Устройство для горячего деформирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК е си) В 21 д 13 ЕНИЯ ОП та ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИСАНИЕ Ивтоо ЮЩЕВЪС(56) Авторское свидетельство СССРВ 846044, кл. В 21 Л 13/02, 1961.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРЯЧЕГОДЕФОРМИРОВАНИЯ, содержащее станину,нижнюю плиту со столом, верхнююплиту с ползуном, расположенным внаправляющих станины, в которой устновлены шпильки, гидравлические цилиндры со средством изменения жесткости станины, выполненным в видегазожидкостнык аккумуляторов с трубопроводами, снабженньичи золотниками,обратными клапанами и дросселем;о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и снижения металлоемкости, оно снабжено дополнительными направляющими, размещенными на станине, последняя выполкена коробчатого типа, гидравлические цилиндры выполнены в виде гидрогаек, связанных со шпильками, астол установлен.в дополнительных направляющих с возможностью возвратнопоступательного перемещения в направлении, совпадающем с направлениемперемещения ползуна.Изобретение относится к обработкеметаллов давлением, а именно к кузнечно-штамповочному производству,и может быть использовано при получении изделий специальными видамиобработки металлов давлением, например изотермической штамповкой.Цель изобретения - повышение надежности и снижение металлоемкостиустройства путем снижения моментов,действующих в сечении нижней траверсы.Ка фиг. 1 показана принципиальнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - графики зависимости перемещений и скорости верхней половиныштампа от угла поворота главноговала; на фиг. 3 - график изменениясил, действующих в гидрогайках приперемещении нижней половины штампа;на фиг. 4 - расчетная схема станиныизвестного устройства; на фиг. 5 -то же, предлагаемого устройства;на фиг. 6 - эпюры моментов при нагружении известного устройства,на фиг. 7 - то же, предлагаемогоустройства,Устройство для горячего деформирования (фиг.1) содержит верхнюю 1и нижнкно 2 плиты с закрепленными наних верхней 3 и нижней 4 половинамиштампа. Верхняя плита 1 жестко связа.на с ползуном 5, который от привода(не показан) имеет возможность поступательного перемещения в направляющих 6 стоек 7 устройства. В стойках 7 выполнены отверстия для подшипников 8 главного вала. Сверхустойки 7 замыкаются коробчатой верхней траверсой 9, а снизу - коробчатой нижней траверсой 10. Нижняятраверса 1 О по наружному контуруимеет опорные площадки 11 для установки устройства на фундаменте. Навнутренней поверхности нижней траверсы 10 установлены направляющие12, по которым имеет возможностьперемещаться подвижный стол 13 сустановленной на нем нижней плитои2. Подвижный стол 13 поджимаетсяк опорной поверхности 14 стоек 7стяжными шпильками 15, на верхнемконце которых установлены гайки 16,а на нижнем - гидрогайки, состоящиеиз связанной со шпилькой гайки 17и гидроцилиндра 18, опирающегосяна подвижный стол 13,Гидросистема гидрогаек содержитэлектродвигатель с насосом 19,обратный клапан 20, разгрузочныйпредохранительный клапан 21 и емкость 22 с рабочей жидкостью. Длявозможности получения различных силовых характеристик устройства всистеме предусмотрены газожидкостные аккумуляторы 23 (условно показан10 один). Для управления процессами,протекающими в гидросистеме прирабочем ходе в трубопровод 24 встроены реле 25 давления, электроуправ-,ляемые золотники 26, регулируемый15 дроссель 27, обратный клапан 28.Для контроля за работой устройстваустановлены манометры 29 и 30.Верхняя 3 и нижняя 4 половиныштампа установлены в теплоизоляцион 20 ных кожухах 31 и 32, причем последний имеет окно 33 для загрузки заготовок.Устройство работает следующим образом,25 В крайнем верхнем положении нолзуна 5 теплоиэоляционный кожух 31находится вверху. При этом открытоокно 33 в теплоизоляционном кожухе32. Через окно 33 заготовку (не показана) устанавливают на нижнюю 4половину инструмента и включают прМвод устройства. Ползун 5 с теплоизоляционным кожухом 3 1 и верхней 3. половиной инструмента перемещаетсявниз до соприкосновения с заготовкой.35С этого момента начинается технологическая операция с ростом усилияна инструменте. Поскольку в полостях гидроцилиндров 18 гидрогаек находится жидкость под начальным расчетным давлением, подвижный стол 13 сустановленной на нем нижней плитой2 и нижней 4 половиной инструментабудет поджат к,опорной поверхности14 стоек 7, В момент, когда усилиена инструменте превысит начальноеусилие, развиваемое гидрогайками,подвижный стол 13 начнет перемещаться по направляющим 12 нижней траверсы 10. При движении подвижного стола 13 и цилиндра 18 относительногайки 17 обьем рабочей полости в гидрогайке уменьшается и жидкость вытесняется через трубопровод 24,так как обратный клапан 20 при повышении давления закрывается. Вытесненная жидкость поступает в гаэожидкостные аккумуляторы 23, сжимаяе20 45 3 1194 замкнутые там объемы газа. Характер изменения усилия, развиваемого на инструменте при перемещении подвижного стола 13, зависит от начального давления и объемов газов, заключенных в аккумуляторах 23. В процессе перемещения подвижного стола 13 электроуправляемые золотники 26 отключают последовательно или одновременно газожидкостные аккумуляторы 23, что обеспечивает различные варианты изменения усилия на инструменте.Технологическая операция может проводиться беэ жесткого замыкания в устройстве. В этом случае максимальное усилие деформирования определяется усилием, развиваемым гидро- гайками в конце хода полэуна 5. В случае, если скорость ползуна устройства достаточно снизилась, что имеетместо при подходе ползуна 5 к крайнему нижнему положению, возмож на работа устройства с жестким замыканием, Это произойдет, когда торец А гидроцилиндра 18 придет в соприкосновение с торцом Б гайки 17. Дальнейшее деформирование заготовки в этом случае происходит при скоростях перемещения ползуна 5, определяемых кинематикой главного исполнительного механизма устройства.После прохождения крайнего нижнего положения при. обратном ходе ползуна 5 усилие, действующее на поковку, снижается и подвижный стол 13 под действием давления жидкости35 поднимается. Рабочая жидкость из аккумуляторов 23 перетекает в полости гидрогаек. Дроссель 27 при закрытом обратном клапане 28 обеспечивает замедленное движение подвижного стола 13 в исходное верхнее положение без передачи усилия на верхнюю половину 3 инструмента.Гидропривод системы, состоящий из электродвигателя с насосом 19, предохранительного клапана 21 и емкости 22 с рабочей жидкостью, служит лишь для обеспечения начального давления в системе и в цикле работы не участвует.50Принцип работы устройства поясняется графиками фиг.2 и 3.Кривые 34 и 35 показывают соответственно изменение перемещения и . скорости верхней половины штампа при движении ее вместе с ползуном вниз. В связи с тем, что стол 13 в исходном положении поднят на величину хода гидрогаек, расстояние между верхней 3 и нижней 4 половинами штампа уменьшится на такую же величину. График действительных перемещений верхней половины штампа относительно нижней представлен кривой 36. Расчетное усилие технологической операции изменяется по кривой 37. При этом полный ход собственно деФормирования заготовки составляет В, а ход гидрогаек - Г (Фиг.2). При линейном характере хода деформирования (кривая 38) в каждый момент времени перемещения верхней половины штампа складывается мз собственно хода деформирования и хода гидрогаек нижней половины штампа. Величины этих перемещений определяются из граФиков фиг.2 в любой момент времени по аналогии с величинами В и Г.Перестроив график технологического усилия в зависимости от перемещения нижней половины штампа, получают рабочую характеристику - график жесткости гидрогаек (фиг.З), причем кривая 39 показывает характерные точки, по которым должна быть обеспечена работа гидрогаек. Предварительное усилие, при достижении которого нижняя половина штампа начинает движение, должно составлять Р Последующее изменение усилия в за-висимости от хода нижней половины штампа настраивается соотношением объемов жидкости и газа в аккумуляторах 23.В устройстве перераспределены нагрузки в силовой системе, что оказывает влияние на характер и величины напряжений, действующих в различных элементах конструкции. Расчетная схема станины предлагаемого устройства (Фиг.5) отличается от расчетной схемы известного устройства (фиг.4) тем, что нагрузка на столе станины отсутствует, так как сила, действующая на нижнюю вполовину штампа при выполнении технологической операции, воспринимается непосредственно гидрогайками. Так как гидрогаики связаны со стяжными шпильками, то усилия замыкаются в верхней части станины между опорами вала и верхней траверсой устройства. Кроме того, коробчатая форма нижней траверсы устройства привела к снижению момента инерции этого сечения, поэтому высоту расчетной рамы 1 следовало принять равной расстоянию между94554 В результате изменения принципа работы и нагружения корпусных элементов устройства существенно меняются и силовые факторы, действующие в них при нагружении. Для расчетных схем, представленных на фиг. 4 и 5, при одинаковых значениях усилий деформирования Р эпюры изгибающих моментов показаны соответственно на фиг. 6 и 7. Из сравнения эпюр следует, что в предлагаемом устройстве резко уменьшился момент М действующий в сечении нижней траверсы. Это объясняется тем, что в устройстве стол выполнен подвижным и Отношениезначений Расчетные величины Значения расчетных величин Предлагаемоеустроиство Известное устройство расчетныхвеличин 5,610 кНм 4,4 10 кНм 1,27 16,62 10 кНм 15, 15 10 кНм 1, 1 120,47 10 кНм 5,45 10 кНм 22,1 1,07 10,1 МПа 10,8, МПа 26,8 МПа 1,99 53,3 МПа 31,6 МПа 1, 14 36 МПа:Фцентрами тяжести сечений верхней и нижней траверс, т.е; при тех же габаритах корпуса устройства длинарасчетной схемы устройства увеличена.% Максимальный изгибающий момент в верхней траверсе М Максимальный изгибающий момент в сечении стойки М Максимальный изгибающий момент в нижней траверсе М Максимальные нормальные напряжения в сечении верхнейтраверсы Максимальные нормальные напряжения в опасном сечениистойки Максимальные нормальные напряжения в опасном сечениинижней траверсы передает нагрузки непосредственнона шпильки корпуса. В характерныхсечениях других элементов корпусазначения изгибающих моментов также 5 снижены. Для сравнения в таблицеуказаны значения расчетных величинизгибающих моментов и максимальныхнормальных напряжений в характерныхсечениях элементов корпуса. Нормаль ные напряжения определялись отсовместного действия изгибающих моментов и продольных сил. Из сравнения результатов, приведенных втаблице, следует, что в устройстве 15 максимальные напряжения в опасномсечении стойки снижаются в два разаа максимальные напряжения в опасномсечении верхней и нижней траверсв 1,07 и 1, 14 раза соответственно, 20 что является резервом для уменьшения металлоемкости станины.1194554 Составитель А.АкмулинТехред О,Неце Корректор И. Эрдейи Редакто л сн ПП "Патент", гУжгород, ул. Проектная Фили аз 7352/13 Тираж б 46 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская наб