Штамповочный пресс

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к прессам для штамповки. Пресс содержит неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту. Верхняя плита имеет выпуклую в поперечном сечении рабочую поверхность. Центр кривизны этой поверхности расположен на оси, проходящей через шарнир приводного рычажного звена и шарнир, соединяющий нижнюю часть подвижной плиты с ползуном. Рычажное звено установлено на станине с возможностью вращения. Ползун имеет неподвижную вертикальную направляющую, ось которой проходит через ось вращения приводного рычажного звена. Указанное звено выполнено с продолжением, которое расположено с противоположной от оси его вращения стороны. На этом продолжении установлен с возможностью продольного перемещения ползун, шарнирно соединенный с ведущим кривошипом. Ось вращения кривошипа расположена на оси ползуна, шарнирно соединенного с верхней подвижной плитой. В результате обеспечивается повышение производительности пресса за счет сокращения холостого хода. 1 ил.

 

Изобретение относится к механизмам для обработки материалов давлением, а именно штамповочным прессам.

Известны штамповочные прессы [Кузнечно-штамповочное оборудование:

Учебник для машиностроительных вузов / А.Н.Банкетов, Ю.А.Бочаров, Н.С.Добринский и др. Под ред. А.Н.Банкетова, Е.Н.Ланского. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1982. - С.351-362], исполнительный механизм которых совершает возвратно-поступательное движение, оказывая технологическое воздействие на заготовку, помещенную между плоскими подвижной и неподвижной плитами.

Недостатками данных устройств являются большие габаритные размеры, высокие энергозатраты, высокая динамика процесса в связи с большой массой рабочего органа, а также низкий КПД.

Известны штамповочные машины ротационного типа [Кузнечно-штамповочное оборудование: Учебник для машиностроительных вузов / А.Н.Банкетов, Ю.А.Бочаров, Н.С.Добринский и др. Под ред. А.Н.Банкетова, Е.Н.Ланского. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1982. - С.509-510], рабочие органы которых совершают вращательное движение, оказывая технологическое воздействие на помещенную между ними заготовку при непрерывном перемещении зоны контакта заготовки с инструментом.

Недостатком данных устройств является низкий коэффициент обжатия, ограниченный углом захвата заготовки рабочими органами.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по способу воздействия на обрабатываемый материал и конструкции является штамповочный пресс [патент 2238846 РФ, МПК⁷ В30 В 1/26], содержащий неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту с выпуклой в поперечном сечении рабочей поверхностью, центр кривизны которой расположен со стороны кривошипа на продолжении оси шатуна, который жестко соединен с верхней подвижной плитой, причем привод верхней плиты выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма.

Недостатком данного изобретения является большой угол холостого хода по отношению к рабочему ходу и связанная с этим низкая производительность.

Целью указанного изобретения является устранение указанных недостатков и, прежде всего, повышение производительности за счет сокращения холостого хода.

Поставленная цель достигается тем, что в штамповочном прессе, содержащем неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту с выпуклой в поперечном сечении рабочей поверхностью, центр кривизны которой расположен на оси, проходящей через шарнир приводного рычажного звена, установленного на станине с возможностью вращения, в верхней части подвижной плиты, и шарнир, соединяющий нижнюю часть подвижной плиты с ползуном, имеющим неподвижную вертикальную направляющую, ось которой проходит через ось вращения приводного рычажного звена, на продолжении приводного рычажного звена с противоположной от оси вращения стороны установлен с возможностью продольного перемещения ползун, шарнирно соединенный с ведущим кривошипом, ось вращения которого расположена на оси ползуна, шарнирно соединенного с верхней подвижной плитой.

Схема конструкции штамповочного пресса показана на чертеже.

Устройство состоит из рамы 1, на которой жестко закреплена неподвижная плита 2 с плоской рабочей поверхностью, и приводного механизма, состоящего из ведущего кривошипа 3, ползуна 4, приводного рычажного звена 5, ползуна 8 и шатуна 6, на котором жестко закреплена верхняя подвижная плита 7 с выпуклой рабочей поверхностью, образованной дугой окружности радиуса R, проведенной из точки М, расположенной на продолжении оси шатуна 6 со стороны приводного рычажного звена 5. Положение точки М, имеющей шатунную кривую с нижним прямолинейным участком, определяется одним из методов синтеза симметричного прямолинейно-направляющего механизма, известных в теории механизмов. Качение верхней плиты 7 по нижней плите 2 в случае параллельности рабочей поверхности нижней плиты 2 прямолинейному участку траектории точки М обеспечено при любом R, но из условия минимального скольжения между рабочими поверхностями плит 2 и 7 радиус R выбирается таким, чтобы длина дуги рабочей поверхности верхней плиты 7 была равна ширине L рабочей поверхности нижней плиты 2. При соблюдении условия минимального скольжения между взаимоогибаемыми плитами 7 и 2 радиус кривизны верхней подвижной плиты определяется зависимостью:

где r₁ - длина кривошипа приводного рычажного звена 5,

r₂ - расстояние между точкой сочленения приводного рычажного звена 5 и шатуна и точкой М,

ϕ₁ - угол поворота приводного рычажного звена 5 соответствующий рабочему ходу верхней плиты и движению точки М по прямолинейному участку шатунной кривой,

b - длина шатуна.

Расстояние r₂ направляющей точки М на продолжении оси шатуна определяется из условия наилучшего приближения траектории точки М к прямой линии, приравняв ее координаты в крайнем положении, соответствующем максимальному углу ϕ₁ разворота приводного рычажного звена 5, и в среднем положении при ϕ₁=0:

Ширина рабочей поверхности плиты 2 не должна превышать длины прямолинейного участка шатунной кривой точки М и определяется зависимостью:

Продольное движение ползуна 4 по приводному звену 5, вызванное вращением ведущего кривошипа 3, обеспечивает возвратно-вращательное движение приводного рычажного звена 5, которое вызывает возвратно-обкатывающее движение верхней подвижной плиты 7, шарнирно соединенной с ползуном 8, который совершает возвратно-поступательное движение в неподвижных направляющих плиты 2 так, что за полный оборот ведущего кривошипа 3 верхняя подвижная плита совершает сперва рабочий ход слева направо, в конце которого происходит отрыв подвижной плиты 7 от неподвижной плиты 2, что соответствует первому холостому ходу, затем верхняя подвижная плита совершает второй рабочий ход, обкатывая заготовку справа налево, в конце которого также происходит отрыв подвижной плиты 7 от неподвижной плиты 2. При этом во время первого и второго холостых ходов, соответствующих движению точки М по верхним криволинейным участкам шатунной кривой, происходит смена заготовки, а именно перемещение листового материала в штамповочном пространстве с целью выхода готового изделия и замены его на необработанный материал. Таким образом, добавление приводной кулисной группы приводит к увеличению производительности штамповочного пресса в два раза за счет сокращения холостого хода. В сравнении с прототипом за полный оборот ведущего кривошипа штампуется два изделия, а не одно, а угол поворота ведущего кривошипа, соответствующий холостому ходу, меньше чем у прототипа на величину угла поворота ведущего кривошипа, соответствующего второму рабочему ходу.

Штамповочный пресс работает следующим образом.

Листовой материал укладывают на нижнюю плиту 2 и включают привод пресса (не показан). При вращающемся кривошипе 3 ползун 4 движется по приводному рычажному звену 5, приводя его в движение вместе с шатуном 6, который перемещает верхнюю плиту так, что при рабочем ходе, соответствующем движению точки М по прямолинейному участку шатунной кривой, плита 7 обкатывает своей рабочей поверхностью плоскую рабочую поверхность нижней плиты 2 слева направо и штампует изделие, прессуя по принципу пресс-папье. Затем происходит отрыв плиты 7, показанный пунктиром, на некотором угле поворота кривошипа 3, достаточном для перемещения обрабатываемого материала по плите 2 и выхода готового изделия из штамповочного пространства, что соответствует холостому ходу и движению точки М по верхнему криволинейному участку шатунной кривой справа от оси ползуна, шарнирно соединенного с верхней подвижной плитой (показано стрелками). Дальнейшее вращение кривошипа 3 сопровождается рабочим ходом подвижной верхней плиты, но уже справа налево, в конце которого происходит отрыв верхней плиты от нижней, обеспечивающий выход второго готового изделия из штамповочного пространства.

Штамповочный пресс, содержащий неподвижную нижнюю плиту с плоской рабочей поверхностью и подвижную верхнюю плиту с выпуклой в поперечном сечении рабочей поверхностью, центр кривизны которой расположен на оси, проходящей через расположенный в верхней части подвижной плиты шарнир приводного рычажного звена, установленного на станине с возможностью вращения, и шарнир, соединяющий нижнюю часть подвижной плиты с ползуном, имеющим неподвижную вертикальную направляющую, ось которой проходит через ось вращения приводного рычажного звена, отличающийся тем, что на продолжении приводного рычажного звена, выполненном с противоположной от оси его вращения стороны, установлен с возможностью продольного перемещения ползун, шарнирно соединенный с ведущим кривошипом, ось вращения которого расположена на оси ползуна, шарнирно соединенного с верхней подвижной плитой.