RU2425729C1 - Knee press with hydraulic drive - Google Patents
Knee press with hydraulic drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425729C1 RU2425729C1 RU2010112971/02A RU2010112971A RU2425729C1 RU 2425729 C1 RU2425729 C1 RU 2425729C1 RU 2010112971/02 A RU2010112971/02 A RU 2010112971/02A RU 2010112971 A RU2010112971 A RU 2010112971A RU 2425729 C1 RU2425729 C1 RU 2425729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slider
- additional
- lever
- guides
- working
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области кузнечно-прессового машиностроения, а именно к штамповочным прессам, преимущественно к горячештамповочным прессам.The invention relates to the field of forging and mechanical engineering, namely to stamping presses, mainly to hot stamping presses.
Известны кривошипно-коленные прессы, предназначенные для выполнения операций холодной и горячей калибровки, чеканки и выдавливания рельефов [Машиностроение. Энциклопедия / Редсовет: К.В.Фролов и др. - М.: Машиностроение. Машины и оборудование кузнечно-штамповочного и литейного производства. Том IV-4 / Ю.А.Бочаров, И.В.Матвеенко и др., 2005], [1], с.276-280.Known crank presses designed to perform operations of cold and hot calibration, stamping and extrusion of reliefs [Engineering. Encyclopedia / Editorial Council: K.V. Frolov et al. - M.: Mechanical Engineering. Machines and equipment of forging and stamping and foundry. Volume IV-4 / Yu.A. Bocharov, I.V. Matveenko et al., 2005], [1], p.276-280.
Исполнительный механизм пресса состоит из шарнирного четырехзвенника, к подвижному шарниру коромысла которого через шарнир присоединен рычаг с ползуном. При работе пресса максимальный угол отклонения коромысла от оси пресса находится в интервале 30-40°. Максимальная скорость ползуна не превышает 0,3 м/с. Максимальная начальная скорость деформирования заготовки при рабочем ходе - не более 0,15 м/с [1, с.278, рис.3.9.2]. Частота ходов ползуна для различных прессов - 20-60 мин-1 при номинальной силе 1,00-20,00 МН.The press actuator consists of a four-link articulated joint, to the movable joint of the rocker arm of which a lever with a slider is connected through the joint. When the press is operating, the maximum angle of deviation of the rocker arm from the axis of the press is in the range of 30-40 °. The maximum speed of the slider does not exceed 0.3 m / s. The maximum initial rate of deformation of a workpiece during a working stroke is not more than 0.15 m / s [1, p. 278, Fig. 3.9.2]. The stroke frequency of the slider for various presses is 20-60 min -1 with a nominal force of 1.00-20.00 MN.
Недостаток горячей калибровки или штамповки на кривошипно-коленных прессах - длительное время контакта штампа с горячей заготовкой и, как следствие, низкая стойкость штампов и невозможность горячей штамповки заготовок небольшой толщины (например, для инструмента: гаечных ключей, кусачек) вследствие их быстрого остывания после укладки в штамп.The disadvantage of hot calibration or stamping on crank presses is the long contact time of the stamp with the hot workpiece and, as a consequence, the low resistance of the stamps and the inability to hot stamp small workpieces (for example, for tools: wrenches, nippers) due to their quick cooling after laying in stamp.
Известен приблизительный диапазон времени и начальной скорости деформирования для кузнечно-штамповочных машин, используемых для горячей штамповки заготовок [Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование. - М.: Издательский центр «Академия», 2008], [2], с.10 (таблица 1).A known approximate range of time and initial deformation rate for forging and stamping machines used for hot stamping of blanks [Bocharov Yu.A. Forging and stamping equipment. - M.: Publishing Center "Academy", 2008], [2], p.10 (table 1).
Известны гидравлические штамповочные молоты [2, с.406-420, Бочаров Ю.А., Хорычев А.А. «Гидравлические штамповочные молоты». - М.: НИИМАШ, 1974 г.], способ привода которых заключается в воздействии рабочей среды (воздуха, газа или жидкости) через шток или через поршень и шток на ползун (бабу) для их разгона с целью накопления ползуном кинетической энергии поступательного движения на ходе приближения к заготовке и деформирования заготовки за счет накопленной ползуном кинетической энергии. Часть кинетической энергии переходит в энергию упругой деформации ползуна (бабы) и шабота, которая снова переходит в кинетическую энергию, обеспечивая взаимный отскок ползуна и шабота и вследствие этого небольшое время деформирования заготовки, 0,001-0,005 с, и ее контакта с половиной штампа, закрепленной на ползуне. Горячая заготовка малой массы или малой толщины не успевает существенно остыть за небольшое время деформирования, поэтому полость штампа хорошо заполняется металлом. Этот эффект обеспечивает использование гидравлических штамповочных молотов (ГШМ) в заготовительном производстве инструментальных заводов, однако вследствие тяжелых условий труда и трудностей автоматизации процесса горячей штамповки заготовок на молотах их использование в кузнечно-штамповочном производстве сокращается.Known hydraulic stamping hammers [2, p. 404-420, Bocharov Yu.A., Khorychev A.A. "Hydraulic stamping hammers." - M .: NIIMASH, 1974], the method of drive of which is to expose the working medium (air, gas or liquid) through the rod or through the piston and rod to the slider (head) to disperse them in order to accumulate kinetic energy of translational motion on the slider the course of approaching the workpiece and deformation of the workpiece due to the kinetic energy accumulated by the slider. Part of the kinetic energy passes into the energy of elastic deformation of the slider (woman) and the Shabot, which again turns into kinetic energy, providing a mutual rebound of the slider and the Shabot and, as a result, a short deformation time of the workpiece, 0.001-0.005 s, and its contact with the half of the die fixed on crawler. A hot billet of small mass or small thickness does not have time to cool significantly during a short deformation time, so the die cavity is well filled with metal. This effect is ensured by the use of hydraulic stamping hammers (GSM) in the blank production of tool factories, however, due to difficult working conditions and difficulties in automating the process of hot stamping of blanks on hammers, their use in forging and stamping is reduced.
Известен коленно-рычажный пресс с пневматическим приводом [патент RU №2338645 от 11.10.2003]. Пневматический привод в сравнении с гидравлическим имеет низкий КПД и не позволяет развивать большую силу деформирования, необходимую для штамповки заготовок.Known knee-lever press with pneumatic drive [patent RU No. 2338645 from 10/11/2003]. The pneumatic drive in comparison with the hydraulic one has a low efficiency and does not allow to develop a large deformation force necessary for stamping workpieces.
Известны коленные прессы с приводом от горизонтально расположенных гидравлического и гидровинтового цилиндров, подвижные детали которых присоединены к шарнирному узлу [а.с. SU №166239 от 06.07.1962 г., а.с. SU №261171 от 27.12.1968 г.]. Особенность работы таких коленных прессов в том, что при ходе приближения ползуна к заготовке происходит увеличение подачи жидкости в гидровинтовой цилиндр, увеличение угловой скорости вращения гидровинтового цилиндра, а также его линейной скорости и, соответственно, угловой скорости рычагов и линейной скорости шарнирного узла до 0,85 м/с [2, с.110, рис.11.3.] и, возможно, до 1,5 м/с [2, с.53].Known presses with a drive from horizontally located hydraulic and hydraulic screw cylinders, the moving parts of which are attached to the hinge assembly [a.s. SU No. 166239 dated 07/06/1962, and.with. SU No. 261171 dated 12/27/1968]. The peculiarity of the operation of such knee presses is that when the slider approaches the workpiece, there is an increase in the fluid supply to the hydraulic screw cylinder, an increase in the angular velocity of rotation of the hydraulic screw cylinder, as well as its linear velocity and, accordingly, the angular velocity of the levers and linear velocity of the hinge assembly to 0, 85 m / s [2, p. 110, fig. 11.3.] And, possibly, up to 1.5 m / s [2, p. 53].
Деформирование совершается за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями гидровинтового привода, преимущественно гидровинтовым цилиндром, при начальной скорости деформирования заготовки 0,23 м/с [2, с.110, рис.11.3.а]; возвратный ход совершается в процессе подачи жидкости в гидравлический цилиндр при вращении рычагов коленно-рычажного механизма в направлении, противоположном их вращению при ходе приближения к заготовке и при ее деформировании, или в том же направлении.The deformation is carried out due to the kinetic energy accumulated by the moving parts of the hydraulic screw drive, mainly the hydraulic screw cylinder, at an initial workpiece deformation rate of 0.23 m / s [2, p. 110, Fig. 11.3.a]; the return stroke occurs during the fluid supply to the hydraulic cylinder when the levers of the knee-lever mechanism rotate in the direction opposite to their rotation when approaching the workpiece and when it is deformed, or in the same direction.
Недостаток такого коленного пресса с гидравлическим приводом - большое время деформирования заготовки (более 0,01 с) вследствие небольшой скорости поступательного движения гидроцилиндров и шарнирного узла. При длительном времени контакта горячей заготовки небольшой толщины со штампом она остывает до температуры ниже допустимой для деформирования.The disadvantage of such a hydraulic driven knee press is a large workpiece deformation time (more than 0.01 s) due to the low translational speed of the hydraulic cylinders and the hinge assembly. With a long contact time of a hot workpiece of small thickness with a stamp, it cools to a temperature below the permissible level for deformation.
Известны коленно-рычажные прессы с гидравлическим приводом [патент DE №19918700 от 26.04.1999, патент US №371049 от 04.10.1887, патент RU №2338645 от 11.10.2003, заявка WO №88/05724 от 03.02.1987], каждый из которых состоит изKnown toggle presses with hydraulic drive [DE patent No. 199918700 from 04/26/1999, US patent No. 371049 from 04.10.1887, patent RU No. 2338645 from 11/10/2003, application WO No. 88/05724 from 03/03/1987], each of which consists of
- станины с первой и второй поперечинами и соединяющими их стойками с направляющими для рабочего ползуна, установленного подвижно в направляющих и делящего пространство между поперечинами на первое пространство между первой поперечиной и ползуном, в котором размещен штамп, и второе пространство между второй поперечиной и ползуном,- beds with a first and second cross member and racks connecting them with guides for a working slider mounted movably in the guides and dividing the space between the cross members into a first space between the first cross member and the slider in which the stamp is placed, and a second space between the second cross member and the slider,
- по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма, размещенного во втором пространстве, соединяющего вторую поперечину с ползуном, имеющего первый рычаг, установленный с возможностью вращения на оси или на валу в первой поперечине и соединяющий ее через шарнирный узел со вторым рычагом, соединенным через ползунный шарнир с рабочим ползуном,- at least one knee-lever mechanism located in the second space, connecting the second cross member to the slider, having a first lever mounted to rotate on an axis or on a shaft in the first cross member and connecting it through a hinge assembly to a second lever connected via slider hinge with working slider,
- гидравлического привода, имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены с коленно-рычажным механизмом, а неподвижные закреплены на станине в положении, перпендикулярном направляющим рабочего ползуна.- a hydraulic actuator having at least one hydraulic cylinder, the moving parts of which are connected to the knee-lever mechanism, and the fixed parts are fixed on the bed in a position perpendicular to the guides of the working slide.
Работа таких прессов включает следующие этапы рабочего цикла:The work of such presses includes the following stages of the work cycle:
- поступательное и вращательное движение деталей привода ползуна до начала деформирования заготовки, совершаемое при подаче рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра,- translational and rotational movement of the drive parts of the slider before the deformation of the workpiece, performed when the working fluid is supplied to one of the cavities of the hydraulic cylinder,
- деформирование заготовки силой, превышающей силу, развиваемую гидроцилиндром, при продолжении подачи рабочей жидкости в ту же полость гидроцилиндра, но при более высоком давлении. После окончания хода деформирования рабочая жидкость может подаваться в ту же полость гидроцилиндра, а рычаги - вращаться в том же направлении, совершая возвратный ход ползуна. Для совершения очередного рабочего цикла рабочая жидкость подается в противоположную полость гидроцилиндра, и рычаги вращаются в противоположном направлении.- deformation of the workpiece by a force exceeding the force developed by the hydraulic cylinder, while continuing to supply the working fluid to the same cavity of the hydraulic cylinder, but at a higher pressure. After the end of the course of deformation, the working fluid can be fed into the same cavity of the hydraulic cylinder, and the levers can rotate in the same direction, making a return stroke of the slider. To perform the next working cycle, the working fluid is supplied to the opposite cavity of the hydraulic cylinder, and the levers rotate in the opposite direction.
Недостаток известных коленно-рычажных прессов с приводом от гидроцилиндра в том, что разгон движущихся деталей привода и ползуна и деформирование заготовки за счет накопленной ими кинетической энергии не предусмотрены, скорость поступательного и вращательного движения деталей привода ползуна небольшая, а время контакта штампа с заготовкой большое (0,5-5 с).A disadvantage of the known knee-lever presses driven by a hydraulic cylinder is that acceleration of the moving parts of the drive and the slider and deformation of the workpiece due to the kinetic energy accumulated by them are not provided, the speed of the translational and rotational movement of the parts of the drive of the slider is small, and the contact time of the stamp with the workpiece is large ( 0.5-5 s).
Техническая задача изобретения - предложить коленный пресс с гидравлическим приводом, в котором при ходе приближения ползуна к заготовке накапливалась бы кинетическая энергия вращающихся и поступательно движущихся деталей, достаточная для совершения деформирования заготовки за небольшое время контакта штампа с заготовкой.The technical task of the invention is to propose a knee press with a hydraulic drive, in which, when the slider is approaching the workpiece, the kinetic energy of rotating and progressively moving parts would accumulate, sufficient to deform the workpiece in a short contact time between the stamp and the workpiece.
Техническая задача решена в коленном прессе, состоящем изThe technical problem is solved in the knee press, consisting of
- станины с первой и второй поперечинами и соединяющими их стойками с направляющими, рабочего ползуна, установленного подвижно в направляющих и делящего пространство между поперечинами на первое пространство между первой поперечиной и ползуном, в котором размещен штамп, и второе пространство между второй поперечиной и ползуном;- beds with the first and second crossbars and racks connecting them with guides, a working slider mounted movably in the guides and dividing the space between the crossbars into a first space between the first cross member and the slider in which the stamp is placed, and a second space between the second cross member and the slider;
- по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма, размещенного во втором пространстве, соединяющего вторую поперечину с ползуном, имеющего первый рычаг, установленный с возможностью вращения на оси или на валу во второй поперечине и соединяющий ее через шарнирный узел со вторым рычагом, соединенным через ползунный шарнир с рабочим ползуном;- at least one knee-lever mechanism located in the second space, connecting the second cross member to the slider, having a first lever mounted to rotate on an axis or on the shaft in the second cross member and connecting it through the hinge assembly to the second lever connected via slider hinge with a working slider;
- гидравлического привода, имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены с коленно-рычажным механизмом, а неподвижные закреплены на станине перпендикулярно направляющим рабочего ползуна,- a hydraulic actuator having at least one hydraulic cylinder, the moving parts of which are connected to the knee-lever mechanism, and the fixed parts are fixed to the frame perpendicular to the guides of the working slide,
при этом пресс имеет, по меньшей мере,wherein the press has at least
- один дополнительный ползун, установленный с возможностью движения в дополнительных направляющих, закрепленных на станине перпендикулярно направляющим рабочего ползуна, и соединенный с подвижными деталями гидравлического цилиндра;- one additional slider installed with the possibility of movement in additional guides mounted on the frame perpendicular to the guides of the working slide, and connected to the moving parts of the hydraulic cylinder;
- отверстие в дополнительном ползуне, перпендикулярное его направляющим,- a hole in the additional slider perpendicular to its guides,
- установленное подвижно в отверстии дополнительного ползуна звено с шарниром, соединяющим его с концом первого рычага, при этом длина звена больше высоты дополнительного ползуна не менее чем на половину хода рабочего ползуна.- a link mounted movably in the hole of the additional slider with a hinge connecting it to the end of the first lever, while the length of the link is greater than the height of the additional slider by at least half the stroke of the working slider.
Коленный пресс может иметь коленно-рычажный механизм, в которомThe knee press may have a knee link mechanism in which
- первый рычаг является двуплечим и состоит из первого плеча, соединенного через шарнирный узел со вторым рычагом, и второго плеча, расположенного за осью или валом на одной линии с первым плечом;- the first lever is a two-armed and consists of a first shoulder connected through a hinge assembly with a second lever, and a second shoulder located behind the axis or shaft in line with the first shoulder;
- дополнительные направляющие закреплены на второй поперечине; звено, размещенное в отверстии дополнительного ползуна, соединено шарниром с концом второго плеча первого рычага.- additional guides are fixed on the second cross member; the link placed in the hole of the additional slider is connected by a hinge to the end of the second shoulder of the first lever.
Коленный пресс может иметь коленно-рычажный механизм, у которого шарнирный узел имеет звено, концы которого соединены шарнирами с концами первого и второго рычагов, при этом звено размещено в отверстии дополнительного ползуна, установленного в дополнительных направляющих, закрепленных на стойках станины во втором пространстве.The knee press may have a knee-lever mechanism, in which the hinge unit has a link, the ends of which are hinged to the ends of the first and second levers, while the link is placed in the hole of an additional slide installed in additional guides mounted on the struts of the frame in the second space.
Коленный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна является горизонтальным, а дополнительного ползуна - вертикальным.The knee press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working slider is horizontal, and the additional slider is vertical.
На валу коленного пресса может быть закреплен конец первого рычага и маховик.The end of the first lever and the flywheel can be fixed on the shaft of the knee press.
Коленный пресс с гидравлическим цилиндром, у которого дополнительные направляющие закреплены на стойках во втором пространстве, может иметь коленно-рычажный механизм, в котором первый рычаг является двуплечим и состоит из первого плеча, соединенного через шарнирный узел со вторым рычагом, и второго плеча, расположенного за осью или валом на одной линии с первым плечом; вторые дополнительные направляющие закреплены на второй поперечине перпендикулярно направляющим рабочего ползуна; второй дополнительный ползун установлен подвижно во вторых дополнительных направляющих, имеет отверстие с размещенным в нем вторым звеном с шарниром на конце, соединенным с концом второго плеча первого рычага, второй гидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены со вторым дополнительным ползуном, установлен на второй поперечине параллельно вторым дополнительным направляющим.The knee press with a hydraulic cylinder, in which the additional guides are mounted on the uprights in the second space, can have a knee-lever mechanism in which the first lever is two-armed and consists of a first shoulder connected through a hinge assembly to a second lever and a second shoulder located behind axis or shaft in line with the first shoulder; second additional guides are fixed on the second cross member perpendicular to the guides of the working slide; the second additional slider is mounted movably in the second additional guides, has an opening with a second link placed therein with a hinge at the end connected to the end of the second shoulder of the first lever, a second hydraulic cylinder, the moving parts of which are connected to the second additional slider, is mounted on the second cross member parallel to the second additional guides.
Такой коленный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна является горизонтальным, или так, что направление движения рабочего ползуна является вертикальным, а дополнительных ползунов - горизонтальным.Such a knee press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working slider is horizontal, or so that the direction of movement of the working slider is vertical, and the additional sliders are horizontal.
Отличительные признаки коленного пресса, обеспечивающие указанный выше технический эффект - деформирование заготовки за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями на этапе разгона, за небольшое время контакта штампа с заготовкой, - следующие:Distinctive features of the knee press, providing the above technical effect - deformation of the workpiece due to the kinetic energy accumulated by the moving parts during the acceleration stage, for a short contact time of the stamp with the workpiece, are the following:
пресс имеет, по меньшей мере,the press has at least
- один дополнительный ползун, установленный с возможностью движения в дополнительных направляющих, закрепленных на станине перпендикулярно направляющим рабочего ползуна, и соединенный с подвижными деталями гидравлического или гидропневматического цилиндра; отверстие в дополнительном ползуне, перпендикулярное его направляющим;- one additional slider installed with the possibility of movement in additional guides mounted on the frame perpendicular to the guides of the working slide, and connected to the moving parts of the hydraulic or hydropneumatic cylinder; an opening in an additional slider perpendicular to its guides;
- установленное подвижно в отверстии дополнительного ползуна звено с шарниром, соединяющим его с концом первого рычага, при этом длина звена больше высоты дополнительного ползуна не менее чем на половину хода рабочего ползуна;- the link mounted movably in the hole of the additional slider with a hinge connecting it to the end of the first lever, the length of the link being more than the height of the additional slider by at least half the stroke of the working slider;
- один гидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены с дополнительным ползуном, установленный на станине параллельно дополнительным направляющим.- one hydraulic cylinder, the moving parts of which are connected to an additional slide, mounted on the bed parallel to the additional guides.
Возможны несколько вариантов исполнения конструкции коленного пресса.Several design options for the knee press are possible.
В одном варианте исполнения конструкции пресса первый рычаг является двуплечим и состоит из первого плеча, соединенного через шарнирный узел со вторым рычагом, и второго плеча, расположенного за осью или валом на одной линии с первым плечом;In one embodiment of the press structure, the first arm is two-armed and consists of a first arm connected through a hinge assembly to a second arm and a second arm located behind the axis or shaft in line with the first arm;
- звено, размещенное в отверстии дополнительного ползуна, соединено шарниром с концом второго плеча первого рычага, а дополнительные направляющие закреплены на второй поперечине.- the link placed in the hole of the additional slider is connected by a hinge to the end of the second shoulder of the first lever, and additional guides are fixed on the second cross member.
В другом варианте шарнирный узел может иметь звено, концы которого соединены шарнирами с концами первого и второго рычагов, при этом звено размещено в отверстии дополнительного ползуна, а дополнительные направляющие могут быть закреплены на стойках станины во втором пространстве.In another embodiment, the hinge unit may have a link, the ends of which are hinged to the ends of the first and second levers, while the link is placed in the hole of the additional slide, and additional guides can be fixed on the stands of the frame in the second space.
Пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна является горизонтальным или вертикальным, а дополнительного ползуна - вертикальным или горизонтальным.The press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working slider is horizontal or vertical, and the additional slider is vertical or horizontal.
На валу пресса может быть закреплен конец первого рычага и маховик, что позволяет увеличить момент инерции вращающихся деталей привода рабочего ползуна.The end of the first lever and the flywheel can be fixed on the press shaft, which allows to increase the moment of inertia of the rotating parts of the drive of the working slide.
В следующем варианте конструкции пресса, у которого дополнительные направляющие и гидроцилиндр закреплены на стойках станины во втором пространстве, первый рычаг является двуплечим и состоит из первого плеча, соединенного через шарнирный узел со вторым рычагом, и второго плеча, расположенного за осью или валом на одной линии с первым плечом,In the next embodiment, the design of the press, in which additional guides and a hydraulic cylinder are mounted on the stands of the bed in the second space, the first lever is two-armed and consists of a first shoulder connected through a hinge assembly with a second lever and a second shoulder located on the same line as the axis or shaft with the first shoulder
- вторые дополнительные направляющие закреплены на второй поперечине перпендикулярно направляющим рабочего ползуна,- the second additional guides are fixed on the second cross member perpendicular to the guides of the working slide,
- второй дополнительный ползун установлен подвижно во вторых дополнительных направляющих, имеет отверстие с размещенным в нем вторым звеном с шарниром на конце, соединенным с концом второго плеча первого рычага,- the second additional slider is mounted movably in the second additional rails, has an opening with a second link placed therein with a hinge at the end connected to the end of the second shoulder of the first lever,
- второй гидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены со вторым дополнительным ползуном, установлен на второй поперечине параллельно вторым дополнительным направляющим.- a second hydraulic cylinder, the moving parts of which are connected to the second additional slider, is mounted on the second cross member parallel to the second additional guide.
Указанная выше совокупность признаков пресса не обнаружена при проведении патентно-информационных исследований, поэтому техническое решение соответствует критерию «новизна». Данная совокупность признаков не характерна для конструкций штамповочных коленных прессов и не следует явно из уровня кузнечно-штамповочной техники. Кроме того, именно предложенная новая совокупность признаков характеризует конструкцию коленного пресса, у которого подвижные детали могут накапливать кинетическую энергию, достаточную для деформирования заготовки, за счет энергии рабочей жидкости, поступающей от гидропривода в гидроцилиндр.The above set of features of the press was not found when conducting patent information research, therefore, the technical solution meets the criterion of "novelty." This set of features is not typical for the design of stamping knee presses and does not follow clearly from the level of forging and stamping equipment. In addition, it is the proposed new set of features that characterizes the design of the knee press, in which moving parts can accumulate kinetic energy sufficient to deform the workpiece due to the energy of the working fluid coming from the hydraulic drive into the hydraulic cylinder.
На фиг.1 показана конструктивная схема коленного пресса с гидравлическим приводом с дополнительным ползуном, подвижным в направляющих на верхней поперечине.Figure 1 shows a structural diagram of a knee press with a hydraulic drive with an additional slider, movable in guides on the upper cross member.
На фиг.2 - конструктивная схема коленного пресса с дополнительными направляющими и ползуном во втором пространстве пресса.Figure 2 is a structural diagram of a knee press with additional guides and a slider in the second space of the press.
На фиг.3 - конструктивная схема коленного пресса с двумя дополнительными направляющими ползунами и гидроцилиндрами.Figure 3 is a structural diagram of a knee press with two additional guide sliders and hydraulic cylinders.
На фиг.4 - конструктивная схема коленного пресса с гидравлическим приводом, установленного на фундаменте горизонтально.Figure 4 is a structural diagram of a knee press with a hydraulic drive mounted horizontally on the foundation.
На фиг.5 - конструктивная схема коленного пресса с гидравлическим приводом с двумя вертикально расположенными гидроцилиндрами, установленного на фундаменте горизонтально.Figure 5 is a structural diagram of a knee press with a hydraulic drive with two vertically located hydraulic cylinders mounted horizontally on the foundation.
На фиг.6 показана диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки от угла поворота первого рычага.Figure 6 shows a diagram of the dependence of the initial speed of deformation of the workpiece from the angle of rotation of the first lever.
На фиг.7 - диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки от длины первого рычага.7 is a diagram of the dependence of the initial speed of deformation of the workpiece on the length of the first lever.
На фиг.8 - диаграмма зависимости длительности деформирования заготовки от максимальной окружной скорости коленного шарнира и от его скорости в момент окончания деформирования заготовки.On Fig is a diagram of the dependence of the duration of deformation of the workpiece on the maximum peripheral speed of the knee joint and on its speed at the end of the deformation of the workpiece.
Коленный пресс (фиг.1-5) состоит изKnee press (Fig.1-5) consists of
- станины 1 с первой 2 и второй 3 поперечинами и соединяющими их стойками 4 с направляющими 5, рабочего ползуна 6, установленного подвижно в направляющих 5 и делящего пространство между поперечинами 2 и 3 на первое пространство 1а между первой поперечиной 2 и ползуном 6, в котором размещен штамп, и второе пространство 7b между второй 3 поперечиной и ползуном 6,-
- по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма 8, размещенного во втором пространстве, соединяющего вторую поперечину 3 с ползуном 6, имеющего первый рычаг 9, установленный с возможностью вращения на оси или на валу 10 во второй 3 поперечине и соединяющий ее через шарнирный узел 11 со вторым рычагом 12, соединенным через ползунный шарнир 13 с рабочим ползуном 6,- at least one knee-
- гидравлического привода, имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр 14, подвижные детали 15 которого соединены с коленно-рычажным механизмом 8, а неподвижные детали 16 закреплены на станине 1 в положении, перпендикулярном направляющим 5,- a hydraulic actuator having at least one
при этом пресс имеет, по меньшей мере,wherein the press has at least
- один дополнительный ползун 17, установленный с возможностью движения в дополнительных направляющих 18, закрепленных на станине 1 перпендикулярно направляющим 5 и соединенный с подвижными деталями гидравлического цилиндра; ползун 17 имеет отверстие, перпендикулярное его направляющим 18,- one
- установленное подвижно в отверстии 19 дополнительного ползуна 17 звено 20 с шарниром 21, соединяющим его с концом первого рычага 9.-
В варианте исполнения коленного пресса (фиг.1) первый рычаг 9 является двуплечим и состоит из первого плеча 22, соединенного через шарнирный узел 11 со вторым рычагом 12, и второго плеча 23, расположенного за осью или валом 10 на одной линии с первым плечом 22.In the embodiment of the knee press (Fig. 1), the
В этом варианте дополнительные направляющие 18 закреплены на второй поперечине 3; звено 20, размещенное в отверстии 19 дополнительного ползуна 17, соединено шарниром 21 с концом второго плеча 23 первого рычага 9.In this embodiment,
В вариантах исполнения коленного пресса (фиг.2-5) дополнительные направляющие 24 закреплены на стойках 4 станины 1 во втором пространстве 7, шарнирный узел 25 имеет звено 26 длиной l (фиг.2), концы которого соединены шарнирами 27а и 27b с концами первого 9 и второго 12 рычагов, при этом звено 26 размещено в отверстии 28 дополнительного ползуна 29 высотой h (фиг.2), а длина звена 25 больше высоты ползуна 29 более чем на половину хода H (фиг.2) рабочего ползуна 6 (l>H+h).In embodiments of the knee press (FIGS. 2-5),
В зависимости от запроектированной технологии коленный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна 6 является горизонтальным, а одного дополнительного ползуна 29 (фиг.4) или двух дополнительных ползунов (фиг.5) - вертикальным.Depending on the technology designed, the knee press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working
На валу 10 пресса может быть закреплен первый рычаг 9 и маховик 30 (фиг.2).On the
Коленный пресс (фиг.3), имеющий дополнительные направляющие 24, закрепленные на стойках 4 в пространстве 7, может иметь двуплечий первый рычаг 9, состоящий из первого плеча 22, соединенного через шарнирный узел 25 со вторым рычагом 12, и второго плеча 23, расположенного за осью или валом 10,The knee press (Fig. 3), having
- вторые дополнительные направляющие 18 закреплены на второй поперечине 3 перпендикулярно направляющим 5,- the second
- второй дополнительный ползун 17 установлен подвижно во вторых дополнительных направляющих 18, имеет отверстие 19 с размещенным в нем вторым звеном 20 с шарниром 21 на конце, соединенном с концом второго плеча 23 первого рычага 9,- the second
- второй гидравлический цилиндр 14, подвижные детали 15 которого соединены со вторым дополнительным ползуном 17, установлен на второй поперечине 3 параллельно вторым дополнительным направляющим 18.- a second
Коленный пресс, имеющий присоединенные к коленно-рычажному механизму два дополнительных ползуна 17 и 29, подвижные в дополнительных направляющих 18 и 24, и цилиндры 14 и 22, может быть установлен на фундаменте (не показан) так, что направление движения рабочего ползуна 6 горизонтальное, а дополнительных ползунов 17 и 29 - вертикальное.A knee press having two
Гидравлический привод предпочтительно является насосно-аккумуляторным, обеспечивающим высокий КПД работы коленного пресса в значительной мере благодаря современным системам программного управления; применяемым в кузнечно-штамповочном оборудовании [1, с.495-500; патент RU №2334583, http://molot-npp.ru]. Насосно-аккумуляторный привод коленного пресса (фиг.1-5) состоит из бака 31 с рабочей жидкостью, с системами регулирования ее температуры и фильтрации (не показаны), электродвигателя 32 с насосом (не показан), гидроаккумулятора 33, блока управления 34 и магистралей, соединяющих элементы гидропривода с полостями одного (фиг.1, 2, 4) или двух (фиг.3-5) гидравлических цилиндров.The hydraulic drive is preferably a pump-accumulator, providing high efficiency of the knee press, largely due to modern software control systems; used in forging and stamping equipment [1, p. 495-500; RU patent No. 2334583, http://molot-npp.ru]. The pump-accumulator drive of the knee press (Figs. 1-5) consists of a
Рабочий цикл предложенного коленного пресса включает следующие этапы:The working cycle of the proposed knee press includes the following steps:
- разгон подвижных деталей коленно-рычажного механизма 8, гидроцилиндра 14 или 22, дополнительного ползуна 17 или 29 (фиг.1, 2, 4), ползуна 6 или коленно-рычажного механизма 8, гидроцилиндров 14 и 22 и двух дополнительных ползунов 17 и 29 и ползуна 6 (фиг.3-5) для накопления кинетической энергии в процессе их движения до начала деформирования заготовки;- acceleration of the moving parts of the knee-
- деформирование заготовки за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями пресса;- deformation of the workpiece due to kinetic energy accumulated by the moving parts of the press;
- возвратный ход рабочего ползуна 6 и подвижных деталей,- the return stroke of the working
При насосно-аккумуляторном приводе разгон подвижных деталей может совершаться до достижения первым рычагом 9 максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:When the pump-battery drive, the acceleration of moving parts can be performed until the
где ωmax - максимальная угловая скорость первого рычага 9, достигаемая к началу деформирования заготовки;where ω max - the maximum angular velocity of the
l - расстояние между центрами оси вращения или вала 10 и шарнирного узла 11 (на фиг.1) или 27a (на фиг.2).l is the distance between the centers of the axis of rotation or of the
Для уменьшения масс движущихся деталей угловую скорость необходимо увеличивать, а для снижения динамических нагрузок на пресс и фундамент при деформировании, а также для повышения КПД пресса максимальную скорость разгона нужно уменьшать, поэтому разгон подвижных деталей целесообразно совершать до достижения первым рычагом 9 максимальной угловой скорости, выбираемой из диапазона:To reduce the mass of moving parts, the angular velocity must be increased, and to reduce the dynamic loads on the press and the foundation during deformation, as well as to increase the efficiency of the press, the maximum acceleration speed must be reduced, so it is advisable to accelerate the moving parts until the
В зависимости от условий технологического процесса штамповки разгон и деформирование совершаются при принятом для коленных прессов угле поворота первого рычага 9, выбираемом из диапазона радиан, и за счет изменения угла поворота при разгоне можно регулировать величину кинетической энергии, накапливаемой подвижными деталями.Depending on the conditions of the stamping process, acceleration and deformation are performed at the angle of rotation of the
Для уменьшения длительности процесса штамповки и времени контакта заготовки со штампом деформирование заготовки завершается при угловой скорости первого рычага 9, превышающей ωд>0,1ωmax с-1, но не более 3,2 м/с, где ωд - угловая скорость первого рычага 9 в момент окончания деформирования заготовки, а возвратный ход ползуна 6 совершается при движении деталей коленно-рычажного механизма 8 и гидроцилиндра в том же направлении, что и при их разгоне. При меньшей угловой скорости первого рычага 9 время контакта заготовки со штампом может превысить величину, допустимую условиями штамповки тонкостенной горячей заготовки (0,05 с).To reduce the duration of the stamping process and the contact time of the workpiece with the stamp, the deformation of the workpiece is completed when the angular velocity of the
Для полного использования производительности пресса возвратный ход совершается при угле поворота первого рычага 9, выбираемом из диапазона радиан при движении подвижных деталей в том же направлении, что и при их разгоне и деформировании заготовки, а следующий рабочий цикл совершается при ускоренном движении подвижных деталей пресса в направлении, противоположном их движению при предыдущем рабочем цикле, до достижения при их разгоне угловой скорости первого рычага 9 и величины кинетической энергии подвижных деталей пресса, достаточной для деформирования заготовки в штампе.To fully utilize the performance of the press, a return stroke is made at an angle of rotation of the
Для достижения производительности процесса штамповки на коленном прессе с гидравлическим приводом, не меньшей, чем на гидравлическом штамповочном молоте, частота рабочих циклов пресса может достигать 90 мин-1 при номинальной кинетической энергии деталей привода ползуна.In order to achieve the productivity of the stamping process on a hydraulic-driven knee-type press, not less than on a hydraulic stamping hammer, the frequency of the press's working cycles can reach 90 min -1 at the nominal kinetic energy of the slide drive parts.
Начальная скорость деформирования заготовки определяется по формуле:The initial deformation rate of the workpiece is determined by the formula:
υн.д.=ωmax·l·sinγ∂=υOmax·sinγ∂,υ n.d. = ω max · l · sinγ ∂ = υ Omax · sinγ ∂,
где υн.д. - начальная скорость деформирования заготовки и соответственно ползуна 6 с верхней половиной штампа; при l=0,5 м υн.д.=3÷8 sinγд, м/с;where υ n.d. - the initial speed of deformation of the workpiece and, accordingly, the
υOmax - окружная скорость центра коленного шарнира 11 (фиг.1, 3) и 27а (фиг.2, 3, 5), υOmax=3÷8 м/с;υ Omax - peripheral speed of the center of the knee joint 11 (Fig. 1, 3) and 27a (Fig. 2, 3, 5), υ Omax = 3 ÷ 8 m / s;
γд - угол между осью пресса (направляющей ползуна) и первым рычагом 9 коленно-рычажного механизма 8 в начале деформирования заготовки,γ d - the angle between the axis of the press (guide slide) and the
γд=45°-γp,γ d = 45 ° -γ p ,
где γp - угол поворота первого рычага 9 при разгоне,where γ p is the angle of rotation of the
l - расстояние между центрами оси или вала 10 первого рычага 9 и коленного шарнира 11 или 27а.l is the distance between the centers of the axis or
Величина хода рабочего ползуна 6 при деформировании заготовкиThe magnitude of the stroke of the working
Hд=2l(l-cosγд).H d = 2l (l-cosγ d ).
Диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки при υOmax=3, 4, 6, 8 м/с и γд=7°, построенная по данным табл.2, приведена на фиг.6. При υOmax=8 м/с начальная скорость деформирования υн.д.=1,5 м/с возникает при γд≈5,5°.The diagram of the dependence of the initial speed of deformation of the workpiece at υ Omax = 3, 4, 6, 8 m / s and γ d = 7 °, constructed according to table 2, is shown in Fig.6. At υ Omax = 8 m / s, the initial deformation rate is υ n.d. = 1.5 m / s occurs at γ d ≈5.5 °.
Диаграмма зависимости скорости ползуна 6 в начале деформирования от длины первого рычага 9 показана на фиг.7.The diagram of the dependence of the speed of the
Предложен способ работы коленно-рычажного пресса с гидравлическим приводом, при котором функциональные параметры коленно-рычажного пресса и процесса деформирования (начальная скорость деформирования заготовки (фиг.6), длительность этапа деформирования (фиг.8), длительность рабочего цикла коленно-рычажного пресса и частота ходов) занимает промежуточное положение между параметрами процессов деформирования на гидравлическом штамповочном молоте и винтовом прессе.A method of operation of a knee-lever press with a hydraulic drive is proposed, in which the functional parameters of the knee-lever press and the deformation process (the initial deformation rate of the workpiece (Fig.6), the duration of the deformation step (Fig.8), the duration of the working cycle of the knee-lever press and stroke frequency) occupies an intermediate position between the parameters of the deformation processes on a hydraulic stamping hammer and a screw press.
Учитывая, что рекомендуемые скорости горячего деформирования сталей находятся в интервале 0,6-2,5 м/с [Бочаров Ю.А. Винтовые прессы. М.: «Машиностроение», 1976, с.39], использование гидравлического насосно-аккумуляторного привода позволяет существенно увеличить технологические возможности коленных прессов с гидравлическим приводом путем увеличения скорости рабочего ползуна и уменьшения длительности процесса деформирования заготовки.Given that the recommended speed of hot deformation of steels are in the range of 0.6-2.5 m / s [Bocharov Yu.A. Screw presses. M .: "Mechanical Engineering", 1976, p.39], the use of a hydraulic pump-accumulator drive can significantly increase the technological capabilities of knee presses with a hydraulic drive by increasing the speed of the working slide and reducing the duration of the workpiece deformation process.
Снижение окружной скорости коленного шарнира 11 или 27a ниже 3 м/с вызывает существенное увеличение длительности процесса деформирования до 0,05 с, а ее повышение более 8 м/с приводит к значительному увеличению начальной скорости деформирования заготовки, к ударным явлениям, снижению КПД гидропривода и повышению его стоимости.A decrease in the peripheral speed of the
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112971/02A RU2425729C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Knee press with hydraulic drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112971/02A RU2425729C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Knee press with hydraulic drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2425729C1 true RU2425729C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010112971/02A RU2425729C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Knee press with hydraulic drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2425729C1 (en) |
-
2010
- 2010-04-06 RU RU2010112971/02A patent/RU2425729C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7165437B2 (en) | Mechanical press device | |
CN205324545U (en) | Cut -out press clearance waste material device | |
CN201552210U (en) | Horizontal pressure straightening machine | |
CN102596527A (en) | Ejector device for forming device | |
CN102806293A (en) | Multidirectional die-forging press machine | |
US20140230514A1 (en) | Pneumatic stamping press with high velocity slide and punch | |
CN102211404A (en) | Die opening/closing mechanism of thermoforming machine | |
CN204367472U (en) | Straight side press high accuracy slide block homeostasis device | |
RU2425729C1 (en) | Knee press with hydraulic drive | |
CN103111484B (en) | Metal plastic forming device with bidirectional extrusion function | |
US9375779B2 (en) | Horizontal forging press for massive forming | |
RU2425730C1 (en) | Knuckle-joint press with hydraulic drive | |
CN214720240U (en) | Three-direction cold forging forming machine | |
RU2425728C1 (en) | Procedure for forming at knee press with hydraulic drive | |
CN211614011U (en) | Multifunctional plate punching machine | |
US20120103209A1 (en) | Pneumatic high velocity press | |
CN104416102A (en) | Isothermal forging hydraulic press for heavy-duty aluminum alloy | |
CN202377469U (en) | Anvil block for forging machine | |
CN209349454U (en) | A kind of dedicated forging equipment of high-speed railway track switch iron seat | |
CN210234077U (en) | Main transmission mechanism of high-speed punch press | |
CN206854464U (en) | A kind of automobile rear sub-frame pipe beam diel | |
CN111889561A (en) | Fine blanking system and operation method thereof | |
FI70177C (en) | OVER APPARATUS FOR PRESSBEARBETNING AV ARBETSSTYCKEN | |
Altan et al. | Hammers and presses for forging | |
Altan et al. | Selection of forging equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150407 |