Устройство для пространственной гибки

005940 Изобретение относится к области техники - Обработка металлов давлением, а именно 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 (авт. св. СССР 627885, кл. В 21D 5/00, публ. 1978 г.; авт. св. СССР 963610, кл. В 21D 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 (авт. св. СССР 965549, кл. В 21D 7/02,публ. 1982 г.). Известна гибочная машина, в которой металлический пруток изгибается между гибочными роликами (авт. св. СССР 965549, кл. В 21D 7/02, публ. 1982 г.). В патенте США 5315852, кл. В 21D 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 21D 7/04, публ. 1994 г.). Известно устройство для гибки, содержащее установленные на станине оправку, узел гибки с гибочным роликом и копир (авт. св. СССР 956097, кл. В 21D 7/022, публ. 1982 г.). Указанные устройства имеют ограниченные технологические возможности и не обеспечивают гибку 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 21D 5/04, публ. 1993 г.; заявка Японии 5-36131, кл. В 21D7/02, публ. 1993 г.; а. с. СССР 1755998, 1766556, кл. В 21D7/02, публ. 1992 г.). Однако в таких штампах невозможно осуществлять изгиб 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 (авт. св. СССР 1538952, кл. В 21D 7/02, публ. 1990 г.; авт. св. СССР 959869, кл. В 21D 7/02, публ. 1982 г.; авт. св. СССР 80407, кл. В 21D 7/02,публ. 1991 г.; заявка на изобретение РФ 97107510/02, кл. В 21D 7/06, публ. 1999 г.; авт. св. СССР 1015963, кл. В 21D 7/00, публ. 1983 г.). В авт. св. СССР 1538952, кл. В 21D 7/02, публ. 1990 г., описано устройство для пространственной гибки с механизмами горизонтальной и вертикальной гибки с гибочными роликами и средствами для поджима роликов к шаблону. В авт. св. СССР 959869, кл. В 21D 7/02, публ. 1982 г., описан штамп для получения деталей У и Гформы, содержащий установленный на верхней плите пуансон и установленную на нижней плите матрицу в виде поворачивающихся вокруг своей оси роликов. Устройство, согласно авт. св. СССР 1680407, кл. В 21D 7/02, публ. 1991 г., содержит основание,гибочные элементы с формообразующими и гибочными ложементами. Количество гибочных элементов определяется количеством изгибов детали, которые осуществляют гиб в горизонтальном и вертикальном направлении. В заявке РФ 97107510/23, кл. В 21D 7/06, публ. 1999 г., изготовление из прутка деталей, имеющих пространственную форму, происходит путем последовательного перемещения изгибаемой заготовки на позицию окончательной гибки при обратном ходе подвижной плиты штампа. Перечисленные устройства обладают низкой производительностью и требуют больших энергетических и трудовых затрат. Согласно авт. св. СССР 1015963, кл. В 21D 7/00, публ. 1983 г., описан штамп для гибки изделий,состоящий из неподвижной и подвижной плит, составной матрицы, гибочного и обрезного пуансонов. Недостатком данного устройства является недостаточно высокая производительность из-за невозможности изготовления изделия сложной конфигурации. В зависимости от формы готового изделия требуется несколько штампов, что увеличивает себестоимость изготовления изделия. Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по совокупности признаков (прототипом) является гибочное устройство, содержащее нижнее основание с закрепленной на нем матрицей, верхнее основание с ползуном и закрепленным на нем пуансоном, опускающиеся упоры, установленные в сквозных отверстиях нижнего основания в соответствии с геометрией готового изделия, формообразующие элементы в виде протяженных пластин, установленные с возможностью взаимодействия с заготовкой и возвратно-поступательного перемещения в горизонтальных направляющих, размещенных на нижнем-1 005940 основании, и механизм выгрузки готового изделия (патент РФ 2189291, кл. В 21D 7/02, публ. 2002 г.). Недостатком данного устройства является то, что при окончательном формировании изделия возникают отклонения основных размеров в результате искажения формы заготовки в поперечном сечении из-за взаимодействия сил трения при изгибе заготовки в горизонтальной плоскости. Для корректировки геометрических размеров изделия необходимо менять пластины, что является трудоемкой и дорогой операцией. При этом из-за возникающего трения пластины довольно быстро изнашиваются, что требует восстановления пластин путем наплавки рабочих поверхностей с последующей механической обработкой, что также является трудоемкой и дорогой операцией. Технический результат изобретения - разработка конструкции для изготовления изделий пространственной формы с несколькими изгибами в горизонтальной плоскости и прогибом в вертикальной плоскости, в частности W-образной клеммы рельсового скрепления, с корректировкой геометрических размеров изделий, обладающей увеличенным сроком службы за счет уменьшения сил трения при изгибе заготовок в горизонтальной плоскости и возможностью изменения диаметра ролика без замены формообразующих элементов, что значительно снижает трудоемкость изготовления изделий. Сущность изобретения заключается в том, что заявляемое устройство, содержащее нижнее основание с закрепленной на нем матрицей, верхнее основание с ползуном и закрепленным на нем пуансоном,опускающиеся упоры, установленные в сквозных отверстиях нижнего основания в соответствии с геометрией готового изделия, имеет формообразующие пластины, в боковой поверхности которых выполнен паз, где закреплен ролик с возможностью вращения относительно вертикальной оси для взаимодействия с заготовкой, при этом расстояние L от торца формообразующего элемента до оси ролика составляет не менее 1/2 ширины В формообразующего элемента, а диаметрролика составляет не менее 1/3 ширины В формообразующего элемента. Наличие ролика, установленного в пазу формообразующего элемента, и его расположение на расстоянии, составляющем не менее 1/2 ширины формообразующего элемента, позволяет производить окончательное формирование заготовки, корректируя размеры изделия без замены формообразующих элементов за счет уменьшения силы трения, возникающей при изгибе заготовки. Изобретение поясняется перечнем фигур чертежей: фиг. 1 - общий вид устройства; фиг. 2 - общий вид и разрез А-А; фиг. 3 - вид части устройства, где происходит изгиб заготовки. Устройство для пространственной гибки содержит (фиг. 1) основание 1, на котором размещены матрица 2, механизм подачи заготовки 3 и механизм выгрузки готового изделия 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 и 9 (фиг. 2). Формообразующие элементы выполнены в виде протяженных пластин 1012, шарнирно связанных с приводными механизмами 1315 соответственно. Протяженные пластины установлены с возможностью возвратно-поступательного движения по горизонтальным направляющим 16. На торцевой части формообразующих пластин 10 12 в их боковой поверхности выполнен паз 17(фиг. 3), в котором установлен ролик 18 для взаимодействия с заготовкой. Ролик 18 установлен на оси 19 с возможностью вращения относительно вертикальной оси. На верхнем основании 20 (фиг. 2) закреплен ползун 21 с установленным на нем пуансоном 22. Устройство работает следующим образом. Заготовку 3 в виде металлического прутка нагревают до температуры деформации, подают с помощью механизма на нижнее основание 1 в исходное положение, а именно, 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. Включают приводной механизм 13 и при рабочем ходе формообразующие элементы 10 с роликами 18 совершают движение по направлению к заготовке 3 по горизонтальным направляющим 16 и взаимодействуют с заготовкой 3 в начале своей торцевой поверхностью, а затем роликами, осуществляя изгиб концевых участков заготовки 3 в горизонтальной плоскости симметрично поперечной оси основания 1 с образованием П-образной формы. Формообразующие элементы 10 с роликами 18 возвращаются в исходное положение. Затем взаимодействуют с заготовкой 3 формообразующие элементы 11 с роликами 18, осуществляя изгиб конечных участков заготовки в плоскости, перпендикулярной первому изгибу. Формообразующие элементы 11 с помощью приводного механизма 14 совершают обратный ход. При перемещении упоров 6, установленных вдоль заготовки 3, приводом 8 под основание 1, формообразующие элементы 12 с роликами 18 взаимодействуют с заготовкой 3, осуществляя гиб средней части заготовки 3 с помощью привода 15 с образованием W-образной формы. Образованное изделие попадает в матрицу 2, при этом приводом вертикального перемещения 9 упоры 7 перемещают вниз под основание 1, а пуансон 22 опускают с помощью ползуна 21 для изгиба изделия в вертикальной плоскости. Пуансон 22 совершает обратный ход. Готовое изделие сталкивается с основания 1 механизмом выгрузки 4, приводимым в действие при-2 005940 водом 5. Цикл повторяется. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для пространственной гибки, содержащее нижнее основание с закрепленной на нем матрицей, верхнее основание с ползуном и закрепленным на нем пуансоном, опускающиеся упоры, установленные в сквозных отверстиях нижнего основания в соответствии с геометрией готового изделия,формообразующие элементы в виде протяженных пластин, установленные с возможностью взаимодействия с заготовкой и возвратно-поступательного перемещения в горизонтальных направляющих, размещенных на нижнем основании, и механизм выгрузки готового изделия, отличающееся тем, что в боковой поверхности торцевой части формообразующих элементов выполнен паз для закрепления в нем ролика с возможностью вращения относительно вертикальной оси для взаимодействия с заготовкой, при этом расстояние от торца формообразующих элементов до оси ролика составляет не менее 1/2 ширины формообразующего элемента, а диаметр ролика - не менее 1/3 ширины формообразующего элемента.