Пресс для штамповки обкатыванием Советский патент 1992 года по МПК B21D37/12 

Изобретение относится к кузнечно- прессовому машиностроению.

Преимущества процесса штамповки обкатыванием по сравнению с традиционной технологией объемной штамповки общеизвестны: значительное снижение технологического усилия и нагрузок на инструмент, повышение стойкости инструмента, возможность получения прецизионных изделий с высокой степенью чистоты поверхности, существенное уменьшение стоимости и габаритных размеров оборудования.

Известен кривошипный пресс, содержащий установленный в направляющих станины ползун, связанный шарнирно с нижней призмой, юторая шарнирно связана с верхней призмой, закрепленной шарнирно со станиной и с шатуном, связанным с приводным кривошипным валом. Для этого пресса характерны высокая скорость перемещения ползуна вниз на ходе приближения и пониженная уменьшающаяся скорость от заданного значения до нуля на ходе деформирования.

Недостатком этого пресса является невозможность осуществления на нем процесса штамповки обкгтыванием.

Известен пресс для получения изделий штамповкой обкатыванием, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун и гидроцилиндр привода ползуна. В траверсе пресса размещен с возможностью качательного движения сфе- родвижитель (инструментодержатель) и электромеханический привод этого сферод ч|VJ

Ю

Ь

ю

ижетеля, выполненный в виде концентриески установленных эксцентриковых втуок, связанных с электродвигателем. феродвижитель установлен под углом к ертикальной оси пресса и под действием привода совершает сложное колебательное вижение, воздействуя через пуансон на заготовку и создавая последовательную платическую деформацию обрабатываемого материала.

Недостатком известной конструкции пресса является существенно большое время деформирования заготовки, что ограничивает производительность пресса и исключает возможность обработки нагретых заготовок из-за их интенсивного охлаж- дения в процессе формоизменения, особенно при штамповке изделий с тонкими полотнами (большим отношением диаметра фланца к его высоте). Увеличить скорость деформирования не представляется возможным, так как усилие деформирования создается гидроцилиндром и увеличение скорости деформирования приведет при насосном приводе пресса к значительному увеличению его установленной мощности, а при насосно-аккумуляторном приводе - к невозможности обеспечения заданных параметров технологического процесса, так как скорость движения рабочего инструмента при насосно-аккумуляторном приводе зависит от силового фактора и не может быть отрегулирована с требуемой точностью. Кроме того, пресс имеет сложную конструкцию привода наклонного ползуна, а червячные и зубчатые передачи ограничивают его номинальное усилие и мощность.

Известен пресс для штамповки обкатыванием, содержащий установленный на ста- нине и размещенный в обойме сферодвижный механизм с водилом, свободный конец которого на подшипниках установлен в расположенном в обойме корпусе.

Недостатком такого пресса является большое время контакта инструмента с заготовкой во время рабочего хода, что не позволяет повысить производительность пресса.

Целью изобретения является повышение производительности за счет уменьшения времени контакта инструмента с заготовкой и повышения эффективности штамповки,

Указанная цель достигается тем, что пресс, содержащий установленный на станине и размещенных в обойме сферодвижный механизм с водилом, свободный конец которого на подшипниках установлен в расположенном в обойме корпусе, снабжен связанным шаровым шарниром со сферод- вижным механизмом полым ползуном, приводным кривошипным валом, связанным

шатуном с верхней призмой, шарнирно соединенной со станиной и с нижней призмой, связанной ползуном, сферодвижный механизм снабжен расположенной в обойме цилиндрической пятой, а корпус сферод0 вижного механизма выполнен с цилиндрической торцевой поверхностью и установлен на цилиндрической пяте, обойма установлена внутри ползуна с возможностью вращения от привода, выполненного в

5 виде электродвигателя, вала, установленного на одном его конце ведомого диска, установленного на станине и связанного с электродвигателем маховика, размещенного на валу и подпружиненного относительно

0 маховика ведущего диска, фрикционных накладок, размещенных на ведущем диске, дополнительного вала, жестко соединенного с обоймой и через промежуточное звено с другим концом вала, при этом сферодвиж5 ный механизм и корпус имеют общий центр вращения.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый пресс, общий вид; на фиг. 2 - механизм ротации; на фиг. 3 - разрез А-А

0 на фиг, 2; на фиг. А - разрез Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - узел I на

фиг. 1; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 7.

Пресс содержит станину 1, в направля5 ющих которой установлен полый ползун 2, связанный шарнирно с нижней призмой 3, которая шарнирно связана с верхней призмой 4, соединенной шарнирно со станиной 1 и с шатуном 5, связанным с кривошипным

0 валом 6, который через зубчатые колеса 7- 10, маховик 11 и ременную передачу 12 связан с электродвигателем 13. На ползуне 2 (фиг, 2) установлен опирающийся на пяту 14 сферодвижетель 15 с водилом 16,скреплен5 ным со сферодвижетелем 15 гайкой 17. Пята 14 и сферодвижетель 15 .представляют шаровой шарнир. Конец водила 16 через подшипники 18 связан с корпусом 19, расположенным внутри обоймы 20 и опира0 ющимся на цилиндрическую пяту 21 обоймы 20. Цилиндрические поверхности корпуса 19 и пяты 21 обоймы 20 имеют один общий центр с шаровым шарниром сферодвижете- ля 15. Водило 16 крепится с подшипниками

5 18 гайками 22. Положение корпуса 19 относительно обоймы 20 регулируется винтом 23, связанным с корпусом 19 осью 24 и с обоймой 20 гайкой 25. Обойма 20 крышкой 26 через подшипники 27 и 28 и крышкой 29. валом 30 и подшипники 31 и 32 установлена

с возможностью вращения относительно ползуна 2. Вал 30 через шестерни 33 и 34 (фиг. 1) связан с валом 35, проходящим через специально предусмотренные отверстия в станине 1 и ползуне 2 и отверстие в маховике 36, установленным с возможностью вращения на станине 2, Верхний конец вала 35 (фиг. 1, 5 и 6( шлицевым соединением 37 и разрезной шайбой 38 связан с ведомым диском 39. На маховике 36 установлена шлицевая втулка 40, которая шлицами связана с ведущим диском 41, подпружиненным упругими элементами (например, пневмоцилиндрами) или пружинами 42 (фиг. 4), усилие которых регулируется винтами 43 и гайками 44. На ведущем диске 41 закреплены фрикционные накладки 45. Маховик 36 ременной передачей 46 связан со шкивом 47 электродвигателя 48. Для предотвращения вращения сферодви- жителя 15 относительно оси водила 16 на ползуне 1 установлен кронштейн 49, в котором установлен палец 50, закрепленный на кронштейне 49 гайкой 51. Палец 50 сферой 52 через сухари 53 соединен с ограничительной скобой 54, закрепленной на сфе- родвижителе 15. В пяте 14 установлены уплотнительные кольца 55 и 56. На сферод- вижетеле 15 закреплен инструмент 57. На станине 1 установлены уравновешивающие цилиндры 58, штоки которых связаны гибкими элементами, например цепями 59, с ползуном 2 (фиг. 1). Для обеспечения жесткой фиксации корпуса 19 в обойме 20 предусмотрены упорные винты 60 и гайки 61-.

Пресс работает следующим образом.

Перед началом работы на прессе включаются электродвигатели 13 и 48. При включении электродвигатель 13 через ременную передачу 12 вращает маховик 11. Зубчатые колеса 7-10 и связанный с ними кривошипный вал 6 не вращаются, так как не включена муфта (на фиг. не показана), соединяющий маховик 11 с зубчатым колесом 10.

При включении электродвигатель 48 через шкив 47 и ременную передачу 46 вращз- ет маховик 36. Ползун 2 находится в крайнем верхнем положении, ведомый диск 39 также находится в крайнем верхнем положении. Контакта между ведомым диском 39 и фрикционными накладками 45 ведущего диска 41 нет. Ведомый диск 39 не вращается, не вращается вал 35 и связанные с ним шестерни 33 и 34, обойма 20 и корпус 19.

Гайкой 25, винтом 23 и винтами 60 и гайками 61 корпус 19 отклоняется так, чтобы водило 16 отклонялось от оси вращение обоймы 20 на угол ротации у. На инструмент 62 (например, матрицу штампа) устанавливается заготовка (на фиг, не показана), включается муфта, которая соединяет маховик 11 с зубчатым колесом 10 и через колеса 9, 8 и 7 с кривошипным валом 6. При враще- 5 нии кривошипного вала 6 шатун 5 воздействует на нижнюю 3 и верхнюю 4 призмы и перемещает ползун 2 вниз. Вместе с ползуном 2 перемещается вниз вал 35 и ведомый диск 39. Так как ведомый диск 39 не нахо0 дится в контакте с фрикционными накладками 45 ведущего диска 41, то ведомый диск 39, связанный с ним вал 35, шестерни 33 и 34, обойма 20 и корпус 19 не вращаются. Не совершает обкатывающего движения и сфе5 родвижетель 15, связанный водилом 16 и подшипниками 18 с корпусом 19. При подходе инструмента 57 к заготовке (на фиг. не показана) ведомый диск 39 входит в контакт с фрикционными накладками 45. При даль0 нейшем движении вниз ползуна 2 и ведомого диска 39 происходит деформация пружин 42 (фиг. 4) и под действием усилия пружин 42 между ведомым диском 39 и фрикционными накладками 45 возникает крутящий

5 момент, который передается от маховика 34, шлицевой втулки 40, ведущего диска 41 и фрикционных накладок 45 на ведомый диск 39 и далее через вал 35, шестерни 34 и 33, 30 на обойму 20, корпус 19 и через

0 подшипники 18 и водило 16 на сферодвижи- тель 15. Сферодвижитель 15 и вместе с ним инструмент 57 начинают совершать обкатывающее движение с углом ротации у. Инструмент 57 входит в контакт с заготовкой и

5 происходит процесс штамповки обкатыванием. При деформировании заготовки ее размеры в плане увеличиваются, что увеличивает площадь контакта инструмента 57 с заготовкой и усилие деформирования. Кон0 струкция пресса снижает интенсивность роста усилия деформирования, так как кинематика кривошипного коленорычажно- го механизма пресса уменьшает скорость перемещения ползуна 2 и, следовательно,

5 подачу инструмента 57 на одно обкатывание по ходу перемещения ползуна 2 в его крайнее нижнее положение. Наибольшая скорость ползуна 2 в конце хода деформирования позволяет существенно снизить

0 усилие деформирования, а незначительная подача инструмента на одно обкатывание улучшить качество полученной поковки.

При дальнейшем вращении кривошипного вала 6 ползун 2 перемещается вверх,

5 перемещается вверх вал 35 и ведомый диск 39, а также под действием пружин 42 ведущий диск 41 с фрикционными накладками 45. После разгрузки пружин 42 ведущий диск 41, с фрикционными накладками 45

.останавливается, фрикционные накладки 45

выходят из контакта с ведомым диском 39, вращение ведомого диска 39, вала 35 и других элементов конструкции, связанных с валом 35 прекращается. Ползун 2 поднимается в крайнее верхнее положение, муф- та, связывающая маховик 11с зубчатым колесом, отключается. Цикл закончен.

Предлагаемый пресс позволяет производить процесс штамповки обкатыванием с высокой производительностью, присущей высокой производительности кривошипных прессов, обеспечивает небольшое время контакта инструмента с заготовкой, повышает эффективность процесса штамповки обкатыванием, так как при штамповке уменьшается подача ползуна и инструмента. Конструкция пресса позволяет повысить ресурс работы основного элемента пресса - сферодвижителя, так как движение сферод- вижителя осуществляется только на ходе де- формирования и коротком участке возвратного хода.

Формула изобретения Пресс для штамповки обкатыванием, содержащий установленный на станине и размещенный в обойме сферодвижный механизм с водилом, свободный конец которого на подшипниках установлен в расположенном в обойме корпусе, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет уменьшения времени контакта инструмента с заготовкой и повышения эффективности штамповки, он снабжен связанным шаровым шарниром со сферодвижным механизмом полым ползуном, приводным кривошипным валом, связанным шатуном с верхней призмой, шарнирно соединенной со станиной и с нижней призмой, связанной с ползуном, сферодвижный механизм снабжен расположенной в обойме цилиндрической пятой, э корпус сферодвижного механизма выполнен с цилиндрической торцевой поверхностью и установлен на цилиндрической пяте, обойма установлена внутри ползуна с возможностью вращения от привода, выполненного в виде электродвигателя, вала, установленного на одном конце ведомого диска, установленного на станине и связанного с электродвигателем маховика, разме- щенного на валу и подпружиненного относительно маховика ведущего диска, фрикционных накладок, размещенных на ведущем диске, дополнительного вала, жестко соединенного с обоймой и через промежуточное звено с другим концом вала, при этом сферодвижный механизм и корпус имеют общий центр вращения.

Использование: кузнечно-прессовое производство. Сущность изобретения: пресс содержит полый ползун, установленный в направляющих станины и связанный шаровым шарниром со сферодвижным механизмом, приводной кривошипный вал, связанный шатуном с верхней призмой, шарнирно соединенный со станиной, и с нижней призмой, связанной с ползуном. Корпус сферодвижного механизма установлен на цилиндрической пяте, расположенной в обойме. Обойма установлена внутри ползуна с возможностью вращения от привода. Привод выполнен в виде электродвигателя, вала, установленного на одном его конце ведомого диска, установленного на станине и связанного с электродвигатепем маховика, размещенного на валу и подпружиненного относительно маховика ведущего диска, фрикционных накладок, размещенных на ведущем диске, дополнительного вала, жестко соединенного с обой- | мой и через промежуточное звено с другим | концом вала. Корпус и сферодвижный механизм имеют общий центр вращения, 8 ил, сл с

6Z

ZWbLLl

w

1 I

,

-J

CO

л

Ю

СП

от з

л

л ю

о

J)

Д-Л

Фиг.8