МАШИНА ДЛЯ СФЕРОДВИЖНОЙ ШТАМПОВКИ Российский патент 1997 года по МПК B21D37/12 

Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению, а именно к машинам для сферодвижной штамповки.

Известна машина для сферодвижной штамповки, которая содержит станину с установленной на ней подвижной траверсой с приводом перемещения, сферодвижный прессователь с водилом и размещенным на нем сферическим шарнирным подшипником и привод движения сферодвижного прессователя. Привод движения прессователя выполнен в виде двух карданных шарниров с заключенными в них гидроцилиндрами [1]
Основным недостатком данной машины является то, что зазор в сферическом подшипнике устанавливается фиксированным при сборке машины и не имеет возможности саморегулироваться во время работы в зависимости от технологической нагрузки и температурного расширения. Кроме того, технологически трудно выполнить крепление водила ввиду наличия четырех сферических поверхностей, требующих тщательной подготовки.

Известна также машина для сферодвижной штамповки, которая содержит корпус с установленным в нем гидростатическим подшипником, прессователь, взаимодействующий с гидростатическим подшипником, вал привода колебательного движения прессователя, один конец которого связан с прессователем, а на другом закреплен маховик клиноременной передачи, механизм поджатия сферической опорной поверхности прессователя к опорной поверхности гидростатического подшипника, выполненный в виде установленного в корпусе конического роликоподшипника, закрепленного на наружном кольце этого подшипника диска и расположенных равномерно по окружности относительно оси вала упругих элементов, взаимодействующих с диском [2]
Недостатком указанной известной машины является то, что для поджатия сферической опорной поверхности прессователя к опорной поверхности гидростатического подшипника необходимы упругие элементы большого усилия, способные удерживать вес маховика клиноременной передачи, вала привода и прессователя, поскольку упругие элементы верхним торцем через обоймы воздействуют на маховик, а нижним торцем через диск, роликоподшипник и промежуточный элемент воздействуют на корпус.

Кроме того, имеющийся в данной известной машине механизм поджатия может быть использован только в конструкциях регулировки угла наклона прессователя, что объясняется наличием вала привода колебательного движения прессователя.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение металлоемкости, повышение надежности и долговечности, а также расширение технологических возможностей машины.

Для решения поставленной задачи в машине для сферодвижной штамповки, содержащей установленные в корпусе гидростатический подшипник, прессователь в виде водила с цилиндрической поверхностью на одном конце и опорной сферической на другом, размещенный в контакте упомянутой опорной поверхности с соответствующей опорной поверхностью гидростатического подшипника, маховик клиноременной передачи, смонтированный посредством промежуточного узла на цилиндрической поверхности водила и установленный с помощью подшипниковый средств в корпусе, а также механизм поджатия сферической опорной поверхности водила к опорной поверхности гидростатического подшипника, оснащенный упругими элементами, установленными на маховике клиноременной передачи равномерно по окружности с возможностью взаимодействия с элементами промежуточного узла, последний выполнен в виде установленной на цилиндрической поверхности водила шаровой опоры со штифтами, фланцевой втулки, выполненной со ступенчатыми отверстиями во фланце, пазами для штифтов шаровой опоры и сферической поверхностью, ответной поверхности нижней полусферы опоры, и установленной в контакте с опорой упомянутыми сферическими поверхностями, дополнительной втулки со сферической поверхностью, ответной поверхности верхней полусферы опоры, размещенной во фланцевой втулке в контакте своей сферической поверхности с соответствующей поверхностью опоры и закрепленной в ней посредством гайки, расположенных в ступенчатых отверстиях фланца направляющих штырей с цилиндрическими головками для размещения на них упругих элементов, выполненных, например, в виде тарельчатых пружин, упорного подшипника, смонтированного на наружной поверхности фланцевой втулки и установленного между наружными торцевыми поверхностями цилиндрических головок направляющих штырей и поверхностью выполненной в корпусе маховика расточки, а также роликоподшипника, наружная обойма которого расположена в корпусе маховика эксцентрично относительно его оси и зафиксирована в нем при помощи дополнительной гайки, а внутренняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно наружной обоймы, при этом фланцевая втулка закреплена посредством вспомогательной гайки на внутренней обойме.

Кроме того, машина снабжена механизмом регулировки угла наклона прессователя с приводом, оснащенным зубчатым валом, корпус маховика выполнен составным в виде основной части и установленной в ней с помощью подшипниковых средств эксцентриковой втулки, выполненной с расположенным в ее верхней части зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с зубчатым валом, а наружная обойма роликоподшипника смонтирована в эксцентриковой втулке.

На фиг. 1 представлен схематический общий вид машины; на фиг. 2 узел А на фиг. 1; на фиг. 3 общий вид машины с приводом изменения угла наклона прессователя.

Машина для сферодвижной штамповки содержит установленный в станине 1 на подшипниках качения 2 маховик 3, гидростатический подшипник 4 с каналами 5 и водило 6 со сферической опорной поверхностью 7, взаимодействующей с гидростатическим подшипником 4. На верхнем конце водила 6 при помощи крепежных элементов смонтирована шаровая опора 8 со штифтами 9, которые расположены в пазах фланцевой втулки 10, причем нижняя полусфера упомянутой опор установлена в контакте с ответной сферической поверхностью фланцевой втулки, а верхняя полусфера смонтирована во фланцевой втулке 10 при помощи дополнительной втулки 11 с ответной сферической поверхностью и гайки 12. Фланцевая втулка 10 установлена эксцентрично в корпусе маховика 3 в роликоподшипнике 13, внутренняя обойма которого соединена с помощью вспомогательной гайки 14 с фланцевой втулкой 10 с возможностью их совместного перемещения в осевом направлении относительно наружной обоймы роликоподшипника 13, которая зафиксирована при помощи дополнительной гайки 15 в корпусе маховика. Во фланце 16 фланцевой втулки 10 выполнены ступенчатые отверстия, в которых установлены равномерно по окружности упругие элементы 17 (например, пакеты тарельчатых пружин), взаимодействующие через торцы цилиндрических головок направляющих штырей 18 с упорным шарикоподшипником 19, установленным в корпусе маховика 3.

Машина может быть использована с механизмом обкатывания, в котором изменяется угол наклона прессователя. В этом случае машина оснащена механизмом регулировки угла наклона с индивидуальным приводом (не показан), имеющим зубчатый вал 20. Корпус маховика при этом выполнен составным в виде основной части и установленной в ней с помощью подшипника 21 эксцентриковой втулки 22, выполненной с расположенным в верхней части зубчатым колесом 23, находящимся в зацеплении с зубчатым валом 20. Верхний инструмент 24 закреплен на плоском торце сферического конца водила 6, а нижний инструмент 25 на верхней части штока силового цилиндра (не показан).

Машина работает следующим образом.

Вращение от электродвигателя (не показан) через клиноременную передачу передается на маховик 3, вращающийся относительно станины 1 в подшипниках 2. При вращении маховика 3 ввиду того, что подшипник 19, фланцевая втулка 10 и опора 8 водила 6 расположены в расточке маховика эксцентрично оси его вращения, движение водила 6 преобразуется в колебательное движение с углом качания относительно центра качания 0, при этом водило 6 посредством упругих элементов 17 постоянно поджимается к сферической опорной поверхности 7 гидростатического подшипника 4, чему не препятствует роликоподшипник 13. К подшипнику 4 под давлением подается рабочая жидкость через каналы 5, которая, вытекая, образует масляную пленку между сферическими поверхностями подшипника 4 и водила 6. Толщина масляной пленки зависит от технологической нагрузки приложенной к водилу 6, и отслеживается упругими элементами 17.

Нагретая заготовка укладывается на нижний инструмент 25 штока силового цилиндра (не показан). Цилиндр совершает ход вверх, взаимодействием колеблющегося водила 6 и верхнего инструмента 24 с нижним инструментом 25 происходит формообразование заготовки. При нагреве водила 6 до рабочей температуры оно удлиняется, заставляя фланцевую втулку 10 с внутренней обоймой подшипника 13 перемещаться вверх относительно наружной обоймы подшипника 13 и корпуса маховика 3, при этом упругие элементы 17 раскрываются на необходимый размер, не препятствуя перемещению обойм роликоподшипника 13 относительно друг друга. Нормальная работа механизма не нарушается.

Машина в варианте с изменяемым углом наклона водила 6 работает следующим образом.

При необходимости изменения угла наклона водила 6 при вращающемся маховике 3 приводится в движение от индивидуального привода зубчатое колесо 23, которое вращается в подшипнике 21 относительно своей оси В. При этом происходит изменение расстояния между осью Б вращения маховика и осью Г фланцевой втулки 10 от максимума до нуля, вследствие чего изменяется угол наклона водила 6, таким образом, изменяется расстояние между центром качания 0 и центром шаровой поры 8, установленной на верхнем конце водила 6. При этом упругие элементы 17 удлиняются или укорачиваются на необходимый размер, не препятствуя перемещению обойм подшипника 13 относительно друг друга. Нормальная работа механизма сохраняется.

Использование: в области обработки металлов давлением. Сущность изобретения : машина для сферодвижения штамповки содержит встроенные в инструментодержатели нижний 25 и верхний 24 инструменты, между которыми при движении качания верхнего инструмента 24 посредством водила 6 изменяется по форме заготовка. Верхний конец водила 6 снабжен шаровой опорой 8 со штифтами, которые размещены вместе с нижней полусферой опоры 8 во фланцевой втулке 16. Верхняя полусфера опоры смонтирована в этой втулке при помощи дополнительной втулки 11. В ступенчатых отверстиях фланцевой втулки 10 размещены направляющие штыри с тарельчатыми пружинами и цилиндрическими головками, которые взаимодействуют с упорным шарикоподшипником 10, установленным в корпусе маховика 3. Фланцевая втулка 10 расположена эксцентрично в корпусе этого маховика в роликоподшипнике 13, внутренняя обойма которого закреплена на фланцевой втулке 10 с возможностью их совместного перемещения в осевом направлении относительно его наружной обоймы, которая зафиксирована в корпусе маховика 3. Машина может быть использована с механизмом обкатывания, в котором изменяется угол наклона водила 6 посредством эксцентричного размещения фланцевой втулки 10 с подвижной шаровой опорой 8 и роликоподшипником 13 в эксцентриковой втулке, являющейся составной частью корпуса маховика и установленной в его основной части посредством подшипниковых средств. В верхней части эксцентриковой втулки смонтировано зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатым валом индивидуального привода. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Машина для сферодвижной штамповки, содержащая установленные в корпусе гидростатический подшипник, прессователь в виде водила с цилиндрической поверхностью на одном конце и опорной сферической поверхностью на другом, размещенный в контакте упомянутой опорной поверхностью с соответствующей опорной поверхностью гидростатического подшипника, маховик клиноременной передачи, смонтированный посредством промежуточного узла на цилиндрической поверхности водила и установленный с помощью подшипниковых средств в корпусе, а также механизм поджатия сферической опорной поверхности водила к опорной поверхности гидростатического подшипника, оснащенный упругими элементами, установленными на маховике клиноременной передачи равномерно по окружности с возможностью взаимодействия с элементами промежуточного узла, отличающаяся тем, что промежуточный узел выполнен в виде установленной на цилиндрической поверхности водила шаровой опоры со штифтами, фланцевой втулки, выполненной со ступенчатыми отверстиями во фланце, пазами для размещения штифтов шаровой опоры и сферической поверхностью, ответной поверхности нижней полусферы шаровой опоры, и установленной в контакте с опорой упомянутыми сферическими поверхностями, дополнительной втулки со сферической поверхностью, ответной поверхности верхней полусферы опоры, размещенной во фланцевой втулке в контакте своей сферической поверхностью с соответствующей поверхностью опоры и закрепленной в ней посредством гайки, расположенных в ступенчатых отверстиях фланца направляющих штырей с цилиндрическими головками для размещения на них упругих элементов, выполненных, например, в виде тарельчатых пружин, упорного подшипника, смонтированного на наружной поверхности фланцевой втулки и установленного между наружными торцевыми поверхностями цилиндрических головок направляющих штырей и поверхностью, выполненной в корпусе маховика расточки, а также роликоподшипника, наружная обойма которого расположена в корпусе маховика эксцентрично относительно его оси и зафиксирована в нем при помощи дополнительной гайки, а внутренняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно наружной обоймы, при этом фланцевая втулка закреплена посредством вспомогательной гайки на внутренней обойме. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом регулировки угла наклона прессователя с приводом, оснащенным зубчатым валом, корпус маховика выполнен составным в виде основной части и установленной в ней с помощью подшипниковых средств эксцентриковой втулки, выполненной с расположенным в ее верхней части зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с зубчатым валом, а наружная обойма роликоподшипника смонтирована в эксцентриковой втулке.