Пресс для сферодвижной штамповки Советский патент 1989 года по МПК B21D37/12 

«

tS

(Л

ел

о

о

4 J

17

3150041

сферической опоре 9 прессователь 10 с Еодилом, соединенным посредством шарового подшипника скольжения, .сос-- тоящего из корпуса 12 и сферического вкладьша 13, с механическим приводом 14, гидроцилиндр 2 осевого на- гружения, гидравлически связанный с полостью между опорой 9 и прессова- телем 10. Рабочая полость гидроци- JQ линдра также связана с полостью между корпусом 12 и сферическим вклады74

шем 13 подшипника скольжения водила, при этом в эту гидравлическую линию может быть подключен мультипликатор, При подаче жидкости от насоса 17 в гидроцилиндр 2 происходит перемещение траверсы 4 с инструментом 6 и заготовкой 7. При соприкосновении с обкатывающим инструментом 1I, закрепленным на прессователе 10, происходит деформирование заготовки 7. 3 3.п. ф-лы, 2 ил,

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машинах для сферодвижной штамповки. Цель изобретения - повышение надежности и экономических характеристик. Пресс для сферодвижной штамповки содержит станину 1 с установленным на ней сферодвижным механизмом, включающим размещенный в сферической опоре 9 прессователь 10 с водилом, соединенным посредством шарового подшипника скольжения, состоящего из корпуса 12 и сферического вкладыша 13, с механическим приводом, и гидроцилиндр 2 осевого нагружения, гидравлически связанный с полостью между опорой 9 и прессователем 10. Рабочая полость гидроцилиндра также связана с полостью между корпусом 12 и сферическим вкладышем 13 подшипника скольжения водила, при этом в эту гидравлическую линию может быть подключен мультипликатор 24. При подаче жидкости от насоса 17 в гидроцилиндр 2 происходит перемещение траверсы 4 с инструментом 6 и заготовкой 7. При соприкосновении с обкатывающим инструментом 11, закрепленным на прессователе 10, происходит деформирование заготовки 7. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машинах для сферодвиж- ной штамповки.

Целью изобретения является повышение надежности и. экономических характеристик пресса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пресс, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 (проходящий через точку О по подшипниковому узлу . соединения водила пр ссователя с приводом) .

Пресс содержит станину 1, в нижней части которой расположен гидроцилиндр 2 осевого нагруженйя.,Плунжер 3 гидроцилнндра 2 неподвижно закреплен на станине 1, а корпус гидроцилиндра 2 представляет собой под- вижную траверсу 4 пресса, перемещающуюся в направляющих 5 станины 1. На верхней части траверсы 4 закреплен нижний инструмент 6, на котором помещаются обрабатываемые заготовки 7, цилиндрические или кольцевые. В верхней части станины 1 пресса в корпусе 8 шарнирно с сферической опоре 9 закреплен прессователь 10 с води- лом с установленньм на нем обкатывающим коническим инструментом 11 с размерами: R - при штамповке цилиндрической детали и внешнего диаметра R и внут реннего г - при штамповке кольцевой заготовки. При этом водило пре сователя 10 соединено посредством подшипника скольжения, состоящего из корпуса 12 и сферического вкладыща 13, с ротором 14 привода сферодвиж- ного механизма. Зубчатый венец рото- ра 14 входит в зацепление с приводными шестернями 15, установленными . на выходных концах приводных электро

0

s 0

0

5

двигателей 16. Запитка гидроцилиндра 2 осуществляется от гидронасоса 17. Трубопроводом 18 рабочая полость гидроцилиндра 2 соединяется с полостью, образованной сферической опорой 9 и прессователем 10. Фильтр 19 осуществляет очистку жидкости, поступающей в гидросистему, а предохранительный клапан 20 предотвращает перегрузку гидросистемы запитки сферической опоры 9 прессователя 10. Одновременно рабочая полость гидроцилиндра 2 посредством трубопровода соединяется через дроссель 21 с полостью между корпусом 12 и сферическим вкладьш1ем 13. Указанная полость образует камеру, куда поступает жидкость. При этом площадь проекций опорной поверхности подшипника на вер тикальную плоскость А-А принимается равной:

а)0,5-0,75 произведения рабочей площади гидроцилиндра 2 на отношение максимального радиуса конического инструмента 11 к расстоянию L, от центра сферической опоры °9 до поперечной оси симметрии подшипника (фиг. 1) - при обработке цилиндрической заготовки;

б)произведению отношения разности максимальных наружного и внутреннего радиусов конического инструмента 1I к удвоенному.расстоянию от центра сферической опоры 9 до поперечной оси симметрии подшипника на .рабочую площадь гидроцилиндра -2 - при штамповке кольцевой заготовки.

Указанная площадь может быть легко определена в зависимости от принятой конструкции и габаритов подшипника (диаметр подшипника, количества камер для подводки жидкости и

ДР. )5 1

В цепь запитки полости подшипника скольжения также входят регулируемый дроссель 21, краны 22, преобразователь 23 давления (мультипликатор) с поршнем 24 и внутренним шариковым обратным клапаном 25, обратный и предохранительный клапаны 26 и 27. Регулируемый дроссель 21 предназначен для регулировки протока жидкое ти через подшипниковый узел (через зазор или камеру, образованную корпусом 12 и вкладьшем 13). Преобразователь давления (мультипликатор) 23 служит для увеличения давления при переходе от обработки цилиндрических деталей к штамповке кольцевых -заготовок, С этой целью поршень 24 мультипликатора 23 выполнен двухступен- чатым с диаметром d и d, причем полость над частью поршня большего диаметра соединена с атмосферой. Коэффициент мультипликации К представляет собой отношение давлений на выходе (р) и входе (р ), равен (см. фиг. 1):

Краны 22 и клапаны 25 и 26 служат для поочередного подключения давлени жидкости от гидроцилиндра 2 для случая, когда штампуются цилийдричес- кие заготовки непосредственно к подшипнику скольжения и через мультипли катор 23 (при осадке кольцевых заготовок). Клапан 27 предохраняет гидросистему запитки подшипника от перегрузки. Жидкость, протекающая через подшипник скольжения, а также утеч- ки из системы запитки сферической опоры прессователя, собираются в по- лости корпуса 8 и сообщаются со сливом через фильтр 28 с охлаждением.

Пресс работает следующим образом. При подаче жидкости от насоса 17 в гидроцилиндр 2 происходит перемещение по направляющим 5 траверсы 4 с . установленным на ней нижним плоским инструментом 6 и заготовкой 7. При соприкосновении с обкатывающим инструментом 11, закрепленным на прес- сователе 10 происходит деформирование заготовки 7. Обкатывание инструментом 11 осуществляется за счет пе- редачи вращательного движения на ротор 14 от электродвигателя 16 через шестерни 15. Усилие деформирования R-J- приложено эксцентрично по отноше176

нию к оси пресса и находится на расстоянии, равном:

а) (0,5-0,75)-R - в случае осадки цилиндрической заготовки;

б) (R-r) I в случае осадки кольцевой заготовки с наружным радиусом R и внутренним г (см. фиг. 1).

.Указанные соотношения получены на основании анализа распределения контактных давлений между инструментом и заготовкой. В результате эксцентричного приложения технологического усилия R в подшипниковом узле возникает реакция R, поджимающая вкладьщ 13 к корпусу 12. Указанная реакция составляет:

. ., RT-(0,5-0.75)-R

а)R J i i- осадка

цилиндрической заготовки;

б)Rj,, -у,г- осадка кольцево

заготовки.

Усилие .F, где давление в рабочей полости гидрОцилинд- ра 2, а F. - его рабочая площадь.

Учитывая, что площадь проекции опорной поверхности подшипника F выбрана равной:

,

а) F

п

при осадке цилиндрических заготовок;

R-т

б) Fj, 277 при осадке кольцевых заготовок, а давление в полости между корпусом 12 и сферическим вкладышем 13 приблизительно равно давлению в рабочей полости гидроцилиндра 2 (мультипликатор 23 отключен краном 22), возникающая реакция R уравновешивается давлением жидкости аналогично тому, как это имеет место в гидростатическом подшипнике. С целью улучшения эксплуатационных характеристик пресса, а именно упрощения переналадки пресса при переходе от штамповки цилиндрических заготовок к обработке кольцевых деталей, в конструкции предлагаемого пресса предусмотрена возможность подключения в магистраль запитки подшипника мультипликатора 23. При отключении крана 22 непосредственного соединения гидроцилиндра 2 и полости между корпусом 12 и вкладышем 13 и подключении указанной полости посредством мультипликатора 23 (случай раскатки кольцевой заготовки) жидкость от

гидроцилиндра 2 поступает под поршень 24 и через обратный клапан 25 к подшипнику. За-счет разности диаметров поршня 24, а также, учитывая, что полость над частью поршня большего диаметра соединена с атмосферой, поршень 24 перемещается, повышая давление жидкости, поступающей к подшипнику скольжения, в .j/d раз. Если опорная площадь подшипника скольжения определена по вьшеприве- денной методике, применительно к рас- .катке цилиндрических заготовок, и равна

Р„(о,5-о,75) IF,

то при переходе к штамповке кольцевых заготовок, когда коэффициент пропорциональности между опорной поверхностью подшипника и площадью рабочего цилиндра отличается от вьш1е- приведенного и равняется (R-r)/(2L), наличие мультипликатора с коэффици-- ентом

К

R-r

(1. -1,5)R

дает возможность упростить отладку пресса, так как в этом случае не требуется разборка подшипникового узла и замена корпуса 12 с другой опорной поверхностью. Действительно при раскатке кольца

) t.. F а 2,L 2-L

С другой стороны, равнодействующая сил давления жидкости в подшипнико- 40 вом узле (мультипликатор 23 включен) равна:

Pno.., (0,5-0,75).|Fx

«1

R-r

-(R-r)-r/2-L.

42 40,5-0,75). R ГЦ

Таким образом, наличие мультипликатора позволяет использовать один и тот же подшипниковый узел для штам- повки различных типов деталей. Обратные клапаны 25 и 26 перекрывают поток жидкости от ниточника высокого давления в мультипликатор 23 или параллельный ему трубопровод при пооче- редном подсоединении их к зазору в подшипниковом узле. Принимая во внимание, что в приведенных формулах для определения опорной площади подшипника фигурируют размеры конического инструмента 11 в зависимости от максимальных размеров штампуемых на прессе деталей (цилиндрических или кольцевых), то при штамповке заготовок меньших размеров, необходимо пропорциональное уменьшение давления, которое обеспечивается путем регулировки, регулятора 21. Клапаны 20 и 27 предохраняют линии запитки подшипникового узла и сферической опоры прессовате- ля 10 от перегрузки. Дроссель регулирует расход жидкости через полость

между корпусом 12 и вкладышем 13, Жидкость в процессе работы пресса протекает как в подшипниковом узле, так и через сферическую опору, сливаясь в полость корпуса 8, а затем охлаждается и фильтруется через фильтр 28, Учитывая, что жидкость в указанные узлы пресса поступает под давлением, пропорциональным (за счет соединения.с полостью рабочего гидvpoцилиндра 2) технологическому усилию, создаются оптимальные условия для образования гидростатического эффекта в подшипниковом узле и сферической опоре прессователя,

I

Создание гидростатического эффекта в подшипниковом узле и сферической опоре прессователя позволяет путем обеспечения оптимального условия

смазки повысить их надежность и, одт повременно, увеличить КПД сферодвиж- ного механизма в среднем на 8-10%,

Формула изобретения

1, Пресс для сферодвижной штамповки, содержащий станину с установл ен- ным на ней сферодвижным механизмом в виде размещенного в сферической оп ре прессоват-еля с обкатным инструментом и водилом, соединенным посредством подшипника скольжения, состоящего из корпуса и сферического вкладыша, с механическим приводом, и гидроцилиндр осевого нагружения с плун- жером, гидравлически связанный с пол стью между сферической опорой и прее- сователем и с гидроприводом, о т- личающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности и экономических характеристик пресса, рабочая полость гидроцилиндра осевого нагружения гидравлически связана с полостью между корпусом и сферическим

9150

вкладышем подшипника скольжения водила.

от центра сферической опоры до попе- речной оси симметрии подшипника скольжения водила.

3,Пресс по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что, с целью рас- ширения технологических возможностей путем обеспечения осадки кольцевых заготовок, площадь проекции опорной поверхности подшипника скольжения во10

дила на вертикальную плоскость равна произведению отношений разности наружного и внутреннего радиусов об- катываннцего инструмента к удвоенному расстоянию от центра сферической опоры до поперечной оси симметрии подшипника скольжения водила на площадь плунжера гидроцилиндра осевого нагружения

сриг2