Штамп для холодной листовой штамповки

 

Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению, а именно к технологической оснастке для холодной листовой штамповки. Цель изобретения - повышение точности и надежности крепления сменных частей штампа (СЧШ) за счет их самоустановки независимо от перекоса опорных плит. Штамп содержит державки 3 и 4, имеющие возможность смещаться относительно плит 1 и 2 за счет их сопряжения по сферической поверхности опор 14 и 15. СЧШ 8 фиксируются по подпружиненным шарикам 7 и прижимаются к державкам 3 и 4 с помощью прижимов 9, внутри которых вмонтированы кривошипные механизмы с шатуном 27. Привод перемещения прижимов выполнен в виде пневмоцилиндра, связанного с кривошипами 28 составными валами и втулками. Прижимы, механизмы их перемещения и привод смонтированы на самоустанавливающихся державках 3 и 4, которые соединены между собой с помощью направляющих колонок 5 и втулок 6. Для предварительного ориентирования ползуна пресса до начала рабочего хода на колонках 5 размещены упругие элементы 20, усилие полного сжатия которых составляят 0,05-0,10 номинального усилия пресса, на котором установлен предложенный штамп. 2 з.п. ф-лф, 5 ил.

ссноз сонетсних. ссцидлистичесних

РЕСПУБЛИН (191 1111

< 11 4 В 21 D 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И OTHFblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4326849/31-27 (22) 11. 11.87 (46) 30.06.89. Бюл. Р 24 (71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (72) А.П.Качанов, В.С.Запорожченко, В.Я.Мирзак, Ю.N.Романов н В. 4Рубан (53) 621.881.29(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1278073, кл. В 21 П 37/ОО, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 871918, кл. В 21 D 37/04, 1979. (54) ШТАМП ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ

ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к кузнеч2 но-прессовому машиностроению, а именно к технологической оснастке для холодной листовой штамповки. Цель изобретения — повышение точности и надежности крепления сменных частей штампа (СЧШ) за счет их самоустановки независимо от перекоса опорных плит. Штамп содержит державки 3 и 4, имеющие возможность смещаться относительно плит 1 и 2 за счет их сопряжения по сферической поверхности опор

14 и 15. СЧШ 8 фиксируются по подпружиненным шарикам 7 и прижимаются к державкам 3 и 4 с помощью прижимов

9, внутри ко торых вмо нтиро ваны кривошипные механизмы с шатуном 27. При!

489898

40

50

55 вод перемещения прижимов выполнен в виде пневмоцилиндра, связанного с кривошипами 28 составными валами и втулками. 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- 25 па с помощью двух прижимов; на фиг.3то 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 4 державки, 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 т„п. 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 державка ми 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 начала рабочего хода на колонках 5 размещены упругие элементы 20, усилие полного сжатия которых составляет 0,050,10 номинального усилия пресса, на котором установлен предложенный штамп. 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 R/Rg = 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.41, 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 отверстие втулки 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 соо ставляет 30-45, что обеспечивает надежное центрирование сменных частей штампа по шарикам.

14898

Прижима 9 имеют пазы для размещения в них заплечиков сменных частей 8 штампа и снабжены механизмами их 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 плоскос- 10 ти движения прижимов представляют собой две эксцентричные окружности разного диаметра, меньшая из которых расположена внутри большей и подвижно сопрягается с кривошипом 15

28, а большая окружность подвижно сопрягается с отверстием в прижиме 9, Кривошипы 28, размещенные внутри каж,дого прижима 9, кинематически свя-. заны с приводом поступательного пе- 20 ремещения, выполненного, например, в виде пневмоцилиндра 30. (см.фиг.2) штоками 31, кронштейнами 32, рычагами 33 и валами 34. Концевые части кривошипа 28 и вала 34 имеют лыски, которыми они вставлены в два пересекающихся эксцентрично расположенных отверстия в шайбе 29, В случае закрепления сменных частей 8 штампа с помощью четырех прижимов 9 (см.фиг.3) последние попарно кинематически соединены посредством валов 34, которые выполнены составными, и втулок 35. Кроме того, для обеспечения жесткости конструкции и облегчения установки сменных частей штампа в пазах прижимов 9 размещены профили 36 (например два уголка или швеллера), которые прикреплены к прижимам 9 любым из известных 40 способов (болтами, винтами с потайной головкой, сваркой и т.д.).

Концевая часть составного вала

34 (см.фиг.5) имеет фланец, который 45 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 5О 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. Криво98 6 шип 28 связан с кривошипам 40, размещенным во втором прижиме 9, с помощью средних частей составного вала

34, которые соединены между собой втулкой 35 и штифтами 41. Выемки в державках 3 и 4, где установлены соединительнь.е втулки 35, для обеспечения безопасности обслуживающего персонала закрыты крышками 42.

Штамп работает следующим образом.

Перед установкой сменных частей

8 штампа прижимы 9 в верхней плите

1 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, размещенных на верхней 3 и нижней 4 державках (на фиг.2 и 3 упоры заштрихованы). В этом положении оси фиксаторов, выполненных в виде шариков 7, и втулок .

25 с коническими углублениями 26 совпадают. В полость привода поступательного перемещения 30 подается энергоноситель, например сжатый воздух.Сжатый воздух воздействует на поршень и дно цилиндра 30, вызывая их взаимное линейное перемещение, которое через штоки 31 передаются на кронштейны 32. Последние воздействуют на рычаги 33, поворачивая их вместе с 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 верхней державке 3, а нижнюю — к нижней державке 4. Опускаясь, сменные части 8 штампа центрируются шариками 7 за счет их взаимодействия с конической поверхностью углублений 26, выполненных во втулках 25. При этом шарики 7 несколько утапливаются за счет сжатия упругих элементов 24 и практически не изнашиваются ° В случае необходимости шарики 7 легко заменить.

При креплении сменных частей 8 штампа с помощью четырех прижимов 9 (см.фиг.3 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 обеспечива1489898 ется профилями 36„ попарно соединяющими прижимы 9.

Надежность фиксации сменных частей 8 штампа в крайнем положении обе5 спечивается таким углом поворота кривошипов 28, который каходится в области углов заклинивания. Поэтому во время работы пресса энергоноситель в привод 30 поступательного перемеще- 10 ния не подается, а надежное удержание сменных частей 8 происходит за счет самоторможения кривошипов 28.

Так как шатун 27 характеризуется увеличенным радиусом шатунной шейки, то имеют место повышенные потери на трение. Это является положительным явлением, так как за счет большого приведенного относительного плеча трения возрастает величина угла за- 20 клинивания.

Увеличенная область углов заклинивания позволяет надежно удерживать сменные части 8 штампа во время работы пресса только за счет сил тре- 25 ния в кривошипно-шатунных механизмах перемещения прижимов 9.

Так как верхняя плита 1 крепится к ползуну, а нижняя плита 2 — к столу пресса, то после включения муфты и хода ползуна вниз происходит перекос плит 1 и 2 друг относительно друга (ползун, стол и муфта :не 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 прес- 40 са под нагрузкой. При этом верхняя и нижняя сменные части 8 штампа вместе с державками 3 и 4 взаимно самоустакавливаются благодаря скольжению плит 14 по подпятникам 15. Вин- 45 ты 11 и гайки 12 со сферической торцовой поверхностью эа счет деформа— ции упругого элемента 13 допускают сдвиг державок 3 и 4 относительно плит 1 и 2, в то же время обеспечивая постоянный контакт между пятой

14 и подпятником 15. Точное центрирование верхней и нижней сменных частей 8 обеспечивается направляющими колонками 5 и втулками 6, подвижно

55 соединяющими державками 3 и 4.

Самоустанавливание державок 3 и

4 вместе со сменными частями 8 штампа путем скольжения пят 14 по сферическим поверхностям подпятников 15 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 плитой

1 штампа 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 ползука 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 направчяющих. 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 ползун во время его холостого хода. Благодаря этому ползун уже во время холостого хода занимает определенное положение с перекосом, 1489898

10 которое сохраняется и во время рабочего хода, а держалки 3 и 4 вместе со сменными частями 8 штампа самоустанавливаются до начала рабочего хода при минимальных силах трения между сферическими поверхностями пят

14 и подпятников 15.

Суммарное .усилие полного сжатия упругих 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 и ползуном пресса. Если суммарное усилие полного сжатия упругих элементов 20 превышает эту минимально допустймую величину, то резко возрастают потери на трение во время холос- 20 того хода и уменьшается полезное усилие пресса, расходуемое на деформацию металла. Суммарное усилие полного сжатия упругих элементов 20 выбирают равным 5 — 10 от номинального усилия пресса.

Для замены сменных частей штампа останавливают пресс и подают энергоноситель (сжатый воздух) в привод

30 поступательного перемещения. Про- 30 исходит поворот кривошипно-шатунных механизмов, подъем прижимов 9 над опорной поверхностью державок 3 и 4 и освобождение сменных частей 8.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить точность установки, быстроту и надежность закрепления сменных частей штампа благодаря их центрированию по подпружиненным шарикам, 4 самоустанавливанию друг относительно друга при любом перекосе опорных плит и предварительному ориентированию ползуна пресса во время холостого хода уменьшить металлоемкость 4> конструкции за счет применения ком- пактного кривошипно-шатунного механизма, разнесенных на значительное расстояние опор, BblIIoJIHpHHbIZ в виде 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.

Фо рм ул а и s о б р е т ения

1. Штамп для холодной листовой штамповки, содержащий сменный рабочий инструмент, каждый из которых установлен на опорной части одной из плит, снабжен фиксаторами и закреплен посредством прижимов, смонтированных на опорной части плиты с возмбжностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, параллельном продольной оси штампа, и связанных механизмом перемещения с приводом, а также направляющие колонки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности штамповки и стойкости инструмента за счет самоустанавливания рабочего инструмента, каждая плита снабжена жестко связанным с ней подпятником и подпружиненными к ней крепежными элементами, опорная часть каждой плиты выполнена в виде державки,сопряженной с подпятником по сферической поверхности и соединенной с плитой подпружиненными крепежными элементами со сферической торцовой частью, а направляющие колонки pasмещены на державках.

2 ° Штамп по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции, механизм перемещения каждого пржкима выполнен в виде поворотного связанного с приводом вала кривошипа, выполненного в. виде оси, сопряженной с поворотным валом по лыскам, имеющимся на их концевых частях, шатуна, выполненного в виде кругового диска, размещенного в прижиме, а также шайбы с двумя пересекающимися эксцентрично расположенными отверстиями, в которых размещены сопряженные по лыскам концевые части вала и кривошипа.

3. Штамп по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности самоцентрирования рабочего инструмента, он снабжен упругими элементами, размещенными на направляющих колонках.

1489898

Оид4

32 37 30!

489898

Рог. 9

39 37 34 9 28 3

35 Н

1Ф 15 9

Редактор И.Рыбченко

Заказ 3615/16 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2Ô

Составитель А. Городнова

Техред А. Кравчук Корректор T..Малец