Пробивной пресс

 

Изобретение относится к металлостроению, к прессам обработки металлов давлением. Пресс содержит станину, гидроцилиндр с баком, гидропульсатор с маховиком, механизм шагового надвигания пуансона. Последний снабжен редуктором с упругим звеном и рукояткой. Направляющие инструментов выполнены в инструментодержателе - одной сменной детали. Исполнительный орган гидропульсатора - поршень - снабжен двумя мембранами: герметичной, гибкой в осевом направлении, одновременно жесткой в радиальном и силовой возвратной. Техническим результатом использования изобретения является упрощение конструкции и упрощение переналадки пресса. 9 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к прессам обработки материалов давлением, в частности к дыропробивным. Они применимы в кустарных производствах и в промышленных условиях мелкосерийного производства.

Современные дыропробивные прессы К1924, К1927 используемы только в промышленных условиях при их установке на фундаменты цехов. Они громоздки, имеют удельную массу 40-45 кг/т.с.

Наиболее близким к предлагаемому является вертикальный гидропульсационный пресс, содержащий станину, направляющие для матрицы и пуансона, гидропульсатор с поршнем и механизм надвижения пуансона с жестким упором (Патент РФ 2101122; 6 B 21 J 9/06, 1994 г.). Этот пресс имеет большие габариты, не приспособлен к быстрой переналадке и имеет усложненную гидравлику из-за наличия дополнительного гидроцилиндра.

Известен также пресс гидропульсационно-шагового действия, близкий к предлагаемому, содержащий также станину, направляющие, гидропульсатор с управляемым основным гидрораспределителем (Патент РФ N 2093296, 6 B 21 J 9/06, 1996 г.). Этот пресс имеет сложную систему управления, не приспособлен к быстрой переналадке.

Технические задачи, решаемые изобретением: упрощение конструкции, упрощение переналадки пресса и его конструкции управления при выполнении отверстий в деталях пробивкой вместо сверления. Эти задачи решаются тем, что механизм надвижения пуансона снабжен редуктором с упругим звеном и рукояткой, направляющие инструментов выполнены в инструментодержателе - одной съемной детали, а исполнительный орган гидропульсатора - поршень - снабжен двумя мембранами: герметичной, гибкой в осевом направлении, одновременно жесткой в радиальном направлении и силовой возвратной. Основное звено пресса - гидропульсатор - выполнен планетарным, содержит замыкатель кругового поступательного движения при его связи с корпусом пластиной с утолщениями по концам, упругое звено механизма надвижения выполнено в виде плоской пружины, вставленной в середине в хвостовик винта, а концами в гнезда колеса редуктора. Герметичная мембрана выполнена из двух дисков: тонкостенного сплошного и диска большой толщины с радиальными и тангенциальными прорезями. Инструментодержатель установлен на упругой подушке.

В пробивной пресс с жестким упором хобота станины введен механизм перевода пресса с рабочего на холостой ход.

Механизм управления движением матрицы содержит перемещаемый золотник, управляемую защелку, конечный механический выключатель.

Золотник имеет участок перекрытия отверстий гильзы диаметром D₁ и уплотняемый поясок диаметром D₂.

На штоке механизма управления движением матрицы имеется круговая канавка и шарик с пружиной.

В конечном выключателе движения матрицы имеется рычаг и управляемый упор.

Поясняющие чертежи.

Фиг. 1. Общий вид пресса.

Фиг. 2, 3. Продольный и поперечный разрезы гидропульсатора.

Фиг. 4. Компоновка упругого звена механизма надвижения.

Фиг. 5, 6. Вид в плане и разрез толстого диска мембраны.

Фиг. 7. Общий вид пресса с упором и механизмом управления движением матрицы.

Пресс состоит из корпусных деталей и монтируемых на них трех основных частей: гидропульсатора с поршнем и приводом, блока сменных инструментов и механизма надвижения пуансона.

К станине пресса 1 прикреплен гидроцилиндр 2 и к нему бак 3. На стенке 4 бака и корпусе маховика 6 установлен электродвигатель 5, имеющий муфту 7 ограничения пускового момента, в роли предохранителя от перегрузки. Маховик 6 установлен на валу гидропульсатора 8, имеющего отвод 9 в гидроцилиндр 2 и ввод 10 из бака с фильтром.

Рабочая полость 11 гидроцилиндра с поршнем ограничена герметичной мембраной, гибкой в осевом направлении и в целях восприятия высокого давления, одновременно, жесткой в радиальном.

Она составлена из двух дисков: тонкостенного сплошного 12 и диска 13 большой толщины с радиальными и тангенциальными прорезями. Силовая возвратная мембрана 14 установлена на поршне 15.

Блок сменных инструментов выполнен из инструментодержателя в виде одной дугообразной детали со смонтированными в нем инструментами нужных диаметров. В матрице 16 размещен выталкиватель 17 с соответствующей пружиной. Инструментодержатель 18, в котором установлена матрица 16 и пуансон 20, установлен на упругой подушке 19. Внутри пробивного пуансона имеется подпружиненный фиксатор 21 с возможностью установки пуансона согласно предварительного кернения пробивки отверстий.

Деталь 18 с пуансоном 20 присоединяется к механизму надвигания пуансона в виде червячного редуктора с винтом при помощи накидной гайки 22.

Винт 23 имеет хвостовик 24, в пазу которого размещена плоская пружина 25, концы которой оперты в гнезда червячного колеса 26, сцепленного с червяком 27.

Основной узел станко-пресса - гидропульсатор (фиг. 2, 3) планетарной конструкции с замыкателем кругового поступательного движения при его связи с корпусом пластиной с утолщенными концами.

В трубчатом корпусе 28 со втулкой 29 установлен ротор 30, а в нем эксцентрично - замыкатель 31 с хвостовиком 32 с пазом 33. Положение замыкателя относительно рабочей полости 36 и лопасти 35 определено ввертной втулкой 34.

В корпусе выполнены входной 37 и выходной 38 отверстия. На фиг. 4 показано в виде сверху расположение в редукторе пружин 25 и червяка 27 с валом 42 и рукояткой 43.

Основной деталью поршневого устройства, совершающего вибрационное движение, определяющего надежность, является диск 13 большой толщины (фиг. 5, 6). В нем для обеспечения осевой гибкости при условии восприятия большого давления жидкости выполнены радиальные пазы 44 и тангенциальные 45.

Во II варианте станко-пресса, предназначенного для пробивки отверстий в тонких листах (0,5-3 мм), отсутствует механизм привода поступательного перемещения плунжера, а имеется жесткий упор пуансона. Пуансон 20 помещен в гнезде хобота 46 и зафиксирован винтом 47 на подставке 48. В штоке 49 поршня 50 с пружинами 51 выполнены гнездо 52 для пресс-остатка и наклонный канал 53 для его выброса. В подводе 54 от гидропульсатора 8 установлен обратный клапан 55 и имеется отвод 56 к механизму управления. В конце отвода установлены гильза 57 с отверстиями 58 и золотник 59, имеющий участок перекрытия отверстий диаметром D₁ и уплотняющий поясок диаметром D₂. Площадь пояска обуславливает возможность предохранения пресса от перегрузки.

На штоке 60 золотника 59 имеется упор 61, пружина 62 и выполнена кольцевая канавка 63. Шток перемещается приводом, например, в виде колпачка 64 или ножной педали (не показана).

На штоке 60 установлена защелка, выполненная, например, из гнезда 65, с размещенным в нем шариком 66, взаимодействующим с кольцевой канавкой 63 штока 60. Шарик поджат пружиной 67 через упор 68 со штоком 69 с утолщенным концом. На станине 1 на оси 71 установлен рычаг 70, а на поршне 50 установлен упор 72 с регулируемым винтом 73, положение которого определяет момент перехода пресса с рабочего хода на холостой.

Станко-пресс работают следующим образом.

В варианте с приводным пуансоном (фиг. 1).

При вращении вала гидропульсатора 8 с маховиком 6 электродвигателем 5 происходит порционное вытеснение жидкости гидропульсатором 2 в рабочую полость 11 гидроцилиндра 2 и ее сброс в бак 3 под воздействием пружины 14. Осуществляются вибрационные колебания поршня 15.

При наличии упругой прокладки 19 блок инструментов 16, 18, 20, 21 остается неподвижным.

После установки обрабатываемой листовой заготовки в зев инструментодержателя 18 с фиксацией его по ранее выполненной керновой ямке фиксатором 21 пуансон 20 надвигается до соприкосновения листа с матрицей 16. Это достигается соответствующим вывинчиванием винта 23 из резьбы червячного колеса 26 при соответствующем вращении рукоятки 43 вала червяка 42 (фиг. 4). Дальнейшее опускание пуансона 20 вызовет соприкосновение матрицы 16 с торцом поршня 15 при соответствующем сжатии упругой прокладки 19 и опускании выталкивателя 17.

В дальнейшем в момент очередного движения поршня 15 совместно с матрицей 16 в листовой заготовке будет начата вырубка отверстия пуансоном 20. В процессе вырубки отверстия сила давления поршня 15 воспринимается поверхностями винта 23 и червячного колеса 26 при их мгновенной остановке.

Поскольку вращение червяка непрерывно, в это время происходит соответствующий изгиб плоских пружин 25. В момент отхода поршня 15 вниз под воздействием пружины 14 сила прижима винтовых самотормозящих поверхностей исчезает и изогнутая пружина 25 выпрямляется, соответственно поворачивая винт 23, что вызывает шаговое перемещение пуансона 20 до полной вырубки отверстия. При частоте вибрационных колебаний 25-50 Гц пробивка отверстия происходит за десятые доли секунды.

Затем выталкиватель 17 выжимает пресс-остаток из отверстия матрицы и листовая заготовка переставляется для последующей вырубки отверстия.

Многократное движение пуансона в выбитом отверстии в момент подъема его вверх при обратном вращении рукоятки 43 сгладит поверхность образованного отверстия.

Для пробивки отверстий другого диаметра блок инструментов заменяется другим с пуансоном соответствующего размера.

Работа пресса в варианте с жестким упором пуансона (фиг. 7).

Гидропульсатор 8 работает так же, как и в 1 варианте. При работе гидропульсатора на холостом ходу порции жидкости из гидропульсатора 8 сбрасываются обратно в бак через отвод 56 и отверстия 58 гильзы 57.

В связи с тем, что мембрана 13 поршня 50 выполнена гибкой в осевом направлении и ход приближения при вырубке отверстий в листах 0,5-3 мм небольшой, вырубка осуществляется однонаправленным шаговым перемещением поршня 50 со штоком 49, как на ходе приближения, так и при рабочем ходе.

При наличии в подводе 54 обратного клапана 55 выбрасываемые гидропульсатором 8 порции жидкости шагово перемещают поршень 50, его шток 49 и матрицу 16 до окончания вырубки отверстия в листе пуансоном.

Перед вырубкой лист устанавливается под пуансоном по заранее выполненному керном углублению на листе.

Перевод пресса с холостого хода на рабочий осуществляется нажимом на колпачок 64 штока 60 при помощи ножной педали. При этом сжимается пружина 62, поршень 59 со штоком 60 и золотником 59 опускается вниз, перекрывая отверстия 58. Шарик 66, попадая в канавку 63, фиксирует золотник 59 в нижнем положении.

Порции жидкости, минуя обратный клапан 55, поступают в рабочую полость 11, поднимая поршень 50, а с ним и матрицу 16 вплоть до вырубки отверстия в листе.

После этого отрегулированный упор 73 конечного выключателя поворачивает рычаг 70, вызывая сжатие пружины 67, втягивая упор 68 шарика 66 с обеспечением выхода его из канавки.

Пружина 62 поднимает золотник 59 вверх, тем самым переводит работу пресса на холостой ход с прокачкой жидкости через отверстия 58 из гидропульсатора 8 обратно в бак.

Предохранение пресса от перегрузки обеспечивается заданной силой давления жидкости на поясок золотника площадью, определенной разностью диаметров золотника D₁ - B₂. При заданной силе сжимается пружина 67 и шарик выходит из канавки 63, отчего поднимется золотник 59 вверх, вызывая холостой ход.

Станко-пресс пробивки отверстий в условиях серийного производства будет многократно производительнее и значительно эффективнее соответствующего сверлильного станка.

Формула изобретения

1. Пробивной пресс, содержащий станину, направляющие для пуансона и матрицы, гидропульсатор с поршнем вибрационного движения одного из инструментов, механизм поступательного перемещения второго инструмента, бак, напорные и сливные магистрали, отличающийся тем, что механизм поступательного перемещения снабжен редуктором с упругим звеном, направляющие инструментов выполнены в одном инструментодержателе, поршень гидропульсатора снабжен двумя мембранами: герметичной, гибкой в осевом направлении, одновременно жесткой в радиальном и силовой возвратной.

2. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что гидропульсатор выполнен планетарным, содержит замыкатель кругового пoступaтeльного движения, связанный с крышкой корпуса пластиной с утолщениями по концам.

3. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что упругое звено выполнено в виде плоской пружины, средняя часть которой расположена в хвостовике винта, а концы - в гнездах колеса редуктора.

4. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что герметичная мембрана выполнена из двух дисков: тонкостенного сплошного и диска большей толщины с радиальными и тангенциальными прорезями.

5. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что инструментодержатель установлен на упругой подушке.

6. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что в центральном отверстии пуансона установлен подпружиненный фиксатор с возможностью установки пуансона по заранее выполненной лунке кернения.

7. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что механизм управления движением матрицы содержит перемещаемый золотник, упpaвляемую защелку, конечный выключатель.

6. Пресс по п. 7, отличающийся тем, что золотник имеет участок перекрытия отверстий гильзы диаметром D₁ и уплотняющий поясок диаметром D₂.

9. Пресс по п. 7, отличающийся тем, что на штоке механизма управлением движением матрицы выполнена круговая канавка и шарик с пружиной.

10. Пресс по п. 7, отличающийся тем, что конечный выключатель содержит рычаг и выполненный с возможностью регулирования упор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7