Протяжной блок

Настоящая полезная модель описывает Протяжной блок, включающий корпус, по меньшей мере первую и вторую направляющие, связанные с корпусом, по меньшей мере два актуатора, связанные с корпусом, по меньшей мере два переходника, связанные каждый со своим актуатором и направляющей, по меньшей мере две протяжки, связанные каждая со своим переходником, по меньшей мере две стола установки образца, связанные с корпусом, по меньшей мере одну прижимную планку, связанную с корпусом и/или по меньшей мере с одним столом установки образца, по меньшей мере два прижимных механизма, связанных каждый со своим столом установки образца, при этом каждый актуатор выполнен с возможностью перемещения своего переходника и протяжки. Технический результат - упрощение конструкции, в частности упрощение конструкции прижимного устройства образца, увеличение количества обрабатываемых образцов (возможность одновременной или попеременной обработки нескольких образцов), ускорение операции установки образца, ускорение операции установки глубины надрезов, исключение в конструкции концевых выключателей.

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель относится к протяжным станкам, которые могут быть применены, в частности, для создания концентраторов напряжения на образцах для испытаний на ударный изгиб.

Уровень техники

Известен вертикально-протяжной станок CNB34-001A1 Variable Speed Motorized Charpy Notch Machine (http://www.backscharpy.com/motorised-charpy-machine.htm, 2005 г.), в котором используется один протяжный инструмент, двигатель, редуктор, червячная пара (винт и гайка), концевые выключатели, 2 цилиндрические направляющие для одной протяжки, станину. В указанном источнике информации приведены видео фрагменты, показывающие большинство операций на станке, в частности: установку образца, изменение глубины реза, замена элементов.

Недостатком известного решения является использование только одного образца, сложность операций установки образца, сложность регулировки глубины реза станка (необходимо использовать щупы), неудобство выполнения регулировок (пульт управления расположен на корпусе), сложная конструкция, сложность проведения ремонтных работ.

Настоящая полезная модель направлена на решение проблем уровня техники.

Раскрытие полезной модели

Настоящая полезная модель описывает протяжной блок, включающий корпус, по меньшей мере первую и вторую направляющие, связанные с корпусом, по меньшей мере два актуатора, связанные с корпусом, по меньшей мере два переходника, связанные каждый со своим актуатором и направляющей, по меньшей мере две протяжки, связанные каждая со своим переходником, по меньшей мере две стола установки образца, связанные с корпусом, по меньшей мере одну прижимную планку, связанную с корпусом и/или по меньшей мере с одним столом установки образца, по меньшей мере два прижимных механизма, связанных каждый со своим столом установки образца, при этом каждый актуатор выполнен с возможностью перемещения своего переходника и протяжки.

Прижимной механизм может быть выполнен в виде эксцентрикового прижимного механизма.

Блок может в одном из вариантов осуществления содержать по меньшей мере две прижимные планки, каждая из которых связана со своим столом установки образца.

Актуаторы могут быть выполнены с возможностью одновременной работы.

Блок также может содержать станину, связанную с корпусом, а направляющие могут быть связаны с корпусом посредством станины.

Блок может содержать станину, связанную с корпусом, а столы для установки образца могут быть связаны с корпусом посредством станины.

Направляющие могут представлять собой направляющие рельсового типа.

Положение прижимной планки может быть выполнено с возможностью регулировки посредством клинового механизма и фиксации этого положения посредством резьбового соединения.

Техническим результатом настоящей полезной модели является упрощение конструкции, в частности упрощение конструкции прижимного устройства образца, увеличение количества обрабатываемых образцов (возможность одновременной или попеременной обработки нескольких образцов), ускорение операции установки образца, ускорение операции установки глубины надрезов, исключение в конструкции концевых выключателей.

Краткое описание чертежей

Настоящая полезная модель и уровень техники поясняется нижеследующими чертежами:

Фиг. 1 - вид спереди на протяжной блок (корпус не показан).

Фиг. 2 - общий вид на протяжной блок (корпус не показан).

Фиг. 3 - общий вид (увеличенный) на протяжной блок (показана часть конструкции).

Специалист в данной области техники, используя настоящее описание и чертежи, может осуществить полезную модель так, как она заявлена в формуле полезной модели.

Осуществление полезной модели

Настоящее решение направлено на выполнение концентраторов напряжения для испытания образцов на ударный изгиб.

Протягивание является высокопроизводительным методом обработки деталей разнообразных форм, обеспечивающим высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности. Применяется протягивание в крупносерийном производстве. При протягивании используется сложный дорогостоящий инструмент - протяжка - многозубый инструмент, которому придается только одно главное движение - резания, а движение подачи заложено в самом инструменте (в самой конструкции протяжки).

Протяжка используется для обработки плоских и фасонных контуров. Фасонный контур в поперечном сечении может быть: замкнутым или разомкнутым; симметричным или не симметричным; выпуклым или вогнутым.

Если фасонный контур расположен на определенном расстоянии от заданной поверхности детали, то его обработку называют координатным протягиванием. Если необходимо получить только точные размеры самого контура, то такое протягивание называется свободным. Контур всех режущих зубьев эквивалентен окончательному профилю обработанной поверхности. Окончательную обработку выполняет последний режущий зуб. Длина главной режущей кромки этого зуба максимальна, а, следовательно, и силы резания максимальны. Поэтому данная схема не позволяет получить высокой точности обработки. Также недостаток - сложность изготовления и переточки инструмента.

В генераторной схеме окончательный контур формирует каждый режущий зуб своей вспомогательной режущей кромкой. Длина главной режущей кромки на последнем зубе минимальна, что улучшает условие работы калибрующих зубьев и повышает точность и качество обработанной поверхности. Такую протяжку проще изготовить и переточить.

При прогрессивной схеме или схеме переменного резания срезание припуска производиться зубьями, имеющими укороченную длину режущих кромок. Например, припуск срезается не одним зубом, а двумя. Это позволяет уменьшить длину режущих кромок первых зубьев, а затем равномерно распределить усилие протягивания. Но это ведет к увеличению количества зубьев и общей длины протяжки. В этом случае стойкость протяжек выше, чем в двух предыдущих случаях. Длина рабочего хода протяжных станков не превышает 1,5 метров, поэтому общая длина протяжки должна быть менее 1,5 метров.

Для того чтобы зубья могли снимать определенный слой материала, каждый последующий зуб имеет превышение над предыдущим, так называемый подъем на зуб. На калибрующей части протяжки все зубья одинаковы. Они выполняют две функции: придают окончательные размеры и форму обрабатываемому контуру; являются резервами для переточек инструмента.

По мере износа протяжек первый калибрующий зуб становиться последним режущим зубом. Задний угол меняется от 24 градусов с целью сохранения диаметральных размеров зуба при переточке. Переточка осуществляется только по передней поверхности зуба. Для наружных и шпоночных протяжек, где есть возможность компенсации потери размера, зуба задние углы делают до 10 градусов.

Для обеспечения условий выхода стружки, особенно при обработке замкнутых контуров, на протяжках выполняют стружкоделительные канавки. Износ протяжек идет в основном по двум механизмам: истирание (износ) острия зубьев протяжек (режущих кромок); проточки на зубьях из-за плохого стружкоотвода. Протягивание обеспечивает получение 68 квалитета точности и шероховатость поверхности RZ=1.250.32 мкм.

В зависимости от формы протягиваемой поверхности протяжки могут быть: круглыми; гранными (треугольными, квадратными, прямоугольными и другими); шлицевыми (прямобочными и с эвольвентным профилем); фасонными; шпоночными и другими.

Процесс резания при протягивании осуществляется при поступательном главном движении инструмента относительно неподвижной заготовки за один проход. Движение подачи отсутствует. За величину подачи принимают подъем на зуб, т.е. разность размеров по высоте двух соседних зубьев протяжки; является одновременно и глубиной резания.

Если для протягивания паза требуется несколько ходов, а протяжка только одна, то на основание паза оправки кладут прокладку определенной толщины для каждого нового хода. Для возврата протяжек без отсоединения их с использованием обратного хода станка служит клин, который вынимают из направляющего паза при обратном ходе. Этот же клин служит для компенсации износа протяжки после переточки. Такая конструкция особенно удобна при протягивании больших пазов. В массовом производстве применяют также комплекты шпоночных протяжек в количестве, равном числу проходов, необходимых для прорезки паза на всю глубину. Направлять шпоночную протяжку в отверстии можно цилиндрической направляющей, соединенной с протяжкой, или круглыми режущими и уплотняющими зубьями комбинированной протяжки.

Качество протянутой поверхности улучшается различными способами: 1) уменьшением скорости протягивания; меньший параметр шероховатости поверхности достигается при скорости 1-2 м/мин, поэтому протяжные станки снабжают устройствами, автоматически переключающими станок на малую скорость, когда в работу начинают входить зачистные зубья; 2) правильным подбором СОЖ и равномерной ее подачей на зубья протяжки; 3) проверкой и улучшением обрабатываемости заготовок; термическая обработка заготовок влияет на качество получаемой поверхности; для заготовок из низкоуглеродистой стали (C0,3%) лучшая обрабатываемость, а следовательно, и лучшее качество поверхности достигаются нормализацией или изотермическим отжигом; легированные вязкие стали лучше обрабатываются после термической обработки до твердости НВ 250-300; закалка с высоким отпуском (улучшение) обеспечивает для среднеуглеродистых и легированных сталей лучшую обрабатываемость, чем отжиг или нормализация до той же твердости; высокоуглеродистые стали (У10, У12) хорошо обрабатываются в отожженном состоянии, но особенно хорошо - после улучшения; 4) уменьшением подачи на зуб до 0,01-0,03 мм на сторону путем шлифования зубьев по диаметру с переводом части калибрующих зубьев в режущие; 5) увеличением заднего и переднего углов зубьев; малый задний угол вызывает налипание металла, ускоренное изнашивание задней поверхности и, как результат, высокий параметр шероховатости; изменить задний угол на готовой протяжке почти невозможно, так как даже незначительное биение зубьев протяжки не позволит увеличить задний угол без уменьшения диаметра зубьев; тщательная доводка ленточки и задней поверхности зуба притиром с пастой ГОИ будет способствовать уменьшению налипания при том же заднем угле; хорошее качество заточки также улучшает качество протянутой поверхности; увеличение переднего угла заметно улучшает качество поверхности при обработке сталей; 6) обеспечением плавной работы станка; параметр шероховатости поверхности получается меньшим при более плавной и спокойной работе протяжки; для этого станок должен быть исправным, гидросистема полностью заправлена соответствующим маслом; тяговая сила станка должна несколько превышать требуемую силу протягивания.

Местные дефекты на протянутой поверхности встречаются в виде черновин, вырывов металла, задиров, полос, кольцевых следов, следов от стружкоделительных канавок, чешуйчатости или ряби, волнистости и скалывания краев детали на выходе протяжки. Черновины могут быть результатом недостаточного припуска под протягивание, а также следствием увода протяжки под действием боковых сил. При неравномерной остроте зубьев протяжка будет отжиматься в сторону острых зубьев, а на стороне, обрабатываемой тупыми зубьями, останется черновина в виде полосы вдоль образующей отверстия. Различная острота режущих зубьев протяжек, вызывающая черновину, может быть следствием неравномерной твердости протяжки по окружности всех зубьев или неравномерной заточки всех зубьев по окружности. Черновины могут быть также связаны с перекосом или несовпадением осей детали и протяжки вследствие неправильной подрезки торца детали, перекоса опорного фланца станка, несовпадения осей движения тяговой головки и люнета, поддерживающего протяжку. Вырывы (сколы) металла у опорного торца детали на выходе протяжки возникают также вследствие углового смешения детали относительно протяжки. По этим же причинам может наблюдаться различная глубина шлицев по окружности протянутого шлицевого отверстия на небольшой длине от выходного торца детали. Вырывам металла у деталей из мягких и вязких сталей способствуют малые задние углы, дефекты режущих кромок зубьев, затупление зубьев, большие подъемы на чуб (в особенности на последних режущих зубьях) и перекос детали или протяжки, вызывающий боковые силы, которые прижимают протяжку к одной стороне протягиваемого отверстия (профиля). При этом характерны увеличение вырыва к опорному торцу детали и плавный переход вырыва в обычную поверхность на сравнительно небольшом расстоянии от торца.

Для получения меньшего параметра шероховатости поверхности последний чистовой зуб протяжки делают без выкружек, с подъемом 2sz=0,01 мм. Этим достигается зачистка рисок, получающихся на границах выкружек в результате резания уголком лезвия. Иногда используют два-три зуба с подъемом 0,01 мм, не имеющих выкружек. При малой толщине стружка, несмотря на отсутствие выкружек, распадается на отдельные части, не образуя цельного кольца. В случае затягивания протяжки в металл надо уменьшить передний угол. Следует также обратить внимание на качество прорезки стружкоделительных канавок (достаточную глубину и ширину канавки, достаточный задний угол профиля канавки). Иногда следы стружкоделительных канавок остаются не по всей длине отверстия, а только на небольшом участке у выходного торца детали из-за провисания детали в конце рабочего хода. Для устранения этого при протягивании тяжелые детали необходимо закреплять. Во всех случаях появления дефектов на поверхности следует осмотреть лезвия от последнего зуба до первого. Дефектные участки зубьев следует пометить краской и отправить протяжку для исправления.

Одной из причин отклонения размеров отверстия являются заусенцы, образующиеся на калибрующих зубьях протяжки во время ее заточки. Для обнаружения заусенца достаточно провести ногтем по задней поверхности зуба в направлении к лезвию. Удалить заусенцы можно оселком во время заточки протяжки. Когда зуб заточен и круг «выхаживает» поверхность, следует наложить на заднюю поверхность зуба оселок. Под давлением оселка заусенец отогнется во впадину, где его подхватит и срежет шлифовальный круг, Если и после удаления заусенца диаметр отверстия получается больше требуемого размера, можно применить один из следующих способов: а) при протягивании деталей из стали использовать охлаждение маслом, а при обработке детали из чугуна - охлаждение эмульсией; б) уменьшить скорость протягивания и передний угол зубьев; в) в случае необходимости уменьшить диаметр последнего режущего и калибрующих зубьев доводкой по задней поверхности оселком или притиром. При протягивании отверстий большого диаметра причиной отклонения их размеров может быть нагрев протяжки. В подобных случаях необходимо увеличить подачу охлаждающей жидкости, снизить скорость протягивания или следует работать поочередно двумя протяжками. Отклонения диаметра отверстия при выходе протяжки могут вызываться провисанием детали, а также угловыми смещениями оси протяжки. Меньший диаметр отверстия может получиться и в тех случаях, когда диаметр зубьев протяжки выполнен с предельными размерами. Объясняется это упругими деформациями детали в процессе протягивания под влиянием радиальных сил резания, что особенно сказывается при протягивании тонкостенных деталей.

Полезная модель согласно настоящему решению содержит корпус, первый рабочий инструмент (1), второй рабочий инструмент (2), первый переходник (3), второй переходник (4), первый актуатор (5), второй актуатор (6), направляющую (7). Рабочий инструмент представляет собой протяжной инструмент, которым формируется паз или отверстие в обрабатываемом образце. Рабочие инструменты связаны с актуаторами посредством переходников.

Протяжной блок, включает корпус, по меньшей мере первую и вторую направляющие, связанные с корпусом, по меньшей мере два актуатора (5, 6), связанные с корпусом, по меньшей мере два переходника (3, 4), связанные каждый со своим актуатором (5, 6) и направляющей, по меньшей мере две протяжки (1, 2), связанные каждая со своим переходником (3, 4), по меньшей мере две стола (8) установки образца, связанные с корпусом, по меньшей мере одну прижимную планку (9), связанную с корпусом и/или по меньшей мере с одним столом (8) установки образца, по меньшей мере два прижимных механизма (10), связанных каждый со своим столом (8) установки образца, при этом каждый актуатор (5, 6) выполнен с возможностью перемещения своего переходника и протяжки.

В одном из вариантов решения настоящей полезной модели прижимной механизм (10) выполнен в виде эксцентрикового прижимного механизма. В предпочтительном варианте блок содержит по меньшей мере две прижимные планки(11), каждая из которых связана со своим столом установки образца.

Актуаторы выполнены с возможностью одновременной работы, включения только одного актуатора или поочередного включения актуаторов. В некоторых вариантах осуществления допускается приведение в движение рабочего инструмента (протяжки) одним актуатором, но возможны и варианты приведение в движение нескольких протяжек одним актуатором.

Корпус снабжен станиной, на которой располагают большинство элементов блока. В предпочтительном варианте, т.к. станок является вертикально протяжным, лучше всего использовать, например, швеллер вертикально расположенный. При таком выполнении станок будет занимать меньше места.

Направляющие в предпочтительном варианте имеют рельсовый вид, в частности, может быть использована направляющая типа ласточкин хвост.

Положение прижимной планки выполнено с возможностью регулировки посредством клинового механизма и фиксации этого положения посредством резьбового соединения.

Протяжка состоит из двух отрезков: буферного и режущего. Буферный отрезок предназначен для установки образца и регулировки его относительно самой протяжки. Режущая часть для нанесения концентратора V-образного паза и представляет собой серию зубьев заточенных под углом 45°±1° и увеличивающихся по высоте от буферной части к концу протяжки на 2 мм относительно ее буферной части, в предпочтительном варианте на 2,14 мм. Первый режущий зуб имеет трапецеидальную форму, последний режущий зуб радиусную форму (от буферной части) и делает надрез радиусом r=0,25±0.025 мм.

Вторая протяжка тоже состоит и 2 отрезков: буферного и режущего. Буферный для установки, режущий для нанесения концентратора U-образной формы и представляет собой серию зубьев заточенных под углом 45°±1° и увеличивающихся по высоте от буферной части к концу протяжки на 2 мм, в предпочтительном варианте на 2,14 мм. Первый режущий зуб имеет трапецеидальную форму, последний режущий зуб (от буферной части) делает надрез радиусом г=0,5±0.025 мм. Зубья выполнены с переменной геометрией от буферной части к финишной. Возможно использование и двух одинаковых протяжек, несмотря на то, что выше описано использование различных.

Специалист в данной области техники может осуществить настоящую полезную модель с использованием описания и фигур полезной модели.

1. Протяжной блок, включающий корпус, по меньшей мере первую и вторую направляющие, связанные с корпусом, по меньшей мере два актуатора, связанные с корпусом, по меньшей мере два переходника, связанные каждый со своим актуатором и направляющей, по меньшей мере две протяжки, связанные каждая со своим переходником, по меньшей мере два стола установки образца, связанные с корпусом, по меньшей мере одну прижимную планку, связанную с корпусом и/или по меньшей мере с одним столом установки образца, по меньшей мере два прижимных механизма, связанных каждый со своим столом установки образца, при этом каждый актуатор выполнен с возможностью перемещения своего переходника и протяжки.

2. Блок по п. 1, в котором по меньшей мере один прижимной механизм выполнен в виде эксцентрикового прижимного механизма.

3. Блок по п. 1, который содержит по меньшей мере две прижимные планки, каждая из которых связана со своим столом установки образца.

4. Блок по п. 1, в котором актуаторы выполнены с возможностью одновременной работы.

5. Блок по п. 1, который содержит станину, связанную с корпусом, а направляющие связаны с корпусом посредством станины.

6. Блок по п. 1, который содержит станину, связанную с корпусом, а столы для установки образца связаны с корпусом посредством станины.

7. Блок по п. 1, в котором направляющие представляют собой направляющие рельсового типа.

8. Блок по п. 1, в котором положение по меньшей мере одной прижимной планки выполнено с возможностью регулировки посредством клинового механизма и фиксации этого положения посредством резьбового соединения.

РИСУНКИ