Винтовой пресс для штамповки обкатыванием

(19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(71) Научно-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов при МГТУ им. Н.Э,Баумана и Чимкентское производственное объединение по выпуску кузнечно-прессового оборудования(56)1. Шульгинский Я. Гидромеханический пресс с качающимся пуансоном (сферодвижителем). - Кузнечно-штамповочное производство В 3, 1978, с.43-45.2. Авторское свидетельство СССР М 1613358, кл, В 30 В 1/18, приор, 1988.(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 5 10 15 20 25 30 35 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 массы,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 ЯПресс 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 инст40 45 50 55 румента, что ограничивает технологическиевозможности пресса.Этот существенный недостаток устраняется в предлагаемом прессе,Целью изобретения является расширение технологических возможностей пресса- универсальности пресса, повышение егоКПД, обеспечение регулировки скоростиподачи ползуна и инструмента на обороткачания в зависимости от технологическогопроцесса. Указанные особенности работы "0пресса обеспечивают повышение качества .отштампованных изделий, снижают усилиепресса.Цель достигается тем, что винтовойпресс для штамповки обкатыванием, содер- "5жащий смонтированный в направляющихстанины наружный ползун с размещеннымв нем с возможностью вращения внутренним ползуном, связанным через шлицевуювтулку с винтом, сочлененным резьбой с 20гайкой, установленной в корпусе, смонтированном на подшипниках в станине,смонтированную в основном маховикефрикционную муфту с ведомым диском, связанным с винтом дополнительной шлицввой втулкой, установленные на станинецилиндры, штоки которых связаны с наружным ползуном, размещенный на наружномполэуне тормоз внутреннего ползуна, а также смонтированный на подшипниках на 30станине дополнительный приводной маховик, связанный с корпусом гайки и сосновным маховиком посредством промежуточного элемента, выполненного в виде регулировочного диска с приводом, установленного 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 в 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 обкатыванием 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 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 эксцентриситетом расположена полусфера 8, в которой на подшипниках 9 и 10 установлено водило 11, на котором закреплен штамподержатель 12, совершающий кача- тельные 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 18 дополнительный 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 шлицевой втулки 34 и шлицевого вала 35 связан с винтом 18. Ведущий диск 32 и ведомый диск 33 подпружинены пружинами 36 и 37, а шлицевая 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. Тормоз внутреннего ползуна выполнен любой известной конструкции, например в виде барабана 46, жестко связанного с внутренним ползуном 5 и фрикционными колодками 47 с любым известным приводом, Штамподержатель 12 связан поводковым маханиэмом, выполненным в виде поводка 48 с корпусом 13. Один конец по 173136645 50 Ьг - -г --ЧЧм 1,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, Род,действием момента в Ое бг -.- . ., - гйй: 19 аинт 18 вращаЕтСя с Одинэкок.й скэф;Остью гайкой 19;Л 1 где ЧЧ, .ъ;.: ОкОрости вращения винта 18 га, ки ,Г ,д ".Оп;лнительно приводного маховика 25,Совместно с винтом 18 со скоростью ЧЧз вращаются знутренний ползун 5, барабан 46 и другие элементы конструкции внутреннего полэуна 5 с винтом 18,Колодки 47 тормоза от барабана 46 отведены, Вращаются совместно с винтом 18 связанные с зим о лицевой вал 35, шлицевая втулка 54 и ведомый диск 33 с фрикциОн,ыми вставка;- и 31, Скорость вращения ;.:Овика Л 1 И,2) больше скорости враще,лГ до"э. г.лельнО приводногО маховика 2=, "., )., Опред-;л,",ется передаточным отн идением зУбчатой пеРеДачи з,п, пРи неподвяяном регулировочном диске 28 (И/р,д, = О) и ОбЩлм пеРеДаточным отношением ь,;з, при вращающемся регулировочном диске (ЧЧр,д. Ф О): Ям 2 = з,п,ЧЧм 1 при ЧЧр,д. = 0; ЧЧм 2 = о.в,ЧЧм 1 ПРИ ЧЧр,д. Ф 0; ЧЧм 2 - И д ЧЧ 1 ЧЧр,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 ско- ростью ГдЕ ЧЧг = Иlм 1: Ь - ход резьбы винта 18 5 10 15 20 25 30 35 При подходе пуансона 43 к заготовке(нафигурах не показана) тормоз растормаживается, колодки 47 отводятся от барабана 46 исжатый воздух подается в цилиндр 39.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. Винт18 приобретает скорость вращения, равнуюСКОрОСтИ ВращЕНИя МаХОВИКа 29 (Яв = 1 Им 2),а гайка продолжает вращаться со скоростьювращения дополнительного приводного маховика 25 (ЧЧг = ЧЧм 1), так как она с нимжестко связана.,Наружный 3 и внутренний 5 ползуныперемещаются вниз со скоростьюч = - 1-Ви .2 л 1При этом внутренний ползун 5, враща 1ясь со скоростью - . ЧЧм 1, обеспечивает колебательное обкатывающее движениештамподержателя 12 с той же частотой,Подача (перемещение) пуансона заодин оборот внутреннего ползуна составляети может быть выбрана в зависимости отпередаточного отношения, которое регулируется вращением от электродвигателя (нафигурах не показан) регулировочного диска 28.В процессе хода деформирования вознлкающий в резьбовом соединении крутящий моментЬМ Рд 2где Рд - усилие деформирования,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 - дополнительной приводной маховик 25 - основной маховик 29. Таким образом, энергетически активным моментом является только момент сопротивления обкатыванию заготовки.1В конце хода деформирования воздух из цилиндра 39 сбрасывается и муфта отключается. Под действием усилия цилиндров 16 подвижные части поднимаются вверх со скоростью 0 М 8 В/Г)ГДЕ ЧЧг,= Юм 1, а Яз ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ДИНаМИКОй разгона винта 18, внутреннего ползуна 5 и элементов конструкции пресса, связанных с10 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 Ив = Мг. Составитель 3, Садиков Редактор Т. Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор О. КундрикЗаказ 1535 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Винтовой пресс для штамповки обкатыванием, 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 приводноймаховик, связанный с корпусом гайки и с основным маховиком посредством промежуточного элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологиче 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,