Компенсатор неравномерности нагружения штампа Советский патент 1992 года по МПК B30B15/28 

/J }5 18 Jtf I / /

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использовано для компенсации погрешностей изготовления, сборки, износа и упругих деформаций прессов и штамповой оснастки.

Известен компенсатор неравномерности нагружения штампа к прессу, содержащий опорную плиту с размещенными в ней полым хвостовиком и подпятником, сопряженными по сферической поверхности с возможностью перемещения относительно друг itpyra, прокладкой, телами качения и упругими злементами, а также верхнюю плиту, жестко соединенную с хвостовиком.

Недостатком известного конпенсатора является низкая зффективность демпфирования (гашения) упругих колебаний штампа, закрепленного на верхней плите компенсатора, что приводит к возникновению дополнительных динамических нагрузок на направляющие злементы и рабочие детали штампа, резко снижающих их стойкость. Кроме того, известный компенсатор имеет большую высоту, чем уменьшает закрытую высоту и технологические возможности пресса.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента за счёт повышения эффективности демпфирования упругих колебаний штаМпа и уменьшение габаритных размеров конпенсатора по высоте.

Цель достигается тем, что предлагае мый компенсатор снабжен по меньшей мере одним дополнительным узлом соединения плит, из которых выполнена с выступами на нижнем торце, хвбстовик выполнен в виде шарового сегмента, а средства возврата выполнены в виде размещенных между обращенными друг к другу боковыми пЬверхностями выступов плит шайб со сферическими опорными поверхностями равного радиуса и установленных между шайбами и соединенных последовательно двух упругих злементов разной жесткости, закрепленных на каждой из шайб, при этом на боковых поверхностях выступов .плит выполнены сферические выемки для размещения шайб, а в выступах нижней плиТы выполнены углубления для размещения упругих втулок узлов соединения.

На фиг. 1 представлен предлагаемый компенсатор неравномерности нагружения штампа; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема предлагаемого компенсатора, установленного на столе пресса открытого типа; на фиг. 4 - схема выполнения двух упругих элементов различной жесткости в виде сопряженных винтовой цилиндрической И кольцевой дружин; на фиг. 5 - то же,

в виде блока полиуретана с центральной вставкой из мягкой резины.

Предлагаемый компенсатор состоит из верхней 1 и нижней 2 плит, установленных

с зазором друг относительно друга. Нижняя плита 2 имеет выступы на верхнем торце, а верхняя плита 1 с помощью винтов 3 неподвижно связана с хвостовиком 4, который выполнен в виде шарового сегмента с центральным отверстием для удаления деталей или отходов при штамповке напровал. Сферическая поверхность шарового сегмента 4 сочленена с возможностью относительного перемещения со сферической поверхностью подпятника 5. Последний установлен на телах б качения, помещенных в сепараторе 7 и расположенных на прокладке 8, размещенной в центральном гнезде, образованном выступами нижней плиты 2. Верхняя 1 и нижняя 2 плиты связаны между собой несколькими узлами соединения, выполненными, например, в виде винтов 9, которые сопряжены в вертикальном направлении с упругими втулками 10, выполненными, например, в виде пружин или шайб из полиуретана, резины и т.п. Упругие втулки 10 узлов соединения размещены в углублениях, выполненных в выступах нижней плиты 2. Количество винтов 9 и упругих

0 втулок 10 выбирают из условия их прочности и сохранения контакта между сферическими поверхностями шарового сегмента 4 и подпятника 5 при обратном ходе ползуна пресса вверх.

5 На нижнем торце верхней плиты 1 выполнены выступы, представляющие собой, например, планки 11, прикрепленные к плите любым известным способом: винтами, сваркой и т.п. Между обращенными друг к другу боковыми поверхностями выступов верхней 1 и нижней 2 плит размещены средства возврата верхней плиты в исходное положение. Они выполнены в виде соединенных последовательно двух упругих элементов 12 и 13 разной жесткости. Торец упругого элемента 12 соединен с шайбой 14, а упругого элемента 13 - с шайбой 15. Обе шайбы имеют противоположно расположенные сферические опорные поверхности равного радиуса R, Сферические поверхности этих шайб сочленены со сферическими выемками, выполненными напротув друг друга на боковых поверхностях выступов плит 1 и 2; сферические шайбы 14

5 и 15 предназначены для центрирования обоих упругих элементов 12 и 13 при угловом смещении верхней плиты 1 относительно нижней плиты 2..

Компенсатор устанавливают на столе 16 пресса, имеющего, например, станину 17

открытого типа (фиг. 3). На верхней плите компенсатора монтируют штамп, состоящий из верхней 18 и нижней 19 половин, соединенных направляющими колонками 20 и втулками 21. Верхняя половина 18 штампа жестко крепится к ползуну 22 пресса.

Упругие средства возврата верхней плиты в исходное положение могут быть выполнены в виде сопряженных винтовой цилиндрической 23 и кольцевой 24 пружин (фиг. 4). Они сопряжены между собой посредством полого стакана 25 и центрируются по внутренней поверхности витков с помощью стержневых частей сферических шайб 14 и 15.

Возможно выполнение упругих средств возврата разной жесткости в виде блока полиуретана (или твердой резины) 26 с центральной вставкой 27 ,из мягкой резины (фиг. 5). В этом случае сферические шайбы 14 и 15 центрируют блок 26 и центральную вставку 27, обхватывая их по наружной поверхности.

Принцип действия предлагаемого компенсатора заключается в следующем.

Перед началом штамповки нижнюю плиту 2 компенсатора закрепляют на столе 16 пресса. Сверху на компенсаторе распо лагают штамп, нижняя половина 19 которого жестко соединяется (например, винтами, прихватами и т.п.) с верхней плитой 1 компенсатора, а верхняя половина 18 - с ползуном 22 пресса. При холостом ходе ползуна вниз и перекосе его за счет неточностей изготовления, сборки и износа пресса вёрг хняя 18 и нижняя 19 половины штампа, соединенные направляющими колонками 20 и втулками 21, смещаются в ту же сторону. Это становится возможным за счет углового поворота шарового сегмента 4 относитель-/ но сферического углублеь/ия в подпятнике 5 и линейного перемещения верхней плиты, 1 вместе с шаровым сегментом 4 и подпятником 5 по телам 6 качения при сжатии упругих элементов 12 малой жесткости. Любые упругие колебания и смещения деталей пресса (ползуна, шатуна, главного вала и др.), а также штампа (верхней и нижней плит, направляющих колонок и др.) воспрйнимаются и гасятся этими элементами. В период холостого хода происходит непрерывная подстройка нижней половины 19 штампа под верхнюю 18 путем углового и линейного перемещений верхней плиты 1 компенсатора. Направляющие колонки 20 при этом служат элементом связи между верхней и нижней половинами штампа, по которым передаются упругие колебания, смещение, перекосы деталей штампа и

пресса, возникающие при холостом ходе ползуна.

Во время рабочего хода имеет место резкое возрастание усилия на ползуне. Под действием этого усилия происходит упругая деформация станины 17 пресса. Стойка станины открытого типа упруго изгибается, а стол и траверса пресса оказываются наклоненными к горизонтальной плоскости, причем наклон стола вниз направлен в противоположную сторону от стойки. Поэтому подпятник 5 компенсатора перемещается путем перекатывания тел 6 качения по наклоненному столу 16 до полного сжатия упругих элементов 12 меньшей жесткости На величину Аи упора в упругие элементы 13 большей жесткости. Последние ограничивают дальнейшее перемещение подпятника 5 по наклоненному столу 16 пресса. После выполнения технологической операции при резком снятии нагрузки (например, в момент скола материала при вырубке, пробивке, резке и т.п.) станина разгружается и сжимается, принимая свою первоначальную форму.

Упругое растяжение и сжатие станины за кратковременные промежутки времени приводит к возникновению упругих колебаний, как самой станины, так и других деталей пресса вместе со штампом, которые воспринимаются и гасятся упругими элементами 13 большой жесткости. При выполнении последних в виде кольцевых пружин 24(фиг. 4) обеспечиваются высокие демпфирунэщие возможности за счет сил трения, возникающих при перемещении колец друг относительно друга. Кольцевая пружина представляет собой совмещение пружины и фрикционного демпфера, что обеспечивает при периодических ударных нагрузках компенсатора, наряду с другой амортизацией, поглощение энергии удара и предотвращение колебаний системы пресс - штамп компенсатор. Выполнение упругих элементов большой жесткости в виде блока полиуретана или твердой резины (фиг. 5) обеспечивает более эффективное гашение упругих колебаний системы за счет значительного внутреннего трения, но прочность и нагрузочная способность таких элементов меньше, чем кольцевых пружин. Поэтому второй вариант выполненияу пругих средств возврата приемлем для компенсаторов, устанавливаемых на прессы небольшого усилия. При угловых смещениях верхней плиты 1 компенсатора упругие элементы 12 и 13 самостоятельно центрируются и поворачиваются вместе за счет наличия сферических шайб 14 и 15, оставаясь нормально направленными к боковой поверхности выступов плит 1 и 2.

Таким образом, упругий элемент 12 меньшей жесткости предназначен для демпфирования (гашения) колебаний штампа при упругом изгибе направляющих колонок в процессе холостого хода ползуна пресса, для выборки зазоров, люфтов, неточностей изготовления и сборки, а также для центрирования верхней плиты компенсатора при возврате ее в исходное положение после завершения рабочего хода. Назначение упругого элемента 13 большей жесткости заключается в демпфировании упругих колебаний системы при резкой нагрузке и разгрузке станины 17 в процессе рабочего хода и в ограничении перемещения компенсатора по наклоненному при упругой деформации станины столу 16 пресса. Вместе оба упругих злемента 12 и 13, установленные последовательно друг, за другом, за счет различной своей жесткости обеспечивают эффективное демпфироеание упругих колебан;/1й подвижных частей пресса, штампа и компенсатора после резкого снятия технологической нагрузки, например при вырубке, пробивке, отрезке и т.п.

. В процессе обратного холостого хода ползуна 22 пресса вверх сохраняется контакт между сферическими поверхностями шарового сегмента 4 и подпятника 5, а также между плоской поверхностью подпятника 5, телами 6 качения и прокладкой 8 за счет наличия винтов 9 и упругих втулок 10, предварительно сжатых в вертикальном направлении. Упругие втулки 10 не препятствуют угловым и линейным перемещениям верхней плиты 1, так как помещены в цилиндрических углублениях нижней плиты 2 с радиальным зазором, величина которого не менее величины смещения верхней пЛиты компенсатора.

Применение предлагаемого компенсатора обеспечивает повышение стойкости штамповочного инструмента при разделительных операциях, а также уменьшение высоты и, следовательно, материалоемкости компенсатора.

Фор мула изобретения

Компенсатор неравномерности нагружения штампа, содержащий нижнюю плиту с выступами на верхнем торце, размещенные в гнезде, образованном выступами

нижней плиты, подпятник со сферической поверхностью, прокладку и установленные между прокладкой и подпятником тела качения, сочлененный с подпятником по сферической поверхности с возможностью

относительного перемещения хвостовик с центральным отверстием, неподвижно связанную с хвостовиком верхнюю плиту, а также упругие средства возврата верхней плиты в исходное положение и узел соединения верхней и нижней плит с упругой втулкой, размещенной в нижней плите, и. резьбовым элементом, связывающим упругую втулку с верхней плитой, отличающийся тем, что, с целью повышения

стойкости инструмента за счет повышения эффективности демпфирования упругих колебаний штампа и уменьщения габаритных размеров по высоте, он снабжен по меньшей мере одним дополнительным узлом соединения плит, верхняя плита выполнена с выступами на нижнем торце, хвостовик выполнен в виде шарового сегмента, средства возврата выполнены в виде размещенных между обращенными друг к другу боковыми

поверхностями выступов плит шайб со сферическими опорными поверхностями равного радиуса и установленных между шайбами и соединенных последовательно двух упругих элементов разной жесткости,

закрепленных каждый на одной из шайб, при этом Набоковых поверхностях выступов плит выполнены сферические выемки для размещения шайб, а на выступах нижней плиты выполнены углубления для размещения упругих втулок узлов соединения.

1710350

Вид А

Фиг.2

17

ФигЛ

Изо&ретение относится к кузнечно- прессовому машиностроению, в частности ккомпенсаторам неравномерности нагруже- ния штампа. Цель изобретения - повышение стойкости инструмента. При ходе ползуна пресса вниз происходит перекос ползуна со штампом. При перекосе верхняя плита 1 компенсатора с хвостовиком 4 совершает угловой поворот относительно подпятника 5, который смещается по телам 6 качения, смонтированным в нижней плите 2. Поворот плиты 1 относительно плиты 2 гасится боковыми упругими элементами 12 и 13 разной жесткости. 5 ил.