Способ охлаждения и смазки штампового инструмента и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам охлаждения и смазки инструмента в штампах с разъемными матрицами и устройствам для их осуществления, и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве для охлаждения и смазки штампового инструмента. Цель изобретения - повышение стойкости штампового инструмента и улучшение качества получаемых поковок. После загрузки горячей заготовки в матрицу включается гидронасос с электроприводом. Происходит заполнение трубопроводов СОЖ, смазывание матрицы и охлаждение нижнего торца заготовки. Охлаждение нижнего торца заготовки способствует предотвращению появления торцового заусенца на поковке. При движении ползуна пресса вниз плунжерный насос подает СОЖ в матрицу. После смыкания штампа давление СОЖ резко возрастает. При этом давлении начинает заполняться гидроаккумулятор и происходит сжатие его упругих элементов. При ходе ползуна пресса вверх штамп размыкается и поковка начинает выталкиваться из него. СОЖ из гидроаккумулятора под высоким давлением более жестких упругих элементов подается в полость матрицы, уменьшая усилие выталкивания поковки. По выталкиванию поковки СОЖ из гидроаккумулятора под невысоким давлением продолжает охлаждать и смазывать матрицу и пуансоны. Гидронасос с электроприводом продолжает подавать СОЖ в матрицу, охлаждая ее до 250-350°С. Выключение и отключение гидронасоса производится автоматически и зависит от температуры нагрева штампа. 2 с.п.ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1512701 А1

<5!1 4 В 21 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4295183/31-27 (22) 10.08.87 (46) 07.10.89. Бюл. № 37 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) Г. В. Андреев, Е. В. Симонов, В. M. Анищик и Н. А. Закревский (53) 621.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1235607, кл. В 21 D 37/16, 1985. (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ И СМАЗКИ

ШТАМПОВОГО ИНСТРУМЕНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам охлаждения и смазки инструмента в штампах с разъемными матрицами и устройствам для их осушествления, и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве для охлаждения и смазки штампового инструмента. Цель изобретения — повышение стойкости штампового инструмента и улучшение качества получаемых поковок.

После загрузки горячей заготовки в матрицу включается гидронасос с электроприводом.

Г! роисходит за пол нен ие трубопроводов СОЖ, Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве для охлаждения и смазки штампового инструмента.

Цель изобретения — повышение стойкости штампового инструмента и улучшение качества получаемых поковок.

На фиг. 1 изображено устройство для охлаждения штампового инструмента в положении окончания рабочего хода ползуна смазывание матрицы и охлаждение нижнего торца заготовки. Охлаждение нижнего торца заготовки способствует предотвращению появления торцового заусенца на поковке.

При движении ползуна пресса вниз плунжерный насос подает СОЖ в матрицу. После смыкания штампа давление СОЖ резко возрастает. При этом давлении начинает заполняться гидроаккумулятор и происходит сжатие его упругих элементов. При ходе ползуна пресса вверх штамп размыкается и поковка начинает выталкиваться из него.

СОЖ из гидроаккумулятора под высоким давлением более жестких упругих элементов подается в полость матрицы, уменьшая усилие выталкивания поковки. По выталкиванию поковки СОЖ из гидроаккумулятора под невысоким давлением продолжает охлаждать и смазывать матрицу и пуансоны.

Гидронасос с электроприводом продолжает подавать СОЖ в матрицу, охлаждая ее до

250 — 350 С. Выключение и отключение гидронасоса производится автоматически и зависит от температуры нагрева штампа.

2 с. п. ф-лы, 2 ил. пресса, обший вид; на фиг. 2 — то же, в положении начала рабочего хода ползуна пресса.

Устройство для охлаждения и смазки штампового инструмента содержит резервуар 1 для смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), плунжерный насос 2, установленный в резервуаре 1. Поршень 3 плунжерного насоса 2 через шток 4 с закрепленным на нем упором 5, пружину 6 и гильзу 7 связан с регулируемым упором 8, установленным на ползуне пресса. В резервуаре 1 расположена мешалка 9 с приводом и поплав1512701

h0 B hl I I кт«3 «! 3 « I 1 О, и од 1е 17 Ж И 83 IO I«1I у р овень СОЖ.

LHтcl м «1 с ра«з ьем н ы м и мятри H3M и, В котором расположен охлаждаемый инструмент, состоит из верхней плиты 11, двух промежуточных плит 12 и 13 и нижней плиты 14.

Г1ромежу«очная плита 12 соединена с верхней 11 при помощи тяг 15 и пружин 16, а промежуточная плита 13 с иижней плитой

14 — при помощи пружин 17. Плита 12 является одновременно верхней матрицей.

В промежуточной плите !2 расположен пуансон 18, а в плите!3 — пуансон 19 и нижняя матрица 20. На промежуточной плите ! 3 установлен гндрояккумулятор 21, состояillèé из цилиндра, подпружинешюго порш5 I0

15 ня 22, причем пружина 23 выполнена составной в виде двух пружин разной жесткости.

Олпя пружина об)ьи«1ой жесткости, например винтовая цилиндрическая, вторая пружина имеет высокую жесткость и представляет собой, например, набор тарельчатых 2 пружин. Гидроаккумулятор 21 посредством каналов 24 — 26 связан соответственно с nolocãüIo матрицы 20, полостью, в которой располо>кеll пу3HcoH 19 с трубопроводом 27 поля ««1 СОЖ в штамп. В промежуточной >

II IIITc 12 имеется канал 28 для смазки пуансона 18. Кроме того, на промежуточной плите 12 установлен ре ервуар 29, а для сооря всей стекаемой со штампа СОЖ ня

III>I He«I плите 14 установлен !!oz; oH 30, который pyбопроволом 3! связан с резервуа- 30 ром I. Параллельно плунжер ому насосу 2 полк.«к)чсп насос 32 с электроприводом (наtip«Die «пестсренчатый «ясос). Для выталкi! I!3»I поковок из штампа в нем предусмотpe!Iû вытаlKIIBÇTe.ø 33 и 34. Трубопроволы 35 II 36 служат для полк>почения па- 35 сос;1 32 I!31)3ллельно плунжерному насосу 2.

Бинт 37 ограничивает xo;I, поршня 22 и созл «е1 «релвя!)итель««ое сжатие пружин 23.

Ус«ройство работает следующим образом.

В исхo,пюм положеHèè поршеllь 3 плунжерного ««ясоса 2 находится в крайнем верхнем «юложепии. Матрица 20 и плита 12 штамII3 разомкнуты. СОЖ при помощи насоса 32 подается к охлаждасмому инструменту (матрица 2, пуансон 19) и стекает в под- 4>

;1оН 30, я пз ««его — в резервуар !. Это происхол««.т ло снижения температуры матриIiI! 20:1о оптимальной величины, после ч Io насос 32 выключается. Контроль за температурой матрицы производится, например, прп помощи термопары, связанной с 50 электросхемой включе««ия и выключения насоса 32. (О«1т««ма «ь««ая температура инструмента штампов лля горячей штамповки 250 ——

350 «. ). 13 матрицу 20 загру>кают нагретую заготовку 38, затем включается рабочий ход пресса вниз. Злектросхемой пресса (He пока- 5 зяиа) прелусмотреHo, что перед включением хола Ilo,«3vH3 пресса вниз !3«l3÷3.1е начинает работать п«лронасос 32, заполняя трубонровод 27 СОЖ, которая смазывает матрицу 20, заполняя в ней все свободное пространство, и охлаждает нижний торец заготовки. Охлаждение нижнего торца заготовки способствует предотвращению появления торцового заусенца на поковке.

При движении ползуна пресса вниз упор 8 через гильзу 7, пружину 6 и шток 4 воздействует па поршень 3 плунжерного насоса 2.

Поршень 3 передвигается вниз, вытесняя

СОЖ из плунжерного насоса 2 по трубопроводу 27 в каналы 24 — 26. При ходе ползуна пресса вниз движутся вниз плиты 11 и 12.

Г1ока плита 12 и матрица 20 не сомкнулись, давление СОЖ, подаваемой плунжерным насосом, зависит только от гидравлических сопротивлений в каналах и трубопроводах

24 — 27. Сила сжатия пружины 6 должна быть меньше силы давления СОЖ на поршень 3 в этот момент. И потому, пока плита 12 и матрица 20 не сомкнулись, поршень 3 практически стоит на месте, а снижается пружина 6. После смыкания плиты 12 и матрицы 20 гильза 7 соприкасается с упором 5. Поршень 3 начинает двигаться вниз со скоростью ползуна пресса. Так как плита 12 и матрица 20 сомкнуты и отвод СОЖ, вытесняемой плунжерным насосом затруднен, давление СОЖ резко возрастает. При этом давлении начинает заполняться гидроаккумулятор 2!. Поршень 22 гидроаккумулятора сжимас" сначала винтовую пружину

23, в;«осле ее полного сжатия начинает сжиматься набор тарсльчатых пружин. 3авление CO)K при этом снова возрастает, т. е. до самого конца хода пресса вниз возрастает непрерывно. Поршень 22 гидроаккумулятора поднимается в верхнее положе««ие до упора в регулировочно-ограничительный винт 37.

Часть СОЖ при контакте с нагретой поковкой испаряется и пополняется новыми порциями СОЖ из плунжерного насоса 2.

Кроме того, СОЖ до самого конца хола ползуна пресса вниз выдавливается в 3330ры между плитами 12 и 3 и пуансонами 18 и 19 соответствсHHo u flo плоскости разьема матриц. Выдавливание СОЖ происходит как 1«ол действием плунжерного насоса 2, так и 1еформируемым материалом заготовки, за«1ол««яю««1им всю полость матрицы 20. При ходе ползуна пресса вверх проме>куточные плиты 12 и 13 при помощи тяг 15 раскрываются.

Выталкиватель 34 с момента размыка««ия плит 12 и 13 начинает выталкивать поковку из матрицы 20. СОЖ из гидроаккумулятора 21 под давлением сжатых тарельчатых пружин через каналы 24 — 26 подается в полость матрицы 20 сразу вслед за выталкиваемой поковкой, проникая в зазоры между ней и поковкой, способствует уменыпе Ililo усилия выталкивания поковки из матрицы и созданию паровой рубашки våæäó матрицей и поковкой. В это время

1512701

СОЖ выдавливается вдоль наружной поверхности пуансона 19, охлаждая и смазывая его. По мере хода ползуна вверх давление подачи СОЖ из гидроаккумулятора 21 падает, так как тарельчатые пружины полностью разжимаются и жидкость вытесняется только под давлением не жесткой винтовой пружины. Жесткость винтовой пружины однако должна быть достаточной для того, чтобы гидроаккумулятор 21 не заполнялся о

СОЖ под напором, создаваемым насосом 32 и плунжерным насосом 2 в момент передачи давления на поршень 3 пружиной 7, т. е. до смыкания плиты 12 и матрицы 20.

Гидроаккумулятор 21 — это резервная емкость, которая забирает часть жидкости, 15 вытесняемой деформируемым металлом из полости матрицы 20, и часть жидкости, вытесняемой плунжерным насосом при непосредственном (через упор 8, гильзу 6, упор 5 и шток 4) воздействии ползуна на порщень 3, ту часть, которая не испарилась при контакте с нагретым металлом деформируемой заготовки и не успела вытесниться в зазоры между матрицами, а также между пуансоном и промежуточными плитами. Сразу вслед за выталкиваемой поковкой СОЖ 25 вытесняется из гидроаккумулятора сначала под давлением тарельчатых пружин, затем винтовой пружины. Вытесненная из гидроаккумулятора СОЖ совместно с СОЖ, нагнетаемой насосом 32 при выталкивании поковки заполняет полость матрицы 20. Объем жидкости, вытесняемой гидроаккумулятором, должен быть больше объема полости матрицы 20 с тем, чтобы при выталкивании поковки СОЖ из гидроаккумулятора заполнила сразу всю матрицу, насос 32 подает столько жидкости, чтобы возмещать ее 35 потери IlpH вытекании в зазор между пуансоном 19 и плитой 13. Излишки жидкости переливаются через край матрицы 20 по плоскости разъема плиты 13 в поддон 30.

Недостаток в об.ьеме подающейся жидкости 4О может привести к тому, что часть матрицы (ее верхняя часть) в раскрытом положении штампа не будет контактировать с СОЖ и, следовательно, ее охлаждение будет хуже.

Насос 32 выключается только по команде термодатчика после снижения температуры матрицы до заданной величины.

Ж идкость, вытесненная np и ходе ползуна вниз деформируемым металлом из полости матрицы 20 в резервуар 1, при ходе ползуна вверх стекает по зазору между пуансоном 18 и плитой 12, охлаждая и смазывая пуансон 18. Пружина 6 возвращает гильзу 7 в исходное верхнее положение.

Цикл закончен.

При уменьшении уровня в смесительном баке поплавок опускается, и СОЖ пополняется из резервуара по стрелке А до заданного уровня. Мешалка 9 постоянно перемешивает СОЖ в смесительном баке.

Формула изобретения

I. Способ охлаждения и смазки штампового инструмента с пуансонами и разъемными матрицами, включающий принудительную подачу смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) на гравюру инструмента нри верхнем открытом положении матриц, ес отвод, слив и прекращение подачи СОЖ после снижения температуры шта мпового инструмента, отличающийся тем, l l n, с целью повышения я стойкости и ул ч шс I I 1lH качества получаемых поковок, пода 1) (ОЖ возобновляют после помещения штампуемой заготовки в полость матриц и вкл1очения рабочего хода ползуна пресса, после смыкания матриц давление СОЖ непрерывно повышают до конца рабочего хода пресса, а при возвратном ходе пресса давление СОЖ уменьшают до первоначального, при этом во время рабочего хода про<си при :омкнутых матрицах осуществляют вьпеснени

СОЖ из полости матриц вдоль наружных поверхностей пуансонов.

2. Устройство для îxëаждения и смазки штампового инструмента, содержащее резервуар с СОЖ и гидросистему. включающую насос подачи СОЖ и трубопроводы подачи

СОЖ к каналам штампового инструмента, отличающееся тем, что опо снабжено илуn жерным насосом с приводом от ползуна пресса, установленным в гидросистеме параллельно насосу, гидравлическим аккумулятором с несколькими последовательно расположенными упругими элементами различной жесткости, соединенным посредством индивидуальных трубопровода и канала с пОлостью матриц, и резервуаром для вытесненной СОЖ, расположенным над веpxnliM пуансоном, при этом матрицы выполнены с кольцевыми проточками на поверхностях, охватывающих пуансоны, и каналами. связывающими полость матриц с проточками, 1512701

1

3 а

Составитель Ю. Филимонов

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корр е кто р Т. Мал ец

Заказ 5927/)! Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101