Винтовой пресс для штамповки обкатыванием

 

Использование: получение изделий штамповкой обкатыванием с регулированием скорости подачи ползуна пресса и инструмента . Сущность изобретения. При включении электродвигателя разгоняются до заданных скоростей дополнительный приводной маховик 25, корпус 20 и гайка 19 и через зубчатую передачу маховик 29. Цилиндр 39 муфты соединен с атмосферой, поэтому ведущий диск 32 под действием пружин 36 отведен от фрикционных вставок 31. Наружный ползун 3 удерживается в крайнем верхнем положении штоками 15 цилиндров 16. Под действием момента в резьбе винт 18 - гайка 19, винт 18 вращается с одинаковой скоростью с гайкой 19. .37 Ю Ё 23 N| CJ CJ О О

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812609/27 (22) 01.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. hL 17 (71) Научно-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов при МГТУ им. Н.Э,Баумана и Чимкентское производственное объединение по выпуску кузнечно-прессового оборудования (72) А,В.Сафонов, З.Д.Садиков, И.А.Церна, Ю.И.Тамарис, А.П.Носов и Л.М.Цой (53) 621.979.06 (088.8) (56)1. Шульгинский Я. Гидромеханический пресс с качающимся пуансоном (сферодвижителем). — Кузнечно-штамповочное производство ЬЬ 3, 1978, с.43-45.

2. Авторское свидетельство СССР

N 1613358, кл, В 30 В 1/18, приор. 1988. (51)5 В 21 О 37/12, В 30 В 1/18 (54) ВИНТОВОЙ ПРЕСС ДЛЯ ШТАМПОВКИ

ОБКАТЫВАНИЕМ (57) Использование: получение изделий штамповкой обкатыванием с регулированием скорости подачи ползуна пресса и инструмента. Сущность изобретения. При включении электродвигателя разгоняются до заданных скоростей дополнительный приводной маховик 25, корпус 20 и гайка 19 и через зубчатую передачу маховик 29, Цилиндр 39 муфты соединен с атмосферой, поэтому ведущий диск 32 под действием пружин 36 отведен от фрикционных вставок

31. Наружный ползун 3 удерживается в крайнем верхнем положении штоками 15 цилиндров 16. Под действием момента в резьбе винт 18 — гайка 19, винт 18 вращается с одинаковой скоростью с гайкой 19.

С:

1731366

30

40

Совместно с винтом 18 вращаются внутренний ползун 5, барабан 46 и другие элементы конструкции внутреннего ползуна 5 с винтом 18, Колодки 47 тормоза от барабана 46 отведены. Скорость вращения маховика 29 больше скорости вращения дополнительного приводного маховика 25 и определяется общим передаточным отношением при вращающемся регулировочном диске 28. При подходе пуансона 43 к заготовке тормоз растормаживается, колодки 47 отводятся от барабана 46 и сжатый воздух подается в цилиндр 39, Поршень 40 опускается и включает муфту, Маховик 29 жестко соединяется .

Изобретение относится к кузнечнопрессовому машиностроению.

Процесс штамповки обкатыванием имеет ряд достоинств по сравнению с традиционной технологией объемной штамповки: значительное (в 5 — 15 раз) снижение технологического усилия и нагрузок на инструмент, получение с высокой степенью чистоты поверхности без применения смазок, высокая степень точности изделий, снижение себестоимости изготовления деталей, существенные уменьшения габаритных размеров машин, занимаемой площади

И MBCCbl, Известен пресс для получения изделий штамповкой обкатыванием, содержащий станину, в направляющих которой установлены ползун и гидроцилиндр привода ползуна. В траверсе пресса размещены с возможностью качательного движения другой ползун и электромеханический привод этого ползуна, выполненный в виде концентрически установленных эксцентриковых втулок, связанных с ползуном и через червячные и зубчатые передачи с электродвигателем. Ползун установлен под углом к вертикальной оси пресса и под действием привода совершает сложное колебательное движение, воздействуя через пуансон на заготовку и создавая последовательную пластическую деформацию обрабатываемого мате риала (1).

Недостатком известной конструкции является существенно большое время деформирования заготовки, что исключает обработку нагретой заготовки из-за ее остывания в процессе формоизменения. Увеличить скорость деформирования не представляется возможным, так как усилие деформирования создается гидроцилиндром и увеличение скорости деформирования ведет при насосном приводе пресса к через фрикционную вставку 31, ведомый диск 33, шлицевую втулку 34 и вал 35 с винтом 18, Винт 18 приобретает скорость вращения, равную скорости вращения маховика 29, а гайка 19 продолжает вращаться со скоростью вращения дополнительного приводного маховика 25, Внутренний полэун 5 обеспечивает колебательное обкатывающее движение штамподержателя 12.

Подача пуансона 43 за один оборот внутреннего ползуна 5 может быть выбрана в зависимости от передаточного отношения, которое регулируется вращением регулировочного диска 28 от электродвигателя. 2 ил, значительному увеличению установленной мощности привода, 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, Другим недостатком пресса является сложная конструкция привода наклонного ползуна, а червячные и зубчатые передачи ограничивают номинальное усилие и мощность пресса.

Известен винтовой пресс для штамповки обкатыванием, выбранный в качестве прототипа, содержащий станину, в которой установлен с возможностью вращательного движения винт, сочлененный резьбой с гайкой, смонтированной в маховике фрикционной муфты с ведомым диском, связанным с винтом, привод дополнительного приводного маховика и размещенный в направляющих станины ползун, связанный со штоками закрепленных на станине гидроцилиндров и установленный в ползуне гайкой (2)

Пресс имеет простую конструкцию, небольшое время контакта инструмента с заготовкой, небольшую установочную мощность привода, обусловленную аккумулированием энергии в маховике, обеспечение синхронизации движения инструмента на рабочем ходу, с заданным соотношением поступательной скорости перемещения инструмента и частотой его качаний с большой быстроходностью пресса и надежностью работы механизма синхронизации вращения винта и гайки, Недостатком известной конструкции является невозможность осуществления регулировки скорости подачи ползуна и инст1731366

55 румента, что ограничивает технологические возможности пресса.

Этот существенный недостаток устраняется в предлагаемом прессе.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей пресса — универсальности пресса, повышение его

КПД, обеспечение регулировки скорости подачи ползуна и инструмента на оборот качания в зависимости от технологического процесса. Указанные особенности работы "0 пресса обеспечивают повышение качества, отштампованных изделий, снижают усилие пресса.

Цель достигается тем, что винтовой пресс для штамповки обкатыаанием, содер- "5 жащий смонтированный в направляющих станины наружный ползун с размещенным в нем с возможностью вращения внутренним ползуном, связанным через шлицевую втулку с винтом, сочлененным резьбой с 20 гайкой, установленной в корпусе, смонтированном на подшипниках в станине, смонтированную в основном маховике фрикционную муфту с ведомым диском, связанным с винтом дополнительной шлице- 25 вой втулкой, установленные на станине цилиндры, штоки которых связаны с наружным ползуном, размещенный на наружном полэуне тормоз внутреннего ползуна, а также смонтированный на подшипниках на 30 станине дополнительный приводной маховик, связанный с корпусом гайки и с основным маховиком посредством промежуточного элемента, выполненного в виде регулировочного диска с приводом, уста- 35 новленного на подшипнике на корпусе гайки, и связанных между собой шестерен, установленных попарно на регулировочном диске, одна иэ которых соединена с основным маховиком, а другая — с дополнительным маховиком и приводом регулировочного диска.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый пресс для штамповки обкатыванием отличается наличием новых конструктивных элементов.

Вращение винта относительно гайки с постоянным передаточным отношением через внутреннее зубчатое зацепление а предлагаемой конструкции передается через попарно связанные между собой шестерни, которые установлены на подшипниках на регулировочном диске, установленном на подшипнике на корпусе гайки, и привод от электродвигателя с заданной угловой скоростью, обеспечивающей вариацию передаточного отношения внешнего зубчатого зацепления.. Таким образом, заявляемый винтовой прессдля штамповки обкатыаанием соответствует критерию изобретения

"новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что отличительные признаки предлагаемой конструкции пресса не известны, поэтому предложение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг,1 изображен предлагаемый пресс в разрезе; на фиг,2 — узел I на фиг,1.

Пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой установлен наружный ползун 3, в котором в подшипниках 4 смонтирован внутренний ползун 5 с втулкой

6. На торце втулки 6 установлена сборная цилиндрическая вставка 7. Внутри вставки с зксцентриситетом расположена полусфера 8, в которой на подшипниках 9 и 10 установлено водило 11, на котором закреплен штамподержатель 12, совершающий качательные движения в корпусе 13, Наружный ползун 3 связан кронштейном 14 со штоками 15 цилиндров 16, установленных на станине 1 пресса. Внутренний ползун 5 через шлицевую втулку 17 связан с винтом 18, который свинчивается с гайкой 19, связанной с корпусом 20, установленным на подшипниках 21, 22 и 23 в станине 1 пресса. На станине пресса на подшипниках 24 установлен соосно гайке 19 и винту 18дополнительный приводной маховик 25, который внешним зубчатым зацеплением через систему попарно связанных между собой шестерен 26, установленных в подшипниках 27 на регулировочном диске 28, связан с основным маховиком 29, установленным в подшипниках 30 на корпусе 20 гайки 19 и связанным фрикционными вставками 31 управляемой муфты и ведущим диском 32 с ведомым диском 33, который шлицевыми соединениями посредством шлицеаой втулки 34 и шлицевого вала 35 связан с винтом 18. Ведущий диск 32 и ведомый диск 33 подпружинены пружинами 36 и 37, а шлицеаая втулка 34 установлена в корпусе

20 гайки 19 в подшипниках 38. Подвод воздуха в цилиндр 39 с поршнем 40 муфты осуществляется через воздухопроводящую головку 41 по воздуховодам 42. На штамподержателе 12 установлен пуансон 43, а на столе пресса в штампе 44 — матрица 45.

Тормо- внутреннего ползуна выполнен любой известной конструкции, например в аиде барабана 46, жестко связанного с внутренним ползуном 5 и фрикционными колодками 47 с любым известным приводом, Штамподержатель 12 связан поводковым маханизмом, выполненным в виде поводка 48 с корпусом 13. Один конец по1731366 водка связан цилиндрическим шарниром через оси 49 и 50 в серьге 51 с корпусом 13, а другой конец — сферическим шарниром 52 через пяты 53 и 54 и корпус 55 со штамподержателем 12.

Пресс работает следующим образом.

При включении электродвигателя (на фигурах не показан) разгоняются до заданных скоростей дополнительный приводной маховик 25, корпус 20 и гайка 19 и через зубчатую передачу основной маховик 29.

Цилиндр 39 муфты соединен с атмосферой, поэтому ведущий диск 32 под действием пружин 36 отведен от фрикционных вставок

31. Наружный ползун 3 удерживается в крайнем верхнем положении штоками 15 цилиндров 16. од .лействием момента в

Ое б =: и. "-,— гйй 19 3иит 18 вращаЕтСя с Одичэк06 . Й ..kэ . О!.тьж гайкой 19:

1AJ

ГДЕ Ив "v;:. .:: - СКОРОСтн ВРг,ЦЕНИЯ ВИНта

18 га.:ки;г.: . "..;п,>лиl,",тельно приводного маховика 25, Совместно с винтом 18 со скоРостью В/в вращаются энутренний ползун 5, барабан

46 и другие элементы конструкции внутреннего ползуна 5 с винтом 18, Колодки 47 тормоза от барабана 46 отведены, Вращаются совместно с винтом 18 связанные с зим ..I л.:::1цевой вал 35, шлицевая втулка 34 и гад;г.,ый диск 33 с фрикциîí! ыми вставка;-ги 311, Скорость вращения м: .Ови .,:а .9 (Il/,,: j больше скорости вращеI,,Л! ДО""Э. г . .ГЕЛЬНО ПРИВОДНОГО МаХОВИКа

2 = ("."„, I) ". r пред=.::.".ется ",åðåäàòî÷íым отношением зубчатой передачи l3.n. npu неподвяяном регулировочном диске 28 (Wp,д, = О) и ОбЩим пеРеДаточным отношением 1,,в, при вращающемся регулировочном Диске (Wp,д. ФО):

Wf42 = з,п, В/м1 и Ри Wp ä. = 0;

W@2 = lo.в. М/м1 при Wp.д. + 0;

Wv2 / / .д.

Им1 — Wр.д.

Для совершения ускоренного перемещения вниз включается тормоз внутреннего ползуна 5. С этой целью колодки 47 затормаживают барабан 46 и внутренний ползун

5, а также жестко связанный с ним винт 18.

Под действием крутящего момента в резьбовом соединении винт 18 — гайка 19 преодолевается сопротивление цилиндров 16, винт 18 и связанные с ним внутренний 5 и наружный 3 ползуны перемещаются со скоростью

h h =у — -, / /г — -г — — WM1 где Wr = WM1i

h — ход резьбы винта 18, При подходе пуансона 43 к заготовке(на фигурах не показана) тормоз растормаживается, колодки 47 отводятся от барабана 46 и сжатый воздух подается в цилиндр 39.

5 Поршень 40 опускается и включает муфту, Маховик 29 жестко соединяется через фрикционную вставку 31, ведомый диск 33, шлицевую втулку 34 и вал 35 с винтом 18. Винт

18 приобретает скорость вращения, равную

10 СКОРОСТИ ВРаЩЕНИЯ МаХОВИКа 29 (9/в = М/мг), а гайка продолжает вращаться со скоростью вращения дополнительного приводного маховика 25 (Wr = WM1), так как она с ним жестко связана..

15 Наружный 3 и внутренний 5 ползуны перемещаются вниз со скоростью = — -В, .

2 л 1

При этом внутренний ползун 5, враща20 1 ясь со скоростью —. W 1, обеспечивает ко-! лебательное обкатывающее движение штамподержателя 12 с той же частотой.

Подача (перемещение) пуансона за

25 один оборот внутреннего ползуна составляет

I и может быть выбрана в зависимости от

30 передаточного отношения, которое регулируется вращением от электродвигателя (на фигурах не показан) регулировочного диска 28.

В процессе хода деформирования воз35 нлкающий в резьбовом соединении крутящий момент

М= д 2 где Рд — усилие деформирования, 40 затормаживает гайку 19 и разгоняет винт 18.

Но, так как винт 18 и гайка 19 связаны между собой зубчатым зацеплением через систему шестерен, то данный момент замыкается внутри системы винт 18 — гайка 19 — до45 полнительной приводной маховик 25— основной маховик 29. Таким образом, энергетически активным моментом является только момент сопротивления обкатыванию заготовки.

50 В конце хода деформирования воздух из цилиндра 39 сбрасывается и муфта отключается. Под действием усилия цилиндров 16 подвижные части поднимаются вверх со скоростью

55 h

2ж

ГДЕ Иг,= М/м1, а М/в ОПРЕДЕЛЯЕтея дИНаМИКОй разгона винта 18, внутреннего ползуна 5 и элементов конструкции пресса, связанных с

1731366 винтом 18 и внутренним ползуном 5 на ходе разгона вверх от цилиндра 16.

В конце хода ползунов вверх они останавливаются, например, перекрытием поршневых полостей с атмосферой, при этом

Ws=Wr

Составитель 3, Садиков

Редактор Т. Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 1535 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

Формула изобретения

Винтовой пресс для штамповки обкатыВВНМ8М, содержащий смонтированный в направляющих станины наружный ползун с размещенным в нем с возможностью вращения внутренним ползуном, связанным через шлицевую втулку с винтом, сочлененным резьбой с гайкой, установленной в корпусе, смонтированном на подшипниках в станине, смонтированную в основном маховике фрикционную муфту с ведомым диском, связанным с винтом, дополнительной шлицевой втулкой, установленные на станине цилиндры, штоки которых связаны с наружным ползуном, размещенный на наружном ползуне тормоз внутреннего ползуна, а также смонтированный на подшипниках

5 на станине дополнительный приводной маховик, связанный с корпусом гайки и с основным маховиком посредством промежуточного элемента, о т л и ч à io шийся тем, что, с целью расширения технологиче10 ских возможностей за счет обеспечения регулировки скорости, подачи ползуна и инструмента на оборот качания, промежуточный элемент выполнен в виде регулировочного диска с приводом, установленного

15 на подшипнике на корпусе гайки, и связанных между собой шестерен, установленных попарно на регулировочном диске, одна из которых соединена с основным маховиком, а другая — с дополнительным маховиком и

20 приводом регулировочного диска,