Автоматический кернер - Automatic center punch

An в разобранном виде автоматического кернера

An автоматический кернер это ручной инструмент используется для создания ямки на заготовке (например, на куске металла). Он выполняет ту же функцию, что и обычный кернер но без необходимости молоток. При нажатии на заготовку сохраняет энергия весной, в конечном итоге выпустив его как импульс который приводит в движение удар, образуя ямочку. Импульс, подаваемый на острие пуансона, довольно повторяемый, что позволяет получать однородные оттиски.

История

История патентования автоматических пробойников указывает на две основные цели при разработке инструмента: повторяемость удара и удобство работы. Другие желательные свойства включают низкую отдачу при срабатывании, простоту регулировки и надежность.

С конца 19 века был разработан ряд конструкций автоматических центровочных штампов, которые были усовершенствованы по сравнению с пуансонами, требующими использования ударного инструмента. Самые ранние типы не были полностью автоматическими, в них использовался невнимательный груз, поднимаемый пользователем, или пружина и груз, тянущийся пользователем для создания ударного импульса. На эти разработки был выдан ряд патентов, и они продолжают упоминаться в патентах 21 века.[1][2][3][4][5] Существует также ряд примеров комбинаций молотка и пуансона, предназначенных для использования одной рукой, но по образцу обычного молотка, поражающего отдельный пуансон.[6]

Самые ранние патенты США на современный автоматический центральный кернер были поданы в 1904 году Хартли и Стрихалом на конструкции, в которых использовалась пластинчатая пружина для освобождения молотка.[7][8] оба назначены Брауну и Шарпу. В 1905 году Зейтц запатентовал пуансон с ручным спуском, который имеет многие внутренние структурные элементы некоторых более поздних полностью автоматических моделей,[9] и Spalding получил патент в 1908 году на заявку, поданную в 1904 году, на другую конструкцию полностью автоматического пуансона с пластинчатой ​​пружиной, который включал легкую регулировку удара, а также сменные наконечники с резьбой.[10]

Адель и Бальцер из L. S. Starrett Co. запатентовали конструкцию с концентрическими гильзами и штифтами в пазах кулачков в качестве спускового механизма.[11] Аделл и Старретт получили патент 1907 года на конструкцию, в которой использовался скользящий блок, приводимый в действие коническим отверстием в корпусе, чтобы удерживать молот.[12]

Некоторые модификации, внесенные в патент Зайлера 1923 г.[13] значительная часть производства была произведена в США, и этот патент упоминается в других патентах 21 века. В этой конструкции используется скользящий блок, аналогичный по концепции патенту Adell and Starrett, но с винтовой пружиной для возврата скользящего блока, а не с пластинчатой ​​пружиной, но более сложная схема для перемещения блока для освобождения молотка.

Патент Sweet 1942 г.[14] является первым описанием наиболее производимого в конце 20 века спускового крючка, использующего наклонный промежуточный штифт для удержания курка до тех пор, пока основная пружина не будет сжата. Эта конструкция упоминается в большом количестве других патентов и легла в основу патента Фрея 1965 г.[15] что было предназначено для повышения надежности сброса устройства. Этот дизайн также прошел серьезное производство.

Используется множество других механизмов различной сложности и надежности, некоторые из которых были запатентованы или запатентованы в 21 веке.[16]

Более качественный современный дизайн, как правило, соответствует патенту Sweet[17][18] или патент Фрея,[19] хотя некоторые из них основаны на дизайне Адель и Старретт.[20]

Также существует и используется множество других механизмов, включая кулачковые, шариковые подшипники, застрявшие в скользящей манжете, и двунаправленные механизмы, которые используют тянущие приспособления.

Приложения

Автоматический центральный кернер использовался для множества других применений. К ним относятся

  • Разметка и запуск скважины для бурения без "выхода" долота из центровки
  • Наборы буквенных марок
  • Инструменты для разбивания стекла, используемые при спасательных работах
  • Инструмент ударный для испытания на твердость[21]
  • Штифтовые прессы для электронной сборки[22][23]

Во многих приложениях, таких как испытание на твердость, механизм не имеет настройки на импульсную силу и может потребовать периодических проверок калибровки.

Общие элементы

Все конструкции имеют несколько общих элементов:

  • Источник для хранения энергии
  • Масса для создания импульса (молоток)
  • Механизм высвобождения, который высвобождает накопленную энергию в определенной точке движения тела.
  • Положение о сбросе устройства после срабатывания

Типовой механизм и работа

Анимация автоматической работы керна
Работа патентованного автоматического центрального перфоратора Sweet

Самый распространенный механизм основан на патенте Sweet. Внутри корпуса пуансона расположены три основные движущиеся части, расположенные в линию:

  • Удар
  • Штанга промежуточная (тумблер)
  • Молоток (молотковая масса)

Масса молота подпружинена с тыльной стороны пуансона большим весна. (Предварительное сжатие пружины обычно можно отрегулировать, ослабив или затянув торцевую крышку в самой задней части пуансона, чтобы уменьшить или увеличить силу удара.) Отверстие для остановки, просверленное в передней центральной части массы ударника. обращенный к тумблеру действует как приемник для стержня и как наковальня для удара.

Тумблер обеспечивает автоматизацию. При возврате в исходное положение предусмотрено, что шток перекидного механизма слегка взведен, так что его положение покоя смещено, а наконечник контактирует с массой молотка на поверхности молотка, слегка смещенной относительно отверстия. Обычно это делается с помощью специального загнутого конца пружины тумблера.[17] или используя неровную поверхность на нижнем конце стержня или верхней части пуансона.[18] Он опирается на массу молотка и толкает его назад к своей пружине при нажатии на пуансон, сохраняя энергию в пружине молотка.

По мере дальнейшего прижатия пуансона к заготовке стакан перемещается назад до точки, в которой его сужающаяся средняя часть не начинает контактировать с поверхностью направляющего отверстия в корпусе пуансона. По мере того, как он возвращается в исходное положение, он выравнивается по центральной оси инструмента. Когда кончик стакана находится почти по центру, он скользит в приемное отверстие в массе молотка и освобождает молоток. После этого масса молота может двигаться вперед за счет задней пружины. Поскольку отверстие в массе молотка не проходит через массу и имеет меньшую глубину, чем крайняя часть тумблера, кончик тумблера входит в отверстие в молотке, и импульс массы молотка передается через тумблер, через пуансон и к заготовке.

Другие общие механизмы

Адель и Старретт

Работа по патенту US843655 Adell & Starrett [1907] упрощена в поперечном сечении с не показанными пружинами. Зеленый - пуансон, красный - молоток, синий - ползунок спускового крючка.

В механизме Аделла и Старретта вместо промежуточного штифта используется скользящий блок поперек молотка. В центре молотка есть отверстие, в которое входит верхняя часть пуансона и удерживает верхнюю часть пуансона по центру. Скользящий блок имеет сквозное отверстие, которое при сбросе не совмещается с отверстием в молотке. Когда корпус прижимается к точке срабатывания, конус в корпусе толкает блок в сторону до тех пор, пока отверстие в блоке не совмещается с отверстием в молотке, и молоток отпускается для удара по пуансону.

Этот механизм используется в тяжелых пуансонах, так как он с меньшей вероятностью заедает при сбросе, чем механизм Sweet, он не имеет тенденции изнашивать внутреннюю часть корпуса так сильно, как механизм Sweet, и, поскольку конец молотка может быть используется для воздействия на большую площадь наконечника пуансона, снижает нагрузку на материал. Основные недостатки заключаются в том, что деталей больше, чем в конструкции Sweet, и что и молоток, и блок требуют изготовления не на токарном станке.

Фрей (1963)

В механизме Фрея используется стальной шарик и неровный конец промежуточного штифта, чтобы заставить промежуточный штифт взвиться при сбросе. Это означает, что промежуточной пружине не нужен специальный конец, но высокие напряжения при контакте со стальным шариком могут привести к бринеллинг промежуточного конца штифта или верха пуансона шаром.

Рекомендации

  1. ^ Гейзенхонер US833712
  2. ^ Эйнсворт US913677
  3. ^ Уильямс US1458961
  4. ^ Berninger US2602360
  5. ^ Хагер US2455577
  6. ^ Коматар US1341373
  7. ^ Хартли США783749
  8. ^ Хартли США781947
  9. ^ Seitz US797824
  10. ^ Spalding US889409
  11. ^ Адель и Бальцер US789520
  12. ^ Адель и Старретт US843655
  13. ^ Зайлер US1572046
  14. ^ Сладкий US2384707
  15. ^ Фрей US3172204
  16. ^ УТЗ УС2004 / 0154171
  17. ^ а б General 70079 Center Punch извлечено из руководства 2013авг. В архиве 6 апреля 2013 г. Wayback Machine
  18. ^ а б Руководство пользователя General 87 Center Punch получено 2013август 8 В архиве 6 апреля 2013 г. Wayback Machine
  19. ^ General 77 Center Punch извлечено из руководства, 2013август 8 В архиве 6 апреля 2013 г. Wayback Machine
  20. ^ General 78 Center Punch извлечено из руководства, 2013август 8 В архиве 6 апреля 2013 г. Wayback Machine
  21. ^ Получен твердомер PTC316 2013авг8
  22. ^ Запад US3177952
  23. ^ Морган US4577400