ПРЕСС ДЛЯ ШТАМПОВКИ ОБКАТЫВАНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК B21D37/12 B30B1/26 

Предлагаемое изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, точнее к прессам для штамповки обкатыванием.

Известен пресс для штамповки обкатыванием, содержащий станину, в верхней части которой размещен электродвигатель. Вращение от электродвигателя через клиноременную передачу, муфту и коробку передач передается на приводные валы с укрепленными на них эксцентриковыми втулками, которые через подшипники соединены со станиной и верхним штамподержателем (см. журнал VDI Berichte, N 266, 1976, с. 30-31).

Основным недостатком этого пресса является многозвенность кинематической цепи движения верхнего штамподержателя, и как следствие, снижение надежности пресса.

Известен пресс для штамповки обкатыванием, содержащий станину, на которой установлены с возможностью перемещения от гидравлического цилиндра нижний инструментодержатель и смонтирован верхний инструментодержатель, выполненный в виде патрона, опирающегося на сферический подпятник и имеющего форму колокола с направляющей цапфой, установленной в контакте с центральной втулкой, размещенной в эксцентриковой втулке, соединенной посредством промежуточной передачи с двигателем [1]
Недостатком вышеуказанного пресса является то, что качание верхнего инструментодержателя осуществляется непосредственно от электродвигателя и ведет к увеличению его мощности, причем эксцентриковая втулка привода изменения угла наклона верхнего инструментодержателя расположена снаружи эксцентриковой втулки привода качания, что ведет к увеличению габаритов пресса и, как следствие, к его повышенной вибрации, так как увеличение габаритов подшипников, в которых втулка установлена, влечет за собой увеличение зазоров в подшипниках.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является сокращение габаритов и металлоемкости пресса, а также повышение его надежности и долговечности.

Поставленная задача решается тем, что в известном прессе для штамповки обкатыванием, содержащем станину, на которой установлен с возможностью перемещения от гидравлического цилиндра нижний инструментодержатель и смонтирован верхний инструментодержатель, выполненный в виде патрона, опирающегося на сферический подпятник и имеющего форму колокола с направляющей цапфой, установленной в контакте с центральной втулкой, размещенной в эксцентриковый втулке, соединенной посредством промежуточной передачи с двигателем, промежуточная передача выполнена в виде установленного с помощью подшипникового узла на станине маховика с эксцентриковым шпинделем и верхней открытой полостью, в которой размещена эксцентриковая втулка, выполненная с расположенным в ее верхней части зубчатым колесом с внутренним зацеплением, двух диаметрально расположенных относительно оси зубчатого колеса валов-шестерней, образующих с колесом планетарную зубчатую передачу, редуктора, включающего корпус, размещенный в открытой верхней полости маховика, два колеса с наружным зацеплением, смонтированные на верхних концах валов-шестерней и установленные с помощью подшипниковых узлов в упомянутом корпусе, и дополнительный вал-шестерню, смонтированную по оси маховика во взаимном зацеплении с упомянутыми колесами, а также управляемой муфты-тормоза с дисками, закрепленными на оси дополнительного вала-шестерни с возможностью взаимодействия с подвижными вдоль оси фрикционными дисками, при этом станина выполнена со скобой, корпус и упомянутая скоба снабжены закрепленными на них направляющими, одна часть фрикционных дисков установлена на направляющих корпуса, вторая часть на направляющих скобы, а оси вращения маховика и центральной втулки расположены симметрично относительно оси вращения зубчатого колеса с внутренним зацеплением.

Кроме того, пресс снабжен смонтированным на верхнем диске управляемой муфтой-тормоза вращающимся соединением с полым валом для подвода энергоносителя в управляемую муфту-тормоз по внутренним каналам последней и подачи смазки в редуктор через упомянутый полый вал соединения и отверстие, выполненное в дополнительное вале-шестерне.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен схематически общий вид пресса; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 место Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 разрез A₁-A₁ на фиг. 1 (вариант с дополнительным двигателем).

Пресс для штамповки обкатыванием содержит встроенные в инструментодержатели нижний 1 и верхний 2 штампы, между которыми при движении качания верхнего штампа 2 изменяется по форме обрабатываемое изделие 3.

Нижний штамп 1 посредством гидравлического цилиндра 4 с поршнем 5 опирается на станину 6 пресса с возможностью вертикального перемещения вверх к верхнему штампу 2, посредством подачи в цилиндр 4 давления от гидравлической системы (на чертеже не показана).

Внутри поршня 5 расположен с возможностью вертикального перемещения выталкиватель 7, подающий обрабатываемое изделие 3 после его готовности из нижнего штампа 1. Для этого нижняя часть выталкивателя 7 представляет собой поршень 8, цилиндрическая камера которого образована в поршне 5 и присоединена к упомянутой гидравлической системе.

На нижней торцовой стороне верхней части 9 пресса установлены направляющие колонки 10, которые входят в соответствующие отверстия 11, расположенные на верхней торцовой стороне поршня 5. Таким образом, обеспечивают оптимальное направление верхнего 2 и нижнего 1 штампов и удерживают поршень 5 от проворота.

На верхней части 9 пресса расположен имеющий форму колокола верхний инструментодержатель в виде патрона 12, несущего верхний штамп 2. Патрон опирается на сферический подпятник 13, выполненный в виде сферического подшипника, причем путем соответствующего перемещения патрона в подпятнике 13 верхнему штампу 2 можно сообщать движения качания.

Для этого от патрона 12 центрально и вертикально вверх выступает направляющая цапфа 14, снабженная вверху шаровой головкой 15, установленной в центральной втулке 16, которая размещена посредством подшипников качания 17 внутри эксцентриковой втулки 18, которая в свою очередь посредством подшипников скольжения 19 и 20 размещена в эксцентриковом шпинделе 21 маховика 22, смонтированного на подшипниках качения 23 в верхней части 9 пресса и соединенного посредством клиноременной передачей с двигателем 25.

Верхняя часть эксцентриковой втулки 18 снабжена зубчатым колесом 26 с внутренним зацеплением. Ось Д вращения этого колеса является осью симметрии для оси Е вращения маховика 22 и оси Ж центральной втулки 16. Зубчатое колесо 26 образует планетарную зубчатую передачу с диаметрально установленными относительно оси Д валами-шестернями 27, смонтированными при помощи подшипниковых средств 28 в корпусе редуктора 29, установленного со стороны открытой полости 30 маховика 22.

На верхних концах валов-шестерен 27 в корпусе редуктора 29 жестко смонтированы зубчатые колеса 31 с наружным зацеплением, которые образуют зубчатую передачу с дополнительным валом-шестерней 32, смонтированным в упомянутом редукторе по оси Е вращения маховика 22.

Верхний шлицевой конец дополнительного вала-шестерни 32 служит для установки дисков 33 и 34 управляемой муфты-тормоза 35. На диске 33 закреплены пакеты пружины 36, контактирующие с поршнем 37, а между дисками 33 и 34 и фланцем 38 поршня 37 расположены подпружиненные фрикционные диски 39 и 40, один (39) из которых связан через направляющие штыри 41 со скобой 42, жестко установленной на верхней части пресса, а другой (40) через направляющие штыри 43 с крышкой редуктора 29.

На диске 33 установлен корпус 44 вращающегося соединения (воздух-масло - подводящей головки) 45, через полый вал 46 которого и отверстие 47 в вале-шестерне 32 масло подается для смазки редуктора 29, причем излишки этого масла через втулки 48 с отверстиями 49 используются для смазки поливом венца зубчатого колеса 26, а в зазор 50 между коаксиально расположенными полыми валами 46 и 51 и по отверстиям 53 в корпусе 44 и диске 39 сжатый воздух поступает под поршень 37 управляемой муфты тормоза.

Одним из вариантов привода вала-шестерни 32 может быть ее связь посредством неуправляемой муфты 52 с валом дополнительного привода от двигателя 53, установленного на скобе 42 станины 9.

Пресс для штамповки обкатыванием работает следующим образом.

При включении двигателя 25 через клиноременную передачу 24 маховик 22 получает вращательное движение в подшипниках 23 вокруг оси Е. Вместе с маховиком 22 вращается относительно оси Е зубчатое колесо 26, центральная втулка 16 с шаровой головкой 15 направляющей цапфы 14, а также корпус редуктора 29, при этом направляющая цапфа 14 совершает качательное движение в шарообразном подпятнике 13. Диски 33 и 34 также вращаются относительно оси Е, т.к. пакеты пружины 36, воздействуя на фланец 38 поршня 37 через фрикционный диск 40, жестко соединяет их через направляющие штыри 43 с корпусом редуктора 29. При этом между фрикционным диском 39 и диском 33 образуется зазор. В связи с тем, что вращение всех деталей, установленных в маховике 22. происходит относительно оси Е, то расстояние между осями Д, Е и Ж не изменяются, т.е. угол наклона направляющей цапфы 14 не изменяется.

При необходимости изменение угла наклона направляющей цапфы 14 осуществляется следующим образом.

Через вращающееся соединение 45 подается сжатый воздух, который осуществляет сжатие пакетов пружин 36 за счет перемещения поршня 37 с фланцем 38, при этом происходит растормаживание фрикционного диска 40, фланца 38 и диска 34 и затормаживание фрикционного диска 39 и диска 33. Так как фрикционный диск 39 связан через направляющие штыри 41 с неподвижной скобой 42 станины 6, то происходит останов вращающегося диска 33 и связанного с ним вала-шестерни 32, при этом все остальные детали, установленные в маховике 22, продолжают вращаться относительно оси Е. В связи с тем, что зубчатые колеса 31 находятся в зацеплении с валом-шестерней 32, происходит вращение колес 31 относительно их осей. Относительно своих осей вращаются также валы-шестерни 27, т.к. они жестко связаны с зубчатыми колесами 31.

Вращающиеся вокруг своих осей валы-шестерни 27 приводят во вращение относительно оси Д зубчатое колесо 6. Зубчатое колесо 26 совершает вращательное движение относительно оси Д и вместе с маховиком 22 вокруг оси Е, а т.к. в зубчатом колесе 26 установлена центральная втулка 16 с шаровой головкой 15 направляющей цапфы 14, то происходит изменение расстояния между осью Е и осью Ж. При изменении расстояния между этими осями от максимума до минимума происходит изменение угла наклона направляющей цапфы 14 относительно оси Е от максимума до нуля при расстояниях между осями Е и Д, равных расстоянию между осями Д и Ж.

Установка привода изменение угла наклона верхнего инструментодержателя со штампом 2 от дополнительного двигателя 53 позволяет изменять скорость вращения зубчатого колеса 26 с эксцентриковой втулкой 18 вокруг их оси Д, в результате чего верхний инструментодержатель со штампом 2 может совершать четыре вида движения, а именно: круговое, прямолинейное, "многолепестковое" и спиралеобразное, в зависимости от формы и требований штампуемой детали.

Использование: в области обработки металлов давлением. Сущность изобретения: пресс содержит станину, на которой смонтированы нижний и верхний инструментодержатели. Последний выполнен в виде патрона, опирающегося на сферический подпятник и имеющего форму колокола с направляющей цапфой. Цапфа расположена в контакте с центральной втулкой, размещенной в эксцентриковой втулке. Упомянутая эксцентриковая втулка соединена с двигателем посредством промежуточной передачи. Промежуточная передача включает маховик с эксцентриковым шпинделем и верхней открытой полостью, два диаметрально расположенных относительно оси зубчатого колеса, выполненного на эксцентриковой втулке, вала-шестерни, редуктор, дополнительный вал-шестерню и управляющую муфту-тормоз с дисками. Пресс оснащен вращающимся соединением для подвода энергоносителя в управляемую муфту-тормоз и подачи смазки в редуктор. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1 1. Пресс для штамповки обкатыванием, содержащий станину, на которой установлен с возможностью перемещения от гидравлического цилиндра нижний инструментодержатель и смонтирован верхний инструментодержатель, выполненный в виде патрона, опирающегося на сферической попятник и имеющего форму колокола с направляющей цапфой, установленной в контакте с центральной втулкой, размещенной в эксцентриковой втулке, соединенной посредством промежуточной передачи с двигателем, отличающийся тем, что промежуточная передача выполнена в виде установленного с помощью подшипникового узла на станине маховика с эксцентриковым шпинделем и верхней открытой полостью, в которой размещена эксцентриковая втулка, выполненная с расположенным в ее верхней части зубчатым колесом с внутренним зацеплением, двух диаметрально расположенных относительно оси зубчатого колеса валов-шестерней, образующих с колесом планетарную зубчатую передачу, редуктора, включающего корпус, размещенный в открытой верхней полости маховика, два колеса с наружным зацеплением, смонтированных на верхних концах валов-шестерней и установленных с помощью подшипниковых узлов в упомянутом корпусе, и дополнительный вал-шестерню, смонтированную по оси маховика во взаимном зацеплении с упомянутыми колесами, а также управляемой муфты-тормоза с дисками, закрепленными на оси дополнительного вала-шестерни с возможностью взаимодействия с подвижными вдоль оси фрикционными дисками, при этом станина выполнена со скобой, корпус и упомянутая скоба снабжены закрепленными на них направляющими, одна часть фрикционных дисков установлена на направляющих корпуса, вторая часть на направляющих скобы, а оси вращения маховика и центральной втулки расположены симметрично относительно оси вращения зубчатого колеса с внутренним зацеплением.2 2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен смонтированным на верхнем диске управляемой муфты-тормоза вращающимся соединением с полым валом для подвода энергоносителя в управляемую муфту-тормоз по внутренним каналам последней и подачи смазки в редуктор через упомянутый полый вал соединения и отверстие, выполненное в дополнительном вале-шестерне.