Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом



Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом
Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом

 


Владельцы патента RU 2425728:

Хорычев Александр Алексеевич (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к горячей штамповке на коленных прессах с гидравлическим приводом. Коленный пресс содержит станину с поперечинами, стойки с направляющими, подвижные детали в виде рабочего ползуна и по меньшей мере одного коленно-рычажного механизма. Упомянутый механизм соединяет первую поперечину с рабочим ползуном. Первый рычаг механизма соединяет первую поперечину со вторым рычагом, который связан с рабочим ползуном через ползунный шарнир. В прессе предусмотрен по меньшей мере один гидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены с коленно-рычажным механизмом. Неподвижные детали закреплены на станине. Способ штамповки на коленном прессе включает рабочие циклы, состоящие из этапов. На данных этапах осуществляют разгон подвижных деталей пресса для накопления ими кинетической энергии, достаточной для деформирования заготовки, деформирование заготовки и возвратный ход подвижных деталей пресса. Разгон подвижных деталей осуществляют до достижения к началу деформирования заготовки первым рычагом максимальной угловой скорости ωmах, которую выбирают из приведенного диапазона. В результате обеспечивается сокращение длительности этапа деформирования заготовки. 5 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к горячей штамповке на прессах, а именно - на коленных прессах с гидравлическим приводом.

Известны операции холодной и горячей калибровки, чеканки и выдавливания рельефов, выполняемые на кривошипно-коленном прессе (Машиностроение. Энциклопедия/Редсовет: К.В.Фролов и др. - М.: Машиностроение. Машины и оборудование кузнечно-штамповочного и литейного производства. Том IV - 4 / Ю.А.Бочаров, И.В.Матвеенко и др., 2005), [1], с.276-280).

Исполнительный механизм пресса состоит из шарнирного четырехзвенника, к подвижному шарниру коромысла которого присоединено звено с ползуном. При работе пресса максимальный угол отклонения коромысла от оси пресса находится в интервале 30-40°. Максимальная скорость ползуна не превышает 0,3 м/с. Максимальная начальная скорость деформирования заготовки при рабочем ходе - не более 0,15 м/с [1, с.278, рис.3.9.2]. Частота ходов ползуна для различных прессов - 20-60 мин-1 при номинальной силе 1,00-20,00 МН.

Недостаток горячей калибровки или штамповки на кривошипно-коленных прессах - длительное время контакта штампа с горячей заготовкой, приводящее к низкой стойкости штампов и неэффективности или невозможности горячей штамповки заготовок небольшой толщины (например, для инструмента: гаечных ключей, кусачек и др.) вследствие их быстрого остывания.

Известен приблизительный диапазон времени деформирования и скоростей деформирования для кузнечно-штамповочных машин, используемых для горячей штамповки заготовок (Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование. - М.: Издательский центр «Академия», 2008), [2], с.10:

Наименование кузнечно-штамповочных машин Время деформирования заготовки, с Начальная скорость деформирования заготовки, м/с
Гидравлические прессы 0,5-5 до 0,5
Кривошипные прессы 0,1-5 0,4-0,5
Кривошипно-коленные прессы 0,1-0,5 0,10-0,15
Коленные прессы с гидровинтовым приводом 0,01-0,1 до 0,23
Молоты штамповочные 0,001-0,01 5-8

Известны процессы горячей штамповки, выполняемые на гидравлических штамповочных молотах [2, с.406-420, Бочаров Ю.А., Хорычев А.А. «Гидравлические штамповочные молоты». - М.: НИИМАШ, 1974 г.], а также номенклатура штампуемых заготовок. Для выполнения операции штамповки на молоте осуществляется разгон подвижных частей молота с целью накопления ими кинетической энергии поступательного движения на ходе приближения к заготовке, а затем деформирования заготовки за счет накопленной ползуном кинетической энергии. Часть кинетической энергии переходит в энергию упругой деформации ползуна (бабы) и шабота, которая снова переходит в кинетическую энергию, обеспечивая взаимный отскок ползуна и шабота, и вследствие этого небольшое время деформирования заготовки (0,001-0,01 с) и ее контакта с половиной штампа, закрепленной на ползуне. Горячая заготовка малой массы или малой толщины не успевает существенно остыть за небольшое время деформирования, поэтому полость штампа хорошо заполняется металлом. Этот эффект обеспечивает использование гидравлических штамповочных молотов (ГШМ) в заготовительном производстве инструментальных заводов, однако, вследствие тяжелых условий труда и трудностей автоматизации процесса, использование горячей штамповки заготовок на молотах резко сокращается. При этом штамповочные операции на прессах, выполняемые в инструментальном производстве, преимущественно автоматизированы.

Известны процессы обработки металлов давлением на коленно-рычажных прессах с пневматическим приводом [а.с. SU № 1602603 от 04.07.1988, патент RU № 2338645 от 11.10.2003]. Пневматический привод в сравнении с гидравлическим имеет низкий КПД, низкое давление воздуха и не позволяет развивать большую силу деформирования, необходимую для штамповки заготовок. В способе штамповки на таких прессах не предусмотрено накопление достаточной для деформирования заготовки кинетической энергии подвижных частей. Поэтому деформирование заготовки совершается за счет увеличения силы, развиваемой пневмоцилиндром.

Известны способы прессования заготовок на коленных прессах [патент RU № 2050220 от 30.06.1992, патент DE № 202004020750 U1 от 23.09.2004, патент DE № 19918700 от 26.04.1999, патент US № 371049 от 4.10.1887], состоящих из:

- станины с двумя поперечинами и соединяющими их стойками с направляющими, и подвижных деталей:

- рабочего ползуна, установленного подвижно в направляющих,

- по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма, соединяющего одну из поперечин с рабочим ползуном, имеющего вращающиеся детали: первый рычаг, установленный на оси или на валу в верхней поперечине и соединяющий верхнюю поперечину через коленный шарнир со вторым рычагом, соединенным с рабочим ползуном через ползунный шарнир,

- по меньшей мере, одного гидравлического или пневмогидравлического цилиндра, подвижные детали которого соединены с коленно-рычажным механизмом, а неподвижные закреплены на станине.

Способ штамповки на этих прессах выполняется при совершении следующих этапов рабочего цикла:

- перемещение подвижных деталей пресса до начала деформирования заготовки, совершаемое при подаче рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра,

- деформирование заготовки силой, многократно превышающей силу, развиваемую гидроцилиндром, при продолжении подачи рабочей жидкости в ту же полость гидроцилиндра, но при более высоком давлении, чем до начала деформирования заготовки;

- возвратный ход при подаче рабочей жидкости в ту же полость гидроцилиндра и вращение рычагов в том же направлении.

Для совершения следующего рабочего цикла рабочая жидкость подается в противоположную полость гидроцилиндра и рычаги вращаются в противоположном направлении.

В этих коленных прессах разгон подвижных деталей привода и ползуна и накопление ими кинетической энергии не предусмотрены, поэтому деформирование заготовки выполняется за счет увеличения силы, развиваемой гидравлическим или пневматическим цилиндром.

Известны процессы штамповки заготовок на коленных прессах с приводом от гидравлического и гидровинтового цилиндров, подвижные детали которых присоединены к колену [а.с. SU № 166239 от 06.07.1962, а.с. SU № 261171 от 27.12.1968, а.с. SU № 315625 от 20.07.1970], или к двуплечему рычагу коленно-рычажного механизма [а.с. SU № 258032 от 27.12.1968 г.]. Особенность способа штамповки на таких прессах в том, что при ходе приближения ползуна к заготовке происходит увеличение подачи жидкости в гидровинтовой цилиндр и, соответственно, разгон подвижных деталей пресса, увеличение угловой скорости вращения гидровинтового цилиндра, а также его линейной скорости, увеличение линейной скорости коленного шарнира до 0,85 м/с [2, с.110, рис.11.3] и возможно до 1,5 м/с [2, с.53], и, соответственно скорости, - накопление кинетической энергии подвижных деталей пресса. Деформирование совершается за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями пресса и ползуном при начальной скорости деформирования заготовки 0,23 м/с [2, с.110, рис.11.3.а]. Возвратный ход совершается за счет подачи рабочей жидкости в противоположный гидроцилиндр при перемещении подвижных деталей пресса в направлении, противоположном их перемещению при ходе приближения ползуна к заготовке и при ее деформировании или при продолжении подачи рабочей жидкости в ту же полость гидровинтового цилиндра и при перемещении подвижных деталей привода ползуна в том же направлении, что и при разгоне подвижных деталей пресса и при деформировании заготовки [а.с. SU №166239 от 06.07.1962].

Недостаток такого способа штамповки на коленном прессе с приводом от гидравлического и гидровинтового цилиндров - большое время деформирования заготовки (более 0,1 с) вследствие изменения направления движения деталей привода ползуна после окончания деформирования заготовки, а также вследствие небольших скоростей перемещения подвижных деталей пресса. Несколько меньшее время деформирования заготовки в случае, если возвратный ход ползуна совершается при движении деталей привода ползуна в том же направлении, что и при этапах разгона и деформирования. При длительном времени контакта горячей заготовки небольшой толщины со штампом она может остывать ниже допустимой для деформирования температуры. Многоручьевая горячая штамповка тонкостенных заготовок инструмента на таких коленных прессах не используется.

Техническая задача изобретения - предложить такой способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом, при котором при ходе приближения к заготовке рабочего ползуна со штампом подвижные детали пресса накапливали бы кинетическую энергию их вращательного и поступательного движений, достаточную для совершения деформирования заготовки за небольшое время, существенно меньшее, чем у известных коленных прессов с гидравлическим приводом, и приближающееся к длительности этапа деформирования, характерной для штамповочных молотов.

Техническая задача решена в способе штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом, состоящем из станины, первой и второй поперечин и соединяющих их стоек с направляющими, и подвижных деталей: рабочего, ползуна, подвижного в направляющих, по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма, соединяющего первую поперечину с ползуном, имеющего вращающиеся рычаги: первый рычаг, установленный на оси или на валу в первой поперечине и соединяющий ее через коленный шарнир со вторым рычагом, соединенным с рабочим ползуном через ползунный шарнир; по меньшей мере, одного гидравлического цилиндра, подвижные детали которого соединены с коленно-рычажным механизмом, а неподвижные закреплены на станине, включающем рабочие циклы, состоящие из следующих этапов:

- разгон подвижных деталей пресса для накопления ими заданной кинетической энергии, достаточной для деформирования заготовки;

- деформирование заготовки за счет накопленной кинетической энергии;

- возвратный ход подвижных деталей и рабочего ползуна,

при этом разгон подвижных деталей пресса совершается до достижения первым рычагом максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:

,

где ωmах - максимальная угловая скорость первого рычага, достигаемая к началу деформирования заготовки, с-1;

υ0max - максимальная окружная скорость центра коленного шарнира, м/с;

υ0max=(3÷8) м/с;

l - расстояние между центрами поперечного сечения оси или вала и коленного шарнира, м.

Для уменьшения длительности этапа деформирования заготовки и масс подвижных деталей пресса угловую скорость рычагов необходимо увеличивать, а для снижения динамических нагрузок на пресс и фундамент при деформировании заготовки максимальную скорость разгона нужно уменьшать, поэтому предпочтительно разгон совершать до достижения первым рычагом максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:

В зависимости от условий технологического процесса штамповки разгон подвижных деталей пресса и деформирование заготовки совершается при угле поворота первого рычага, выбираемом из диапазона радиан.

Для уменьшения длительности процесса деформирования и, соответственно, времени контакта заготовки со штампом, деформирование заготовки завершают при угловой скорости первого рычага, выбираемой из диапазона:

ω=(0,1-0,4)ωmах,

где ω - угловая скорость первого рычага при крайнем нижнем положении рабочего ползуна;

возвратный ход ползуна совершается при вращательном движении деталей коленно-рычажного механизма и поступательного движения подвижной части гидроцилиндра в том же направлении, что и при разгоне и деформировании.

Для повышения производительности пресса возвратный ход совершается при абсолютной величине угла поворота первого рычага, выбираемой из диапазона радиан при вращательном движении деталей привода коленно-рычажного механизма и поступательном движении подвижной части гидроцилиндра в том же направлении, что и при разгоне и деформировании заготовки, а следующий рабочий цикл совершается при движении деталей гидравлического цилиндра и коленно-рычажного механизма в направлении, противоположном их движению при предыдущем рабочем цикле.

Отличительные признаки способа работы коленно-рычажного пресса, обеспечивающие указанный выше технический эффект, - существенное сокращение длительности этапа деформирования заготовки, следующие:

- разгон подвижных деталей пресса совершается до достижения первым рычагом максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:

,

где ωmах - максимальная угловая скорость первого рычага, достигаемая к началу деформирования заготовки, с-1;

υ0mах - максимальная окружная скорость центра коленного шарнира, м/с;

υ0max=(3÷8) м/с;

l - расстояние между центрами поперечного сечения оси или вала и коленного шарнира, м;

- для уменьшения длительности этапа деформирования заготовки и масс подвижных деталей пресса угловую скорость рычагов необходимо увеличивать, а для снижения динамических нагрузок на пресс и фундамент при деформировании заготовки максимальную скорость разгона нужно уменьшать, поэтому предпочтительно разгон совершать до достижения первым рычагом максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:

;

- в зависимости от условий технологического процесса штамповки разгон подвижных деталей пресса и деформирование заготовки совершается при угле поворота первого рычага, выбираемом из диапазона радиан;

- для уменьшения длительности процесса деформирования и, соответственно, времени контакта заготовки со штампом, деформирование заготовки завершают при угловой скорости первого рычага, выбираемой из диапазона:

ω=(0,1-0,4)ωmах,

где ω - угловая скорость первого рычага при крайнем нижнем положении рабочего ползуна;

- при этом возвратный ход ползуна совершается при вращательном движении деталей коленно-рычажного механизма и поступательного движения подвижной части гидроцилиндра в том же направлении, что и при разгоне и деформировании$

- для повышения производительности пресса возвратный ход совершается при абсолютной величине угла поворота первого рычага, выбираемой из диапазона радиан при вращательном движении деталей привода коленно-рычажного механизма и поступательном движении подвижной части гидроцилиндра в том же направлении, что и при разгоне и деформировании заготовки, а следующий рабочий цикл совершается при движении деталей гидравлического цилиндра и коленно-рычажного механизма в направлении, противоположном их движению при предыдущем рабочем цикле.

Указанная выше совокупность признаков способа не обнаружена при проведении патентно-информационных исследований, поэтому техническое решение соответствует критерию «новизна». Данная совокупность признаков не характерна для способов штамповки на коленных прессах, не следует явно из уровня кузнечно-штамповочной техники и обеспечивает оригинальный способ штамповки на прессе с гидравлическим приводом при небольшой длительности процесса деформирования.

На фиг.1а показана схема, иллюстрирующая способ штамповки на коленном прессе с приводом от гидроцилиндра (момент начала разгона подвижных частей).

На фиг.1b - схема способа на фиг.1 (момент начала деформирования заготовки).

На фиг.2 - схема, иллюстрирующая способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом от гидравлического цилиндра, закрепленного на стойках перпендикулярно оси пресса.

На фиг.3 - схема, иллюстрирующая способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом от двух гидравлических цилиндров.

На фиг.4 - схема, иллюстрирующая способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом, установленном на фундаменте горизонтально.

На фиг.5 - схема, иллюстрирующая способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом от двух гидравлических цилиндров, расположенных параллельно направляющим рабочего ползуна.

На фиг.6 показана диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки от угла поворота первого рычага, на которой υ0max - максимальная скорость центра коленного шарнира, γ - угол между осью пресса и первым рычагом коленно-рычажного механизма в начале деформирования заготовки.

На фиг.7 - диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки от длины первого рычага.

На фиг.8 - диаграмма зависимости длительности деформирования заготовки от максимальной окружной скорости центра коленного шарнира и от его угловой скорости в момент окончания деформирования заготовки при углах начала деформирования 3,5° и 7°.

Предложенный способ штамповки осуществляется на коленном прессе с гидравлическим приводом (фиг.1a, 1b, 2-5), который состоит из станины 1 с первой поперечиной 2, второй поперечиной 3 и соединяющими их стойками 4 с направляющими 5; подвижных деталей пресса: ползуна 6, подвижного в направляющих 5; по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма 7, соединяющего поперечину 2 с ползуном 6, имеющего вращающиеся рычаги: первый рычаг 8, установленный на оси или на валу 9 в поперечине 2 и соединяющий ее через коленный шарнир 10 со вторым рычагом 11, соединенным с ползуном 6 через ползунный шарнир 12; гидравлического привода (не показан), имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр 13, подвижные детали 14 которого соединены с коленно-рычажным механизмом 7, а неподвижные детали 15 закреплены на станине 1 (фиг.1а, 1b, 2) или поперечине 2 (фиг.3, 5). Первый рычаг 8 может быть закреплен на валу 9 с маховиком 16 (фиг.2, 5), позволяющим увеличить момент инерции и кинетическую энергию подвижных частей пресса. Первый рычаг 8 может быть двуплечим (фиг.3) или трехплечим (фиг.5), а гидравлический привод может иметь два гидроцилиндра, подвижные детали которых соединены с соответствующими плечами рычага 8 (фиг.3, 5) и создают крутящий момент на валу 9, уменьшая действующий на него изгибающий момент. Коленный пресс может быть как вертикальным (фиг.1, 2, 3, 5), так и горизонтальным (фиг.4).

Предложенный способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом включает рабочий цикл, состоящий из следующих этапов:

- разгон подвижных деталей пресса: деталей 14 гидравлического цилиндра 13, рычагов 8, 11 и ползуна 6 для накопления ими кинетической энергии, достаточной для деформирования заготовки 17;

- деформирование заготовки 17 за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями 14, рычагами 8 и 11 и ползуном 6 коленно-рычажного механизма 7;

- возвратный ход подвижных деталей 13 гидроцилиндра 14 и ползуна 6, при этом разгон подвижных деталей пресса совершается до достижения первым рычагом 8 максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:

,

где ωmах - максимальная угловая скорость первого рычага 8, достигаемая к началу деформирования заготовки;

l - расстояние между центрами оси или вала 9 первого рычага 8 и коленного шарнира 10 (фиг.1а).

Кинетическая энергия подвижных деталей пресса при равных длинах первого 8 и второго 11 рычагов:

,

где ω, I и Iм - угловая скорость и моменты инерции соответственно вращающихся рычагов 8 и 11 и маховика 16, закрепленного на валу,

υ и m - соответственно скорость и масса поступательно движущихся деталей пресса.

Для уменьшения масс подвижных деталей пресса их скорости необходимо увеличивать, а для снижения динамических нагрузок на пресс и фундамент при деформировании максимальную скорость разгона нужно уменьшать, поэтому разгон совершается до достижения первым рычагом 8 максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:

.

В зависимости от условий технологического процесса штамповки разгон подвижных деталей пресса и деформирование заготовки 17 совершается при угле поворота первого рычага 8, выбираемом из диапазона радиан. За счет изменения величины угла поворота первого рычага 8 при разгоне регулируется величина кинетической энергии, накапливаемой подвижными деталями пресса.

Для уменьшения длительности процесса деформирования заготовки 17 и времени ее контакта со штампом этап деформирования завершается при угловой скорости первого рычага 8, превышающей 0,1ωmах c-1 (фиг.8), а возвратный ход ползуна 6 совершается при движении деталей коленно-рычажного механизма 7 и подвижных деталей в том же направлении, что и при их разгоне и деформировании заготовки 17. При угловой скорости первого рычага 8 (ω<0,1 ωmах с-1) время контакта заготовки, нагретой до температуры горячей штамповки, со штампом может превысить 0,035 с (фиг.8 для γ=7°), т.е. будет значительно больше, чем у гидравлического штамповочного молота, но меньше, чем у винтового пресса.

Для значительного снижения времени контакта заготовки 17 со штампом при небольшом избытке кинетической энергии подвижных деталей деформирование заготовки 17 завершают при угловой скорости первого рычага, выбираемой из диапазона (фиг.8):

ω=(0,1-0,4)ωmах.

При малых углах (γ≤3,5°) поворота первого рычага 8 при деформировании (фиг.8) длительность контакта штампа с заготовкой 17 может быть примерно такой же, как у гидравлических штамповочных молотов.

Для повышения производительности пресса возвратный ход подвижных деталей совершается при угле поворота первого рычага 8, выбираемом из диапазона радиан при движении подвижных деталей 14 гидравлического цилиндра 13 и коленно-рычажного механизма 7 в том же направлении, что и при их разгоне и деформировании заготовки 17, а следующий рабочий цикл совершается при движении деталей 14 и коленно-рычажного механизма 7 в направлении, противоположном их движению при предыдущем рабочем цикле.

Для штамповки заготовки 17 по предлагаемому способу коленно-рычажный механизм 7 приводят в возвратно-вращательное движение подвижными деталями 14, действующими на коленно-рычажный механизм 7 от одного (фиг.1, 2, 4) или одновременно двух гидроцилиндров (фиг.3, 5).

Начальная скорость деформирования заготовки 16 определяется по формуле:

υн.∂.max·l·sinγ0max·sinγ,

где υн.∂. - начальная скорость деформирования заготовки 16; при l=0,5 м υн.∂.=(3÷8)sinγ, м/с (фиг.6);

υ0mах - окружная скорость центра коленного шарнира, υ0max=3÷8 м/с;

γ - угол между осью 18 пресса (фиг.1b) и первым рычагом 8 коленно-рычажного механизма 7 в начале деформирования заготовки 17,

l - расстояние между центрами оси или вала первого рычага и коленного шарнира.

Диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки 16 при υ0max=3, 4, 6, 8 м/с и γ=7°, построенная по данным табл.1, приведена на фиг.6. Величина хода (H) рабочего ползуна при деформировании заготовки 17 определяется по формуле:

Н=2l(l-cosγ).

Диаграмма зависимости скорости ползуна 6 в начале деформирования заготовки 17 от длины l=(0,5÷1) м первого рычага 8 показана на фиг.7.

Таблица 1
Начальная скорость деформирования заготовки в зависимости от максимальной угловой скорости первого рычага 8 при равных длинах (0,5 м) первого рычага 8 и второго рычага 11
Угол γ, град. sin γ Величина хода деформирования заготовки Н, мм Начальная скорость деформирования заготовки, м/с
Угловая скорость первого рычага 8 в начале деформирования заготовки, с-1
6 8 12 16
1 0,018 0,2 0,108 0,144 0,216 0,288
2 0,035 0,7 0,210 0,280 0,420 0,560
3 0,052 1,4 0,300 0,400 0,600 0,800
4 0,069 2,5 0,420 0,560 0,840 1,120
5 0,087 3,9 0,520 0,700 1,040 1,400
6 0,105 5,5 0,600 0,800 1,200 1,600
7 0,122 7,4 0,750 1,000 1,500

Предложен способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом, при котором функциональные параметры процесса деформирования заготовки (начальная скорость деформирования заготовки (фиг.6), длительность этапа деформирования (фиг.8)) занимают промежуточное положение между параметрами процессов деформирования на гидравлическом штамповочном молоте и винтовом прессе. Данные для сравнения параметров процессов деформирования на различных прессах и гидравлических штамповочных молотах приведены в таблице 2.

Учитывая, что рекомендуемые скорости горячего деформирования сталей находятся в интервале 0,6-2,5 м/с [Бочаров Ю.А. Винтовые прессы. М.: «Машиностроение», 1976, с.39], использование гидравлического привода со скоростью подвижных деталей 14 гидравлического цилиндра 13 до 8 м/с позволяет существенно увеличить технологические возможности коленных прессов с гидравлическим приводом путем увеличения скорости рабочего ползуна и существенно уменьшить длительности процесса деформирования заготовки.

Таблица 2
Сравнение параметров процесса деформирования заготовки для коленного пресса с гидравлическим приводом и других штамповочных машин
Наименование кузнечно-штамповочных машин Параметры процесса деформирования заготовки
Начальная скорость деформирования υн, м/с Длительность процесса деформирования t, с Длительность рабочего цикла tц, с Частота рабочих ходов с номинальной энергией n, мин-1
Гидравлические штамповочные молоты 3-8 10-3-10-2 0,75-1,5 40-90
Коленные прессы с гидравлическим приводом, работающие по предложенному способу 0,5-1,5 5(10-3-10-2) 0,75-1,5 40-90
Винтовые прессы с гидравлическим приводом 0,5-1,5 10-2-10-1 1-3 5-40
Коленно-рычажные прессы с электромеханическим приводом 0,10-0,15 10-1-5·10-1 1-3 20-60

Снижение окружной скорости коленного шарнира ниже 3 м/сек вызывает существенное увеличение длительности процесса деформирования до 0,05 с, а ее повышение более 8 м/с приводит к значительному увеличению начальной скорости деформирования заготовки и к ударным явлениям. Энергетически эффективной является штамповка на коленном прессе с гидравлическим приводом при окружной скорости коленного шарнира 4-6 м/с, приемлема эксплуатация при 8 м/с, а при дальнейшем увеличении этой скорости происходит интенсивное снижение КПД гидропривода и процесса штамповки.

1. Способ штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом, состоящим из станины с первой и второй поперечинами и соединяющих их стоек с направляющими, подвижных деталей пресса в виде рабочего ползуна, имеющего возможность перемещения в направляющих, и по меньшей мере одного коленно-рычажного механизма, соединяющего первую поперечину с рабочим ползуном и имеющего первый рычаг, установленный на оси или на валу в первой поперечине и соединяющий ее через коленный шарнир со вторым рычагом, соединенным с рабочим ползуном через ползунный шарнир, по меньшей мере, одного гидравлического цилиндра, подвижные детали которого соединены с коленно-рычажным механизмом, а неподвижные закреплены на станине, включающий рабочие циклы, состоящие из этапов, на которых осуществляют разгон подвижных деталей пресса для накопления ими кинетической энергии, достаточной для деформирования заготовки, деформирование заготовки и возвратный ход подвижных деталей пресса, отличающийся тем, что разгон подвижных деталей пресса осуществляют до достижения к началу деформирования заготовки первым рычагом максимальной угловой скорости ωmах, которую выбирают из следующего диапазона:

где υ0max - максимальная окружная скорость центра коленного шарнира, м/с;
l - расстояние между центрами поперечного сечения оси или вала и коленного шарнира, м.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разгон подвижных деталей пресса осуществляют до достижения к началу деформирования заготовки первым рычагом максимальной угловой скорости, которую выбирают из следующего диапазона:
.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разгон подвижных деталей пресса и деформирование заготовки осуществляют при угле поворота первого рычага, который выбирают из диапазона: (1/6÷1/4)π рад.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что деформирование заготовки завершают при угловой скорости первого рычага при крайнем нижнем положении рабочего ползуна которую выбирают из диапазона:

при этом возвратный ход рабочего ползуна осуществляют при движении коленно-рычажного механизма и подвижных деталей гидравлического цилиндра в том же направлении, что при разгоне подвижных деталей пресса и деформировании заготовки.

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что возвратный ход осуществляют при абсолютной величине угла поворота первого рычага, которую выбирают из диапазона (1/6÷1/4)π рад при движении коленно-рычажного механизма и подвижных деталей гидравлического цилиндра в том же направлении, что при разгоне подвижных деталей пресса и деформировании заготовки.

6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что возвратный ход рабочего ползуна осуществляют при движении коленно-рычажного механизма и подвижных деталей гидравлического цилиндра в том же направлении, что при разгоне подвижных деталей пресса и деформировании заготовки, а следующий рабочий цикл осуществляют при движении коленно-рычажного механизма и подвижных деталей гидравлического цилиндра в направлении, противоположном их перемещению при предыдущем рабочем цикле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для обработки давлением и может быть использовано при проектировании малогабаритных прессов, развивающих различные усилия прессования.

Изобретение относится к клиновому механизму. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к прессам для безоблойного формообразования поковок, имеющих сквозные отверстия, глухие полости и поперечные отростки.

Изобретение относится к механическим усилителям мощности и может быть использовано в энергетических установках. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях кривошипных прессов для выполнения разделительных операций. .

Пресс // 2400367
Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к прессам для гибки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для распрессовки и запрессовки крупногабаритных деталей и узлов. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к прессам для безоблойного формообразования поковок, имеющих сквозные отверстия, глухие полости и поперечные отростки.

Изобретение относится к ковочному прессу с горячим штампом, в частности, для изотермической ковки и к средству теплоизоляции для этого пресса. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологических машинах, предназначенных для осуществления операций листовой штамповки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологических машинах, предназначенных для осуществления операций листовой штамповки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологических машинах, предназначенных для осуществления операций листовой штамповки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологических машинах для осуществления операций штамповки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологических машинах для осуществления операций штамповки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологических машинах для осуществления операций штамповки. .

Изобретение относится к области обработки давлением и может быть использовано в технологических машинах для осуществления операций штамповки. .

Изобретение относится к области обработки давлением и может быть использовано в технологических машинах для осуществления операций штамповки. .

Изобретение относится к способу обработки металлической заготовки осадкой, к втулке для осуществления способа и к сборному узлу, содержащему втулку и крышку для осуществления способа.
Наверх