Пресс для гибки заготовок с растяжением

 

1. ПРЕСС ДЛЯ ГИБКИ ЗАГОТОВОК РАСТЯЖЕНИЕМ, содержащий пуансон , два зажима, каждый из которых установлен на поворотном растяжном гидроцилиндре , шарнирно закрепленном на поворотном гибочном рычаге, с приводом от гибочного гидроцилиндра, датчики линейного перемещения зажимов и сельсины-датчики углов поворота гибочных рычагов, систему записи и вопроизведения траектории движения зажимов, систему формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров и управляемые сервоклапаны , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и качества изготовления изделий, он снабжен блоком синхронизации перемещения зажимов и ввода исходных данных, выполненным в виде дифференциального усилителя, два входа которого соединены с выходами датчиков линейного перемещения зажимов, а выход - с системой формирования управляющего электрического сигнала одного из растяжных гидроцилиндров, задатчика скорости пере.мещения зажимов растяжных гидроцилиндров, электрически связанного с системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, задатчиков площади поперечного сечения заготовки и уровня механических свойств, а также перемножающего элемента, входы которого соединены с выходами задатчиков площади поперечного сечения заготовки и уровня механических свойств, а выход - с системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, узлом определения угла огибания заготовкой пуансона, выполненным в виде последовательно соединенных с сельсином-датчиком углов поворота гибочного рычага, дифференциального сельсина, установленного по оси поворота растяжного гидроцилиндра, и сельсина-приемника , соединенного с системой записи и воспроизведения траектории движения зажимов, электродатчиками давления , установленными в гидросистеме растяжных гидроцилиндров, встроенны.ми в систе.му записи и воспроизведения траектории движения зажимов, и программным блоком задания предварительного растяжения, рас (Л тяжения в процессе изгиба и калибровочного растяжения, сумматором программ и сравнивающим узлом, один из входов которого соединен с датчиком перемещения зажимов , другой - с выходом сумматора программ , а выход - с клапаном управления гибочного гидроцилиндра и системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, а так же включенны.м в систему формирования упсо ю равляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров компаратором, релейным и дифференциальным усилителями и реле , об.мотка которого соединена с выходом сравнивающего узла, раз.мыкающие контакты реле выполнены с возможностью периодического соединения выхода дифференциального усилителя и выхода задатчика скорости с дифференциальным усилителем, а замыкающие контакты реле также выполнены с возможностью периодического соединения выхода сумматора с дифференциальным усилителем , причем входы компаратора соединены с выходами перемножающего элемента и электродатчика давления в гидросистеме , а выход через релейный усилитель - с датчиком перемещения зажимов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1 107927

3С51 В 21 D 7/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3523865/25-27 (22) 21 12.82 (46) !5.08.84. Бюл. № 30 (72) В. П. Чистяков, М. И. Хасьянов, Ю. Н. Пименов, К. Г. Герман, Я. Л. Кушнир, Э. Б. Рибчинец, А. М. Копелевич, В. С. Галеев и И. А. Казаков (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С. П. Королева и Куйбышевский авиационный завод (53) 621.981.1 (088.8) (56) 1. Патент США № 3948071, кл. В 21 D 11/04, 06.04.76 (прототип). (54) (57) 1. ПРЕСС ДЛЯ ГИБКИ ЗАГОТОВОК РАСТЯЖЕНИЕМ, содержащий пуансон, два зажима, каждый из которых установлен на поворотном растяжном гидроцилиндре, шарнирно закрепленном на поворотном гибочном рычаге, с приводом от гибочного гидроцилиндра, датчики линейного перемещения зажимов и сельсины-датчики углов поворота гибочных рычагов, систему записи и вопроизведения траектории движения зажимов, систему формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров и управляемые сервоклапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и качества изготовления изделий, он снабжен блоком синхронизации перемещения зажимов и ввода исходных данных, выполненным в виде дифференциального усилителя, два входа которого соединены с выходами датчиков линейного перемещения зажимов, а выход — с системой формирования управляющего электрического сигнала одного из растяжных гидроцилиндров, задатчика скорости перемещения зажимов растяжных гидроцилиндров, электрически связанного с системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, задатчиков площади поперечного сечения заготовки и уровня механических свойств, а также перемножающего элемента, входы которого соединены с выходами задатчиков площади поперечного сечения заготовки и уровня механических свойств, а выход — с системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, узлом определения угла огибания заготовкой пуансона, выполненным в виде последовательно соединенных с сельсином-датчиком углов поворота гибочного рычага, дифференциального сельсина, установленного по оси поворота растяжного гидроцилиндра, и сельсина-приемника, соединенного с системой записи и воспроизведения траектории движения зажимов, электродатчиками давления, установленными в гидросистеме растяжных гидроцилиндров, встроенными в систему записи и воспроизведения траектории движения зажимов, и программным блоком за- g дания предварительного растяжения, растяжения в процессе изгиба и калибровочного растяжения, сумматором программ и сравнивающим узлом, один из входов которцго соединен с датчиком перемещения зажимов, другой — с выходом сумматора программ, а выход — с клапаном управления гибочного гидроцилиндра и системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, а так- 4 же включенным в систему формирования уп- ь) равляюшего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров компаратором, релей- © ным и дифференциальным усилителями и реле, обмотка которого соединена с выходом 4 сравнивающего узла, размыкающие контакты реле выполнены с возможностью периодического соединения выхода дифференциального усилителя и выхода задатчика скорости с дифференциальным усилителем, а замыкающие контакты реле также выполнены с возможностью периодического соединения выхода сумматора с дифференциальным усилителем, причем входы компаратора соединены с выходами перемножающего элемента и электродатчика давления в гидросистеме, а выход через релейный усилитель— с датчиком перемещения зажимов.

1107927

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для производства деталей из профилей гибкой с растяжением на гидравлических гибочно-растяжных прессах с программным управлением.

Известен пресс для гибки заготовок с растяжением, содержащий пуансон, два зажима, каждый из которых установлен на поворотном растяжном гидроцилиндре, шарнирно закрепленном на поворотном гибочном рычаге с приводом от гибочного гидроцилиндра, датчики линейного перемещения зажимов и сельсины-датчики углов поворота гибочных рычагов, систему записи и воспроизведения траектории движения зажимов систему формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров и управляемые сервоклапаны (1).

Недостатками известного пресса являются низкие точность и качество изделий в связи с возможным перемещением зажимами заготовки относительно центра пуансона, неравномерным распределением дефор. мации по длине детали в результате влияния сил трения.

Цель изобретения — повышение точности и качества изделий.

Для реализации указанной цели пресс для гибки заготовок растяжением, содержащий пуансоны, два зажима, каждый из которых установлен на поворотном растяжном гидроцилиндре, шарнирно закрепленном на поворотном гибочном рычаге, с приводом от гибочного гидроцилиндра, датчики линейного перемещения зажимов и сельсиныдатчики углов поворота гибочных рычагов, систему записи и воспроизведения траектории движения зажимов, систему формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров и управляемые сервоклапаны, снабжен блоком синхронизации перемещения зажимов и ввода исходных данных, выполненным в виде дифференциального усилителя, два входа которого соединены с выходами датчиков линейного перемещения зажимов, а выход — с системой формирования управляющего электрического сигнала одного из растяжных гидроцилиндров, задатчика скорости перемещения зажимов растяжных гидроцилиндров, электрически связанного с системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, задатчиков площади поперечного сечения заготовки и уровня механических свойств, а также перемножающего элемента, входы которого соединены с выходами задатчиков площади поперечного сечения заготовки и уровня механических свойств, а выход — с системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, узлом определения угла огибания заготовкой пуансона, выполненным в виде последовательно соединенных с сельсином-датчиком углов поворота гибочного рычага, дифференциального сельсина, установленного по оси поворота растяжного гидроцилиндра, и сельсина-приемника, соединенного с системой записи и вопроизведения траектории движения зажимов, электродатчиками давления, установленными в гидросистеме растяжных гидроцилиндров, встроенными в систему записи и воспроизведения траектории движения зажимов, и программным блоком задания предварительного растяжения, рас10 тяжения в процессе изгиба и калибровочного растяжения, сумматором программ и сравнивающим узлом, один из входов которого соединен с датчиком перемещения зажимов, другой — с выходом сумматора программ, а выход — с клапаном управления гибочного гидроцилиндра и системой формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров, а также включенным в систему формирования управляющего электрического сигнала растяжных гидроцилиндров компаратором, релейным и дифференциальным усилителями и реле, обмотка которого соединена с выходом сравнивающего узла, размыкающие контакты реле выполнены с возможностью периодического соединения вы25 хода дифференциального усилителя и выхода задатчика скорости с дифференциальным усилителем, а замыкающие контакты реле также выполнены с возможностью периодического соединения выхода сумматора с дифференциальным усилителем, причем входы компаратора соединены с выходами перемножающего элемента и электродатчика давления в гидросистеме, а выход через релейный усилитель — с датчиком перемещения зажимов.

На фиг. 1 изображена схема пресса для

35 гибки заготовок с растяжением; на фиг. 2— схема для расчета и построения траектории движения зажима в функции угла облегания заготовкой пуансона без ее растяжения; на фиг. 3 — схема, поясняющая оп4О - ределение угла облегания заготовкой пуансона; на фиг. 4 — программа перемещения зажима в функции угла облегания при постоянной длине заготовки; на фиг. 5 программа блока задания предварительного растяжения, растяжения в процессе изгиба

45 и калибровочного растяжения; на фиг. 6— выходная программа с сумматора.

Пресс для гибки заготовок с растяжением содержит систему 1 записи и воспроизведения траектории движения зажимов, систему 2 формирования управляющего электри5О ческого сигнала растяжных гидроцилиндров, блок 3 синхронизации перемещения зажимов и ввода исходных данных, датчик 4 линейных перемещений зажимов 5, установленный на рычажном устройстве, расположенном на каретке (не показана) с растяжным цилиндром 6, сельсин-датчик 7 угла поворота ф (см. фиг. 2 и 3) гибочного рычага 8, диференциальный сельсин 9 — датчик угла поворота М (см. фиг. 2 и 3) каретки с рас1107927 тяжным гидроцилиндром 6 относительно гибочного рычага 8, электрогидравлический клапан 10 управления гибочным цилиндром 11, который с помощью штока перемещает гибочный рычаг 8, электрогидравлический преобразователь 12, управляющий работой растяжного цилиндра 6, электродатчики давления 13, установленные в гидросистеме со стороны рабочей полости растяжного гидроцилиндра.

Система 1 записи и воспроизведения состоит из сельсина-приемника 14, электрически связанного с дифференциальным сельсином 9 и с сельсином-датчиком 7, усилителя 15 сигнала с сельсина-приемника, выход которого электрически соединен с двигателем 16, который механически связан с ротором сельсина-приемника, доворачивая его до момента ликвидации рассогласования, основного программного блока 17, программного блока 18 задания предварительного растяжения, растяжения в процессе изгиба и калибрующего растяжения, двух бло20 ков 19 и 20 преобразователей программ в электрический сигнал, сумматора 21 этих сигналов, сравнивающего узла 22, выдающего сигнал на электрогидравлический клапан 10 управляющего поворотом гибочного 2S рычага.

Система 2 формирования управляющего сигнала растяжных гидроцилиндров состоит из блока 23 преобразования и формирования сигнала с датчика 4 перемещения зажимов, дифференциального усилителя 24 с тремя входами, выход которого через усилитель 25 постоянного тока электрически соединен с преобразователем 12. Система 2 содержит также компаратор 26, сигнал с которого через релейный усилитель 27 подается на электромагнитную муфту датчика 4 линейных перемещений, реле 28 с двумя контактными группами 29 и 30, обмотка которого подключена к сравнивающему узлу

22 системы 1.

Блок 3 синхронизации и ввода исходных 40 данных состоит из задатчика 31 поперечного сечения заготовки, задатчика 32 уровня механических свойств заготовки, выходы которых соединены с перемножающим элементом 33, выход которого соединен с одним из входов компаратора 26, задатчика 34 ско- 45 рости предварительной деформации, выход которого через нормально разомкнутые контакты контактной группы 30 соединен с одним из входов дифференциального усилителя 24, дифференциального усилителя 35, входы которого соединены с блоками 23 формирователей сигналов с датчиков положения зажимов, а выход через нормально замкнутые контакты контактной группы 29 реле 28 — с вторым входом дифференциального усилителя 24 системы 2 формирования.

Позицией 36 обозначен пуансон.

Пресс работает следующим образом.

Заготовку закрепляют в зажимах 5, задатчиками 31 и 32 устанавливают величину поперечного сечения заготовки F и предела текучести материала заготовки б S, а задатчиком 34 устанавливают скорость предварительной деформации заготовки (скорость перемещения зажимов пресса на время. выборки люфтов, устранение погнутостей заготовки, ввод в зону пластической деформации).

В программные блоки 17 и 18 вводят соответствующие программы перемещения зажима в функции угла облегчения с< при постоянной длине заготовки (фиг. 4) и программу дополнительного перемещения зажима (фиг. 5), обеспечивающую растяжение заготовки в течение процесса гибки.

Первая программа может быть записана (построена) графоаналитическим методом с помощью схемы, изображенной на фиг. 2, где (— угол облегания заготовкой пуансона; p — угол поворота гибочного рычага; б — угол поворота растяжного гидроцилиндра 6 относительно гибочного рычага; 1, 11, III — положения гидроцилиндра растяжения в процессе гибки.

Принимая во внимание, что необходимо сохранить длину заготовки от средней точки пуансона до зажима 5 постоянной во время гибки, растяжной цилиндр 6 должен управлять зажимом через шток в зависимости от угла, при этом из фиг. 2 и 3 видно, что

<= — g В зависимости от формы пуансона 36 траектория движения торца заготовки не имеет вида дуги окружности с центром на оси вращения гибочного рычага — кривая IV, а является траекторией V (фиг. 2), при этом требуемое (программное) перемещение зажима Ы Наряду с этим программу траектории перемещения зажима можно записать экспериментально, используя гибкий нерастяжной элемент (трос, ленту). Вторая программа рассчитывается аналитически и представляет собой дополнительное перемещение зажима в процессе гибки (фиг. 5), позволяет добиться оптимальной равномерности деформации по длине заготовки за счет уменьшения влияния сил внешнего трения.

Все приводимые рассуждения, данные для левого рычага (канала), распространяются и на правый канал.

После набора исходных данных и установки программ включают систему.

Линейно нарастающее напряжение с задатчика 34 через н.з. контакта контактной группы 30 поступает на дифференциальный усилитель 24 системы 2. В начальный момент на усилитель 24 больше не идет никаких сигналов. Напряжение выхода, линейно возрастающее через усилитель постоянного тока 25, поступает на электрогидравлический преобразователь 12. В рабочую полость растяжного цилиндра 6 поступает рабочая жидкость, зажимы 5 начинают перемещаться, при этом происходит выборка люфтов, распря мление погнутостей за готовки. Дd вление в рабочей полости растяжного цилинд1107927

5 ,>: l> l>;lo >, напряжение с датчика давлеllll>l > lt

>;» >р;> 26 системы 2, а на второй вход комп»!», л>ра подается сигнал с перемножаюлц го элемента 33, на входы которого подактгся с»гналы с задатчиков F 31 и Ъ 32.

Когда давление в рабочей полости растяжного гидроцилиндра 6 создает в заготг>нке напряжение, равное (0,5 — 0,8) 8, срабатывает компаратор 26, сигнал с него через релейный усилитель 27 поступает на муфту включения 0 отсчета датчика 4 положения растяжных цилиндров. Начинается этап предварительной деформации, при этом сигнал с датчика 4 через блок 23 преобразования и формирования поступает на дифференциальный усилитель 24 системы 2 и дифференциальный усилитель 35 блока 3, одновременно на второй вход дифференциального усилителя 35 подается сигнал о перемещении правого зажима 5 с системы 2 правого канала.

С дифференциального усилителя 24 сигнал рассогласования между напряжением с задатчика 34 и напряжением с датчика 4 перемещения зажима 5, усиленный усилителем 25, так воздействует на электрогидравлический преобразователь 12, чтобы этот сигнал свести к нулю. Наибольшее рассогласование будет в начальный момент, но оно отрабатывается плавно за счет корректирующих звеньев в системе управления (регулирования) .

Во время предварительной деформации для синхронизации работы растяжных цилиндров левого и правого каналов производится сравнение сигналов с датчиков положения зажимов дифференциальным усилителем 35 в блоке 3, и сигнал рассогласования с выхода этого усилителя через нормально замкнутые контакты контактной группы 29 реле 28 поступает на вход дифференциального усилителя 24 левого канала, где суммируется с сигналом рассогласования напряжения задатчика скорости и напряжения с датчика положения зажима, осуществляя балансировку растяжных цилиндров.

Одновременно с программных блоков 17 и 18 с помощью блоков преобразования 19 и 20 получают электрические сигналы соответствующих программ (фиг. 4 и 5), которые после сложения в сумматоре 21 (фиг. 6) подаются на первый вход сравнивающего узла 22 и через нормально разомкнутые контакты контактной группы 30 на дифференциальный усилитель 24. На второй вход узла 22 подается напряжение с датчика положения зажима 5. Когда деформация достигнет заданной ло программе величины (отрезок ОА на программе фиг. 6), сравнивающий узел выдаст сигнал на срабатываS

35 ние реле 28 и электрогидравлического клапана 10. Прекращается подача напряжений на дифференциальный усилитель 24 с задатчика 34 и усилителя 35, а на вход усилителя 24 подаются напряжение с датчиков положения зажимов и напряжение с сумматора 21 системы 1 через нормально разомкнутые контакты контактной группы 30 реле 28.

Начинается процесс гибки, гибочные рычаги разворачиваются вокруг осей 0 (см. фиг. 1 и 2).

В процессе гибки производится измерение угла облегания (обхвата) заготовкой пуансона 36 с помощью сельсинной передачи, работающей в трансформаторном режиме, состоящей (см. фиг. I и 3) из сельсинадатчика 7, дифференциального сельсина 9 и сельсина-приемника 14. Напряжение, снимаемое с сельсина-приемника 14, поступает после усиления в усилителе 15 на реверсивный управляемый двигатель 16, который механически связан с ротором сельсина-приемника 14, и доворачивает его до момента отработки сельсином-приемником угла сс .

Двигатель 16 механически связан с протяжными механизмами программных блоков 17 и 18. Таким образом, с выхода сумматора 21 поступает на дифференциальный усилитель 24 напряжение, соответствующее суммарному перемещению зажима 5 (в том числе и удлинению заготовки 36) при существующем в данный момент угле облегания заготовки пуансона 36.

Сигнал рассогласования с дифференциального усилителя 24, равный разности действительного положения зажима (сигнал с датчика положения зажима) и программного с сумматора 21 после усиления в усилителе 25, поступает на электрогидравлический преобразователь 12 для управления гидроприводом растяжного цилиндра 6.

Процесс изгиба с растяжением идет на участке АВ ло фиг. 6, на участке ВС по программе производится калибровка.

При получении с программы сигнала

«Метка», соответствующего концу программы, с сумматора 21 проходит сигнал на выключение электрогидроклапана 10, прекращается подача рабочей жидкости в гидроцилиндр гибки 11, процесс изготовления детали оканчивается, рабочие органы пресса возвращаются в исходное положение.

Предложенный пресс за счет использования блока синхронизации, узла определения угла огибания заготовкой пуансона, программного блока задания предварительного растяжения, растяжения в процессе изгиба и калибровочного растяжения позволяет повысить точность и качество изготовления гнутых деталей.

1107927

1107927

У5> >УО

Составитель С. Шибанов

Редактор М. Циткина Техред И. Верес Корректор О. Ти го р

Заказ 5349/9 Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4