ШТАМПОВОЧНЫЙ ПРЕСС Российский патент 2004 года по МПК B30B1/26 

Изобретение относится к механизмам для обработки материалов давлением, а именно к штамповочным прессам.

Известны штамповочные пресса [1], исполнительный механизм которых совершает возвратно-поступательное движение, оказывая технологическое воздействие на заготовку, помещенную между плоскими подвижной и неподвижной плитами.

Недостатками данных устройств являются большие габаритные размеры, высокие энергозатраты, высокая динамика процесса в связи с большой массой рабочего органа, а также низкий КПД.

Известны штамповочные машины ротационного типа [1], рабочие органы которых совершают вращательное движение, оказывая технологическое воздействие на помещенную между ними заготовку при непрерывном перемещении зоны контакта заготовки с инструментом.

Недостатком данных устройств является низкий коэффициент обжатия, ограниченный углом захвата заготовки рабочими органами.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по компоновке и конструкции является гладильный пресс [2], содержащий верхнюю подушку с выпуклой рабочей поверхностью, соединенную с приводом ее перемещения, который выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, шатун которого, жестко соединенный с верхней подушкой, совершает сложное огибающее движение относительно неподвижной подушки с плоской рабочей поверхностью, обрабатывая помещенный между ними материал, причем центр кривизны выпуклой рабочей поверхности подвижной подушки расположен на продолжении оси шатуна со стороны ползуна.

Недостатком данного изобретения является недостаточная ширина штамповочного пространства.

Целью указанного изобретения является устранение указанных недостатков и, прежде всего, увеличение штамповочного пространства.

Поставленная цель достигается тем, что в штамповочном прессе, содержащем неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту с выпуклой в поперечном сечении рабочей поверхностью, соединенную с приводом ее перемещения, причем привод верхней плиты выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, шатун которого жестко соединен с верхней плитой и совпадает с нормалью, проведенной через центр нижней плиты, центр кривизны выпуклой рабочей поверхности подвижной плиты расположен на продолжении оси шатуна со стороны кривошипа.

Схема конструкции штамповочного пресса показана на чертеже.

Устройство состоит из рамы 1, на которой жестко закреплена неподвижная плита 2 с плоской рабочей поверхностью, и приводного механизма, состоящего из ведущего кривошипа 3, ползуна 4 и шатуна 5, на котором жестко закреплена верхняя подвижная плита 6 с выпуклой рабочей поверхностью, образованной дугой окружности радиуса R, проведенной из точки М, расположенной на продолжении оси шатуна 5 со стороны кривошипа. Положение этой точки, имеющей шатунную кривую с нижним прямолинейным участком и верхним криволинейным участком, определяется одним из методов синтеза симметричного эллиптического прямолинейно-направляющего механизма, известных в теории механизмов. Качение верхней плиты 6 по нижней плите 2 в случае параллельности рабочей поверхности нижней плиты 2 прямолинейному участку траектории точки М обеспечено при любом R, но из условия минимального скольжения между рабочими поверхностями плит 2 и 6 радиус R выбирается таким, чтобы длина дуги рабочей поверхности верхней плиты 6 была равна ширине рабочей поверхности нижней плиты 2. Ширина рабочей поверхности плиты 2 не должна превышать длины прямолинейного участка шатунной кривой точки М. Ширина рабочей поверхности плиты 2 определяет величину штамповочного пространства и зависит от функции поворота шатунной плоскости

L=|2(r₁ sin ϕ₁+r₂ sin ϕ₂)|,

где r₁ - длина кривошипа,

r₂ - расстояние между точкой сочленения кривошипа и шатуна и точкой М,

ϕ₁ - угол поворота кривошипа - обобщенная координата,

ϕ₂ - функция поворота шатунной плоскости.

Для эллиптического прямила функция поворота шатунной плоскости ϕ₂=ϕ₂(ϕ₁).

По теореме синусов

r₁/(π-ϕ₂)=b/(sinϕ₁),

где b - длина шатуна.

Отсюда

Ширина штамповочного пространства плиты 2 пресса

L=|2(r₁sinϕ₁+r₂(r₁sinϕ₁/b))|=|2r₁sinϕ₁(1+r₂/b)|,

Сравним с прототипом - гладильным прессом.

Функция поворота шатунной плоскости кривошипно-ползунного механизма гладильного пресса [2]

ϕ₂=π+arcsin(r₁sinϕ₁/b).

Ширина рабочей поверхности неподвижной подушки 2 гладильного пресса [2]

L=|2(r₁sinϕ₁+r₂(r₁sinϕ₁/b))|=|2r₁sinϕ₁(1-r₂/b)|.

Применение эллиптического прямила с функцией поворота шатунной плоскости по формуле (1) и расположение центра кривизны выпуклой рабочей поверхности подвижной плиты 2 на продолжении оси шатуна со стороны кривошипа при тех же линейных размерах звеньев увеличивает ширину штамповочного пространства в |(b+r₂)/(b-r₂)| раз по сравнению с прототипом. Например, гладильный пресс при заданный входных параметрах синтеза ϕ₁=60°, r₁=15, b=35 имеет

Тогда L=|2r₁sinϕ₁(1-r₂/b)|=|2·15·0,81·(1-142,3/35)|=74.5.

При тех же входных параметрах синтеза расстояние r₂ в схеме предлагаемого штамповочного пресса такое же, как и в схеме гладильного пресса, r₂=142,3. А ширина штамповочного пространства

L=|2r₁sinϕ₁(1+r₂/b)|=|2·15·0,81·(1+142,3/35)|=123,1

Таким образом, ширина штамповочного пространства увеличилась более чем в 1,6 раза по сравнению с гладильным прессом.

Штамповочный пресс работает следующим образом.

Листовой материал укладывают на нижнюю плиту 2 и включают привод пресса (не показан). При вращающемся кривошипе 3 шатун 5 перемещает верхнюю плиту так, что при рабочем ходе, соответствующем движению точки М по прямолинейному участку шатунной кривой, плита 6 обкатывает своей рабочей поверхностью плоскую рабочую поверхность нижней плиты 2 и штампует изделие, прессуя по принципу пресс-папье, а при холостом ходе, соответствующем движению точки М по верхнему криволинейному участку шатунной кривой, происходит перенос плиты в исходное положение, показанное пунктиром. Привод останавливают, а изделие снимают с плиты 2.

Литература

1. Кузнечно-штамповочное оборудование: Учебник для машиностроительных вузов / А.Н.Банкетов, Ю.А.Бочаров, Н.С.Добринский и др.; Под ред. А.Н.Банкетова, Е.Н.Ланского. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. – 576 с.

2. А.С. 1560662 СССР, М. кл. D 06 F 71/00.

Изобретение относится к механизмам для обработки материалов давлением, а именно к штамповочным прессам. Штамповочный пресс содержит неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту с выпуклой в поперечном сечении рабочей поверхностью, соединенную с приводом ее перемещения. Привод верхней плиты выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма. Шатун упомянутого механизма жестко соединен с верхней плитой и совпадает с нормалью, проведенной через центр нижней плиты. Центр кривизны выпуклой рабочей поверхности подвижной плиты расположен на продолжении оси шатуна со стороны кривошипа. В результате обеспечивается увеличение штамповочного пространства. 1 ил.

Штамповочный пресс, содержащий неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту с выпуклой в поперечном сечении рабочей поверхностью, соединенную с приводом ее перемещения, причем привод верхней плиты выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, шатун которого жестко соединен с верхней плитой и его ось совпадает с нормалью, проведенной через центр нижней плиты, отличающийся тем, что центр кривизны выпуклой рабочей поверхности подвижной плиты расположен на продолжении оси шатуна со стороны кривошипа.