Штамп для холодной листовой штамповки

,.ЬЛО,,А ен.пор пруГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(46) 30.06,89, Бюл. Р 24 (71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (72) А.П.Качанов, В.С.Запорожченко, В.Я.Мирзак, 1 О.М.Романовр В,4 Рубан(56) Авторское свидетельство СССР В 1278073, кл, В 21 П 37/00, 1983,Авторское свидетельство СССР У 871918, кл, В 21 П 37/04, 1979. (54) ШТАМП ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ(57) Изобретение относится к кузнеч гно-прессовому машиностроению, а имно к технологической оснастке дляхолодной листовой штамповки, Цельизобретения - повышение точности инадежности крепления сменных частештампа (СЧШ) за счет их самоустаноки независимо от перекоса опорныхплит. Штамп содержит державки 3 иимеющие возможность смещаться отнотельно плит 1 и 2 за счет их сопряжения по сферической поверхности о14 и 15, СЧШ 8 фиксируются по поджиненным шарикам 7 и прижимаются кдержавкам 3 и 4 с помощью прижимов9, внутри ко торых вмо нтиро ваны крившипные механизмы с шатуном 27. При1489898 30 40 45 50 55 вод перемещения прижимов выполненв виде пневмоцилиндра, связанного скривошипами 28 составными валами ивтулками. Прижимы, механизмы их перемещения и привод смонтированы на самоустанавливающихся державках 3 и 4,которые соединены между собой с помощью направляющих колонок 5 и втуИзобретение относится к кузнечнопрессовому машиностроению, а именно к технологической оснастке для холодной листовой штамповки.Цель изобретения - повышение точности штамповки и стойкости инструмента за счет самоустанавливания рабочего инструмента.На Фиг,1 изображен предлагаемый штамп, разрез; на фиг.2 - вид А на фиг,1, крепление сменных частей штам па с помощью двух прижимов; на фиг.3- то же, с помощью четырех прижимов; на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг,1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.3.,Штамп содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 плиты, верхнюю 3 и нижнюю 4державки, соединенные между собой направляющими колонками 5 и втулками 6, фиксаторы, выполненные в виде шариков 7 для сменных частей 8 штампа, прижимы 9, смонтированные в державках 3 и 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, параллельном продольной оси штампа. К верхней плите 1 крепится хвостовик 10, Державки 3 и 4 подвижно соединены с плитами 1 и 2 с помощью винтов 11 и гаек 12 со сферической торцовой частью. Между каждой гайкой и плитой помещены упругие элементы 13, выполненные в виде пружин, полиуретана, твердых сортов резины и тп. Опоры державок 3 и 4 представляют собой точно пригнанные друг относительно друга по сферической рабочей поверхности пяту 14 и подпятник 15, имеющие вид в плане полных или усеченных сегментов (см.фиг.2 и 3), Пяты 14 жестко соединены с соответствующими державками 3 и 4 винтами 16, а подпятники 15 - с плитами 1 и 2 винтами 17. Для повышения точности соединения усталок 6. Для предварительного ориентирования ползуна пресса до началарабочего хода на колонках 5 размещены упругие элементы 20, усилие полного сжатия которых составляет 0,050,10 номинального усилия пресса, накотором установлен предложенныйштамп. 2 з.п. Ф-лы, 5 ил. новлены штифты 18, В плитах 1 и 2 выполнены пазы 19 крепления их к прессу (не показан). Оптимальное отношение радиуса сферической рабочей поверхности опор Кр (пяты 14 и подпятника 15) к радиусу сферической торцовой поверхности крепежных элементов (винтов 11 и гаек 12) Кк равно Кср/К, = 40 -50. На направляющих колонках размещены упругие элементы, например пружины 20, усилие полного сжатия которых составляет(.0,05-0,10)номинального усилия пресса, на котором установлен данный штамп.Фиксаторы, выполненные в виде шариков 7 (фиг,4), размещены во втулках 21, которые прикреплены к верхней 3 и нижней 4 державкам с помощью винтов 22, Количество фиксаторов определяется необходимой точностью установки сменных частей 8 штампа и обычно составляет по четыре в каждой державке 3 и 4. Осевое отверстиевтулки 21 ограничено коническим буртиком 23, что предотвращает выпадание шарика 7, подпружиненного с помощью упругого элемента 24, из втулки 21 при отсутствии .сменных частей 8 штампа. В качестве упругих элементов 24 могут быть применены пружины, полиуретан, резина и т.п. Упругие элементы 24 одним торцом упираются в шарик 7, а другим - в поверхность верхней 1 и,нижней 2 плит. В сменных частях штампа 8 имеются отверстия, в которых закреплены втулки 25 с коническими углублениями 26, которые расположены соосно подпружиненным шарикам 7, Угол наклона образующей конических углублений сооставляет 30-45, что обеспечивает надежное центрирование сменных частей штампа по шарикам.14898Прижима 9 имеют пазы для размещения в них заплечиков сменных частей 8 штампа и снабжены механизмамиих перемещения, Каждый такой механизм состоит из шатуна 27, кривошипа 28 и круглой шайбы 29 с двумя эксцентрично расположенными пересекающимися отверстиями. Рабочие поверхности кругового шатуна 27 в плоскости движения прижимов представляютсобой две эксцентричные окружностиразного диаметра, меньшая из которых расположена внутри большей иподвижно сопрягается с кривошипом 1528, а большая окружность подвижносопрягается с отверстием в прижиме 9,Кривошипы 28, размещенные внутри каж,дого прижима 9, кинематически свя-.заны с приводом поступательного перемещения, выполненного, например,в виде пневмоцилиндра 30 (см.фиг.2)штоками 31, кронштейнами 32, рычагами 33 и валами 34. Концевые частикривошипа 28 и вала 34 имеют лыски,которыми они вставлены в два пересекающихся эксцентрично расположенныхотверстия в шайбе 29,В случае закрепления сменных частей 8 штампа с помощью четырех при- З 0жимов 9 (см.фиг.З) последние попарно кинематически соединены посредством валов 34, которые выполненысоставными, и втулок 35. Кроме того,для обеспечения жесткости конструкции и облегчения установки сменныхчастей штампа в пазах прижимов 9 размещены профили 36 (например два уголка или швеллера), которые прикреплены к прижимам 9 любым из известных 40способов (болтами, винтами с потайной головкой, сваркой и т.д.). Концевая часть составного вала 34 (см,фиг,5) имеет фланец, который 4 с помощью крышки 37 и винтов (не показаны) закреплен с возможностью поворота в теле державки 3 или 4, Одной стороной, имеющей лыску, эта концевая часть вставлена в шайбу 29 и б 0 соединена с кривошипом 28, а другой - жестко связана с рычагом 33, который, в свою очередь, подвижно соединен с кронштейном 32 винтом 38, Для предотвращения проворота рычаг 33 установлен на концевой части вала 34, имеющей прямоугольное или круглое со шлицами (шпонками) поперечное сечение и зафиксирован винтом 39. Криво 98 6шип 28 связан с кривошипам 40, размещенным во втором прижиме 9, с помощью средних частей составного вала34, которые соединены между собойвтулкой 35 и штифтами 41, Выемки вдержавках 3 и 4, где установлены соединительные втулки 35, для обеспечения безопасности обслуживающего персонала закрыты крышками 42,Штамп работает следующим образом.Перед установкой сменных частей8 штампа прижимы 9 в верхней плите1 опущены, а в нижней плите 2 подняты, Части 8 штампа вставляются так,что их заплечики входят в пазы, выполненные в прижимах 9, и продвигаются (по направлению к нневмоцилиндру 30) до упоров, размещенныхна верхней 3 и нижней 4 державках(на фиг.2 и 3 упоры заштрихованы). Вэтом положении оси фиксаторов, выполненных в виде шариков 7, и втулок .25 с коническими углублениями 26 совпадают. В полость привода поступатель.ного перемещения 30 подается энергоноситель, например сжатый воздух,Сжатый воздух воздействует на поршеньи дно цилиндра 30, вызывая их взаимное линейное перемещение, которое через штоки 31 передаются на кронштейны 32. Последние воздействуютна рычаги 33, поворачивая их вместес валами 34 и кривошипами 28 на определенный угол. Кривошипы 28, поворачиваяеь, через шатуны 27 перемещают прижимы 9 в направлении, параллельном продольной оси штампа, прижимая верхнюю часть штампа к верхнейдержавке 3, а нижнюю - к нижней державке 4. Опускаясь, сменные части 8штампа центрируются шариками 7 засчет их взаимодействия с коническойповерхностью углублений 26, выполненных во втулках 25. При этом шарики 7 несколько утапливаются за счетсжатия упругих элементов 24 и практически не изнашиваютсяВ случае необходимости шарики 7 легко заменить,При креплении сменных частей 8 штампа с помощью четырех прижимов 9 (см.фиг.З и 5) их перемещение происходит одновременно, так как поворот кривошипов 28 передается через составные валы 34 и втулки 35 на кривошипы 40. Равномерность подъема и опускания прижимов 9 также обеспечива 1489898ется профилями 36 попарно соединяющими прижимы 9,Надежность фиксации сменных частей 8 штампа в крайнем положении обе 5спечивается таким углом поворота кривошипов 28, который находится в области углов заклинивания. Поэтому вовремя работы пресса энергоносительв привод 30 поступательного перемещения не подается, а надежное удержание сменных частей 8 происходит засчет самоторможения кривошипов 28,Так как шатун 27 характеризуетсяувеличенным радиусом шатунной шейки,то имеют место повышенные потери натрение. Это является положительнымявлением, так как за счет большогоприведенного относительного плечатрения возрастает величина угла заклинивания.Увеличенная область углов заклинивания позволяет надежно удерживатьсменные части 8 штампа во время работы пресса только за счет сил трения в кривошипно-шатунных механизмах перемещения прижимов 9.Так как верхняя плита 1 крепитсяк ползуну, а нижняя плита 2 - к столу пресса, то после включения муфтыи хода ползуна вниз происходит перекос плит 1 и 2 друг относительно друга (ползун, стол и муфтане изображены), Перекос обусловлен геометрическими погрешностями пресса, которые всегда имеют место в производственных условиях за счет неточностей изготовления, сборки, износа направляющих и опорных деталей, а также упругой деформации станины пресса под нагрузкой. При этом верхняяи нижняя сменные части 8 штампа вместе с державками 3 и 4 взаимно самоустанавливаются благодаря скольжению плит 14 по подпятникам 15, Винты 11 и гайки 12 со сферической торцовой поверхностью эа счет деформа -ции упругого элемента 13 допускаютсдвиг державок 3 и 4 относительноплит 1 и 2, в то же время обеспечивая постоянный контакт между пятой14 и подпятником 15. Точное центрирование верхней и нижней сменных частей 8 обеспечивается направляющимиколонками 5 и втулками о, подвижно55соединяющими державками 3 и 4. Самоустанавливание державок 3 и4 вместе со сменными частями 8 штампа путем скольжения пят 14 по сферическим поверхностям подпятников5 возможно только при перекосе и смещении плит 1 и 2, жестко связанных с ползуном и столом пресса, В двустоечных прессах закрытого типа перекос ползуна вместе с верхней плитойштампа происходит из-за наличия зазора в направляющих, износа подвижных сочленений шатуна с ползуном и главным валом (узлы и детали пресса не показаны), эксцентричного приложения нагрузки в штампе последовательного действия и т.п. В прессах открытого типа, кроме перекоса ползуна на величину зазоров в процессе штамповки происходит упругая деформация станины. Причем иэ-за различной жесткости ( различного момента инерции) верхней части станины (ригеля) и нижней части станины (стола пресса) их упругая деформация имеет различную величину и происходит с разной скоростью. Соответственно, и самоустанавливание державок происходит путем поворота относительно верхних 1 и нижних 2 плит на различный угол.Самоустанавливание державок 3 и 4 вместе со сменными частями 8 легко происходит при холостом ходе ползуна и весьма затруднено во время рабочего хода под нагрузкой, когда силы трения между пятой 14 и подпятником 15 резко возрастают, Поэтому желательно, чтобы верхняя 3 и нижняя 4 державки самоустанавливались вместе со сменными частями 8 друг относи-: тельно друга во время холостого хода до начала деформации металла. Но йз- . вестно, что ползун в период холостого хода изменяет свое положение относительно направляющих и станины пресса, В момент начала деформации металла ползун оказывается сориентированным произвольным образом и под действием нагрузки поворачивается (перекашивается) в направляющих. В силу этого обстоятельства державкам 3 и 4 приходится самоустанавливаться когда пресс нагружен усилием близким к номинальному.Установка упругих элементов, например пружин 20, на направляющих колонках 5 позволяет нагрузить ползунво время его холостого хода. Благодаря этому ползун уже во время холостого хода занимает определенное положение с перекосом,которое сохраняется и во время Рабочего хода, а держалки 3 и 4 вместесо сменными частями 8 штампа самоустанавливаются до начала рабочегохода при минимальных силах трениямежду сферическими поверхностями пят14 и подпятников 15.Суммарное .усилие полного сжатияупРугих элементов 20 должно выбираться из условия минимального усилия, достаточного для перекоса ползуна и выборки всех зазоров в направляющих элементах, опорных подшипниках,сочленениях шатуна с главным валом 15и ползуном пресса. Если суммарноеусилие полного сжатия упругих элементов 20 превышает эту минимально допустимую величину, то резко возрастают потери на трение во время холостого хода и уменьшается полезноеусилие пресса, расходуемое на деформацию металла. Суммарное усилие полного сжатия упругих элементов 20 выбирают равным 5-10% от номинальногоусилия пресса,Для замены сменных частей штампаостанавливают пресс и подают энергоноситель (сжатый воздух) в привод30 поступательного перемещения, Происходит поворот кривошипно-шатунныхмеханизмов, подъем прижимов 9 надопорной поверхностью державок 3 и 4и освобождение сменных частей 8. Предлагаемая конструкция позволяет повысить точность установки, быстроту и надежность закрепления сменных частей штампа благодаря их центрированиюию по подпр ужине нным шарикам4 О самоустанавливанию друг относительно друга при любом перекосе опорных плит и предварительному ориентированию ползуна пресса во время холостого хода; уменьшить металлоемкость 45 конструкции за счет применения ком. пактного кривошипно-шатунного механизма, разнесенных на значительное расстояние опор, выполненных в виде отдельных сегментов, и двух центральных или четырех угловых прижимов; повысить удобство монтажа, наладки и ремонта вследствие установки подпружиненных шариков вместо быстро изнашиваемых и трудно заменяемых штифтов, выполнения валов, передающих движение на кривошипы, сборными и соединения их с помощью лисок и круглых шайб с двумя эксцентричными пересекающимися отверстиями.формула изобретения1, Штамп для холодной листовойштамповки, содержащий сменный рабочий инструмент, каждый из которыхустановлен на опорной части однойиз плит, снабжен фиксаторами и закреплен посредством прижимов, смонтированных на опорной части плиты свозмбжностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, параллельном продольной оси штампа, исвязанных механизмом перемещения сприводом, а также направляющие колонки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точностиштамповки и стойкости инструментаза счет самоустанавливания рабочегоинструмента, каждая плита снабженажестко связанным с ней подпятникоми подпружиненными к ней крепежнымиэлементами, опорная часть каждойплиты выполнена в виде державкн,сопряженной с подпятником по сферической поверхности и соединенной с плитой подпружиненными крепежными элементами со сферической торцовойчастью, а направляющие колонки размещены на державках.2Штамп по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, механизм перемещения каждого пржкима выполнен в виде поворотного связанного с приводомвала кривошипа, выполненного в. видеоси, сопряженной с поворотным валомпо лыскам, имеющимся на их концевыхчастях, шатуна, выполненного в видекругового диска, размещенного в прижиме, а также шайбы с двумя пересекающимися эксцентрично расположенными отверстиями, в которых размещены сопряженные по лыскам концевыечастИ вала и кривошипа,3, Штамп по и,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности самоцентрирования рабочего инструмента, он снабжен упругими элементами, размещенными на направляющих колонках.1489898 39 37 ЗФ 9 2 В 31 Составитель А.ГородноваРедактор И.Рыбченко Техред А.Кравчук Корректор Т.Малец Заказ 3615/ аж 69 Подпис ВНИИПИ при ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 2 Б сударственного комитета по 113035, Москва, Жизобретениям и открытия Раушская наб д. 4/5