.2 -то же, фронтальный вид,Внутри станины 1 установлен привод 2,включающий электродвигатель 3, клиноременную передачу 4, редуктор 5, связанныйцепной передачей 6 с установленным внутри корпуса 7 кулачковым валом 8, на кото 5ром закреплены кулачки 9-15.Внутри корпуса 7 установлены такжекачающиеся рычаги 16, 17, сельсин- датчик18 с рычагом 19 и редуктор 20,На корпусе 7 сверху установлен подвиж-ной навивочный суппорт 21, связанный толкателем 22 с кулачком 12,На навивочнэм суппорте 21 установленаподвижная планшайба 23 с толкателем 24.Яна которой установлены подзушки 25 и настроечные винты 26, На ползушках 25 припомощи осей 27 и винтов 28 закреплены.плоские пазовые копиры 29, которые черезролики 30 связаны с формуюшимиинструмен 30тами 31. формующие инструменты размещены радиально вокруг центральной оправки32 с пазом по части окружности таким образом, что их формуюшие поверхности располагаются по спирали.ЗбЦентральная оправка 32 с пазом закреплена на шпинделе 33 навивочного суппорта21, На другом конце шпинделя 33 жесткозакреплена муфта 34 с пазом, На навивэчном суппорте 21 закреплен подпружиненный4 Отормоз 35, имеющий возможность взаимодействия с муфтой 34 через копир 36, жестко закрепленный на корпусе 7, Соосно шпинделю 33 на навивочном суппорте установлен вал 37, внутри которого располоизнатяга 38 с поворотной шпонкой 39, Тяга38 жестко соединена с подвижной подпружиненной муфтой 40. Внутри навивэчного суппорта 21 расположен рычаг 41, на который воздействует рычаг 42, жестко закреп-ленный на валу 43, и вал 44, на которомжестко закреплен направляющий лоток 45,Вал 44 соединен с рычагом 46,За навивочным суппортом 21 соосно валам 37 и 43 установлен на корпусе 7 ме- Мханизм 47 для поворота и включения шпинделя, который содержит пустотелые горизонтальные валы 48 и 49, соединенные по подвижной посадке с валами 37 и 43, На пустотелом валу 49 закреплена шестерня 50, 60 которая через рейку 51 и шток 52 соединена с кулачком 10. На пустотелом валу 48 закрепленэ шестерня 53, которая зацеплена с блокшестерней 54, установленной на валу 55, Блок - шестерня 54 зацеплена шестерней 56, закрепленной на валу 57, на котором размещена шестреня 58, взаимодействующая с зубчатым сектором 59, Зубчатый сектор через качающийся рычаг 16 связач с кулачком 9,На передней стенке корпуса 7 между центральной оправкой 32 и механизмом 60 подачи ленты установлен механизм 61 резки ленты и формовки концов пружины, состоящий из пуансона 62 и 63 и рычагов 64 и 65, соединенных с кулачками 66 и 67, закрепленными на валу 68., Вад 68 связан с кудачкэвым валом 8 при помощи шестсоен 69- 2Механизм 60 подачи ленты состоит из системы верхних и них;них подающих роликов, Верхние приводные рэдики 73 и 74 поджаты к нижним приводным роликам 75 и 76 пружинами 77 и 78 при помощи рычагов 79 и 80,. жестко закрепленным накривэшипньг вадиках 81 и 82, Кулачок 83 и рукоятка 84 служат ддя этжпмания верхних приводных роликов 73 и 74 при заправке ленты в автомат, Верхние и нижние привэдные ролики соединены между собой зубчатыми венцами выполненными заодно с роликами, Нижние приводные ролики 75 и 76находятся в зацеплении с шестерней 85,внутри котэрэй установлены обгонные муфты 86 и 87, Обгонная муфта 86 связаначерез сменные шестерни 88 и 89 с валом90, на котором закреплены электромагнитные муфты 91 и 92. Электромагнитная муфта 91 через редуктор 20 эбеспечиваетсвязь с тиристэрным приводом 93, Обгонная муфта 87 через реечную передачу 94и толкатель 95 связана с кулачком 15,Механизм 96 правки ленты и кассета97 со стальной лентой 98 закреплены напередней стенке автомата.Автомат работает следующим образом,При включении электродвигателя 3 вращение передается через клиноременную передачу 4, редуктор 5 и цепную передачу 6кулачковому валу 8 с кулачками 9 - 15и через шестерни 72, 71, 70, 69 - валу68 с кулачками 66 и 67, которые по заданной программе сообщают рабочие движения механизма автомата. Одновременно свключением электродвигателя 3 включаетсятиристорный привод 93 механизма 60 подачи, который осуществляет прерывистуюпеременную подачу стальной ленты во время навивки спиралей,Лента 98 из кассеты 97 проходит через механизм 96 правки ленты между верхними и нижними подающими роликами механизма 60 подачи. Верхние подающие ролики 73, 74 поджаты к нижним подающим Ьроликам 75, 76 при помощи пружин 77,78, которые, воздействуя на рычаги 79,80, поворачивают кривошипные валики 81,82, Под действием пружин между верхними и нижними подающими роликами создается тяговое усилие, необходимое для перемещения ленты,От кулачка 15 толкателем 95 реечнойпередачи 94 и обгонной муфтой 87, вст 35роенной в шестерню 85, верхним и нижнимподающим роликам сообщается вращательноедвижение. Лента по направляющему лотку45 подается в паз центральной оправки 32,От кулачка 9 через качающийся рычаг16, зубчатый сектор 59, шестерни 58,56,блок-шестерню 54, шестерню 53 и пустотелый вал 48 сообщается вращение на частьоборота валу 37, Так как в этот моментповоротная шпонка 39 находится в зацепле-нии с муфтой с пазом 34, а тормоз 35 невзаимодействует с копиром 36, то вращение от вала 37 передается шпинделю 33 ицентральной оправке 32 с пазом.При вращении центральной оправки внут- щренний конец пружины загибается, По окончании загиба внутреннего конца пружины вращение шпинделя 33 перерывается кулачком10, который при помощи штока 52 с рейкой 51 поворачивает шестерню 50 и пусто-телый вал 49, При повороте пустотелоговала поворачивается зацепленный с ним вал43 с рычагом 42, Этот рычаг, взаимодействуя с рычагом 41, перемешает подпружиненную муфту 40 и соединенную с ней тягу р38 с поворотной шпонкой 39 вправо. Приэтом поворотная шпонка, поворачиваясь, выходит из зацепления с муфтой 34,После прекращения вращения шпинделяс центральной оправкой включается электромагнитная муфта 91, а муфта 92 отключается. В этом случае вращение подающих роликов механизма 60 подачи происходит оттиристорного привода 93 через редуктор20, электромагнитную муфту 91, шестерни Ю89,88, обгонную муфту 86 и шестерню85, Подается лента на завивку спиралейпружины. Характеристика подачи ленты задается сельсин-датчиком 18 через рычаг19 от кулачка 11, 66Синхронно с подачей ленты от тиристорного приь да 93 происходит радиальное разведение формующих инструментов 31 от кулачка 14, который толкателем 24 перемещает планшайбу 23 влево вдоль оси шпин- р деля, На планшайбе на ползушках 25 закреплены плоские копиры 29, которые взаимодействуют с роликами 30 формуюших инструментов 31, При перемещении планшайбыс плоскими копирами влево формующие инструменты радиально расходятся от оси центральной оправки, определяя тем самым габарит и шаг спиралей пружины, Перемещаяползушки в радиальном направлении при помоши винтов 26 и поворачивая плоские копиры относительно осей 27 при помоши винтов 28, можно отрегулировать различныеспирали пружины,Во время навивки пружины шпиндель33 с центральной оправкой 32 и муфтой34 свободно вращается вокруг своей оси,а направляющий лоток 45 следит за витками спирали, получая движение от кулачка13 через качающийся рычаг 17 и рычаг 46,соединенный с валом 44, После навивки необходимого числа витков пружины откгаочается злектромагнитнаямуфта 91 и одновременно включается электромагнитная тормозная муфта 92.От кулачка 12 толкателем 22 навивочный суппорт 21 с формующими инструментами 31, центральной оправкой 32 и направляющим лотком 45 перемещается влево синхронно с перемещением планшайбы 23 иззоны навивки пружины, Одновременно с этимтормоз 35 при помощи копира 36 стопоритмуфту 34,От кулачков 66, 67 при помощи рычагов64,65 и пуансонов 62, 63 производится отрезка и загибка второго конца пружины.От кулачка 10 при помощи толкателя22, рейки 51, шестерни 50, пустотелоговала 49, вала 43 с рычагом 42 и рычага41 муфта 40 и тяга 38 перемещаются влево, и поворотная шпонка 39 зацепляется смуфтой 34. После этого центральная оправка возвращается в исходное положение откулачка 9, качающегося рычага 16, зубчатого сектора 59, шестерен 58, 57, блокшестерни 54, шестерни 53, пустотелого вала 48 и вала 37 через муфту 34 и шпиндель 33,После этого навивочный суппорт 21 сцентральной оправкой 32, формующими инструментами 31, направляющим лотком 45и планшайбой 23, возвращаются вправо, висходное положение. Во время этого перемещения муфта 34 освобождается от тормоза 35, формующие инструменты 31 и направляющий лоток 45 возвращается в исходное положение, В конце хода суппорта23 готовая пружина выталкивается центральной оправкой 32 и формуюшими инструментами 31 из зоны навивки и происходит534286 Формула изобретения Ь 1, Автомат для изготовления плоских спиральных пружин, содержащий установлеН- ные на станине навивочный механизм с центральной оправкой, имеюшей продольный паз, Ю механизм мерной резки металлической ленты и формовки концов пружины, приводной кулачковый вал и механизм подачи и прав.киленты, отличающийся тем, что, с целью расширения технологическихвозможностей, улучшения качества изделий и повышения надежности оборудования, он снабжен тиристорным приводом переменной подачи ленты по заданной программе, связанным через обгонную муфту с механизмом подачи ленты, 20 выполненным в виде контактирующих подающих и прижимных роликов и установленным на станине между механизмом правки и механизмом резки ленты и формовки концов пружины, а навивочный механизм включает ф в себя подвижный в поперечном направлении к подаче ленты навивочный суппорт со шпинделем, на котором смонтировано устройство поворота и ориентации паза оправки относительно направления подачи ленты и соосно установлены оправка и кинематически связанная с кулачковым валом подвижная относительно продольной оси шпинделя план- шайба с установленными на ней плоскими пазовыми копирами, соединенными через ро- Зо лики с подвижными формуюшими инструмен" тами которые размещены радиально вокруг оправки по части окружности таким образом, что жс формующие поверхности располагаются по спирали, причем шпиндель по- ф следовательно через муфту устройства поворота и ориентации паза оправки, механизм нине,Источники информации, принять;е во внимание при экспертизе: 1, Авторское свидетельство СССР124410, клВ 21 Г 3/08, 17.06.57. 2. Авторское свидетельство СССР385656 кл, В 21 У 3/08, 01.03,71. 3. Авторское свидетельство СССР440191, кл, В 21 Г 3/08, 11,12,72, повторение цикла для навивки следующейпру жины,поворота и включения шпинделя, установленный на станине соосно шпинделю, и кулисный механизм связан с кулачковым валом,на котором закреплен кулачок, связанныйс сельсин-датчиком тиристорного привода,2. Автомат по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью изменения пареметров навиваемык пружин, плоские пазовые копиры смонтированы на установленных на планшайбе ползунак с возможностьюрадиального перемещения относительно оправки и поворота относительно продольнойоси шпинделя с помощью регулировочныхвинтов.3. Автомат по п.1, о т л и ч а ю ш и й - с я тем, что, с целью повышения производительности, механизм резки ленты и формовки концов пружины выполнен в виде двух устачовленнык друг против друга на станине и связаннык с кулачковым валомпуансонов, имеющих режущие кромки и профили, соответствующие форме концов пружины, а устройство поворота и ориентации паза оправки выполнено в виде жестко закрепленной на шпинделе муфты, паз которой контактирует с поворотной шпонкой, связанной через толкатель с промежуточным валом, соединенным с механизмом включения и поворота шпинделя и жестко закрепленного на навивочном суппорте подпружиненного тормоза, взаимодействующего с муфтой через копир, закрепленный на ста534286 г.2 Составова Тех Редактор лиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная,аказ 5526/218 ЦНИИПИ Госуда 113035, Москв тель В. Бужинскийд О. Луговая Корректор В. Куприян Тираж твенного кделам изо Ж-З 5, Р 1 077 Подписное омитета Совета Министров бретений и открытий улская наб., д, 4/5