SU1646896A1 - Устройство дл компенсации погрешностей кузнечно-прессового оборудовани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к кузнечно- прессовому машиностроению, в частности к устройствам дл  компенсации погрешностей кузнечно-прессового оборудовани . Цепь изобретени  - расширение технологи16 ческих возможностей за счет использовани  устройства на прессах различного усили  и типа. При рабочем ходе ползуна пресса происходит смещение штампа. При этом верхн   плита 1 вместе с опорным элементом 5 поворачиваетс  в вертикальной плоскости относительного опорного элемента 6. Эти смещени  происход т на величину упругой деформации бз/ючек 14 и определ ютс  значением зазора между заплечиками 14 верхней плиты 11 и прихватами 12. Поэтому ось штампа в течение всего хода ползуна совпадает с продольной осью ползуна. По окончании хода ползуна вверх верхн   плита за счет упругих балочек 14, а тела 7 качени  за счет упругих колец 9 и 10 возвращаютс  в исходное положение, 4 ил. Ё /J g О 00 о О 11

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к области машиностроени , в часности к кузнечио-прес- совому оборудованию.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей за счет использовани  устройства на прессах различного усили  и типа.

На фиг.1 показано устройство, общий вид: на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2 при установке сменных балочек различной жесткости; на фиг.4 - то же, при изменении жесткости балочек путем смещени  опорных подкладок.

Устройство состоит из верхней 1 и нижней 2 плит, установленных с зазором Z относительно друг друга. Величина зазора Z устанавливаетс  из услови  возможности смещени  верхней плиты 1 относительно неподвижной нижней плиты 2 с учетом всех геометрических погрешностей пресса, увеличенного износа направл ющих элементов и опорных подшипников, упругой деформации деталей пресса под нагрузкой. В верхней и нижней плитах выполнены кольцеообразные полости 3 и 4, расположенные строго напротив друг друга. Поперечные размеры и глубина полостей 3 и 4 в обеих плитах одинаковы. В полости 3 верхней плиты 1 свободно вставлен (например, по скольз щей посадке) сменный опорный элемент 5, выполненный в виде кольца в плане (фиг.2). В полости 4 нижней плиты свободно помещен сменный опорный элемент 6, также имеющий вид кольца в плане, установленный на телах 7 качени , например на шариках. Опорные элементы 5 и б сопр жены между собой по сферической поверхности с возможностью смещени  относительно друг друга. На сферической поверхности одного из опорных элементов выполнены смазочные канавки (не показаны ), которые дел т поверхность трени  на несколько шаровых по сов, что обеспечива- ет накапливание запаса смазки в канавках и ее зат гивание в зазор между сопр женными поверхност ми при угловом повороте верхней плиты 1. Тела 7 качени  помещены на термообработанной (закаленной) стальной прокладке 8, выполненной в виде кольца в плане. Крайние тела качени  (шарики) наход тс  в контакте с двум  кольцами 9 и 10 из упругого материала, например из полиуретана , резины средней или высокой твердости и т.п.

Выступы 11 верхней плиты 1 имеют скос, угол а наклона которого к горизонтальной плоскости равен

а - arctg ,

где Дв - величина наибольшего смещени  верхней плигы 1 в вертикальной плоскости при подстройке нижней половины штампа под верхнюю (штамп не показан); Д - величина наибольшего смещени  верхней плиты 1 в горизонтальной плоскости.

Аналогичный скос с углом а выполнен на нижней поверхности консольной части прихвата 12. Таким образом, скос на заплечиках 11 верхней плиты 1 расположен эквидистантно скосу на прихватах 12. Четыре прихвата 12 расположены диагонально по углам нижней плиты 2, имеют продольные пазы и прикреплены к последней с помощью винтов 13. Угол между продольной осью каждого прихвата 12 и центральными ос ми, проход щими через центр давлени  устройства, составл ет 45°.

В пазах верхней плиты 1 свободно установлены сменные балочки 14 различной жесткости с квадратным поперечным сечением, выполненные из упругого материала , например из стали, полиуретана, резины твердых сортов и т.п. Четыре балочки

14 помещены по кра м верхней плиты 1 в двух взаимно перпендикул рных направлени х . В центр каждой балочки упираютс  винты 15, установленные перпендикул рно друг другу и закрепленные в кронштейне 16.

Четыре кронштейна 16 имеют продольные пазы на своем основании и прикреплены винтами 17 (фиг.2) к нижней плите 2. Торцы каждой балочки 14 наход тс  в контакте с опорными прокладками 18, также имеющими продольные пазы дл  возможности их смещени  вдоль продольной оси. Опорные прокладки 18 имеют различную толщину и могут поочередно устанавливатьс  под кра  сменных-упругих балочек 14 (фиг.З) дл  размещени  их центра на одном уровне напротив горизонтальных упорных винтов 14. Опорные прокладки 18 креп тс  к верхней плите 1 с помощью винтов 19. На упругих балочках 14 закреплены (например, приклеены )тензометрические датчики 20 дл  регистрации амплитуды их вибрации при резкой разгрузке системы пресс - штамп - устройство дл  компенсации погрешностей.

Дл  изменени  жесткости упругой балочки 14 в процессе штамповки опорные прокладки 18 соединены штоками 21 с поршн ми 22, установленными внутри цилиндров 23 (фиг.4). Опорные прокладки 18

установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещени  относительно верхней плиты 1 и упругой балочки 14, измен   длину пролета последней и, соответственно , ее жесткость. Цилиндры 23

прикреплены к оорхири плшк 1, например с помощью вингон (не показаны)

Устройство работает следующим обр зом.

Перед началом штамповки нижн   опорна  плита 2 закрепл етс  на столе пресса (не показан). На устройстве располагаетс  штамп, нижн   половина которого крепитс  к верхней плите 1, а верхн   половина - к ползуну пресса (не показан). При этом центры давлени  устройства дл  компенсации погрешностей и штампа совпадают с продольной осью ползуна. За счет регулировки упорных винтов 15, упирающихс  в двух взаимно перпендикул рных направлени х в центр четырех упругих балочек 14, верхн   плита 1 находитс  в среднем (исходном) положении.

При рабочем ходе ползуна пресса вниз и его перекосе за счет геометрических погрешностей и упругой деформации деталей пресса происходит смещение в пространстве верхней половины штампа, жестко св занной с ползуном. Так как верхн   и нижн   половины штампа соединены направл ющими элементами, на ту же величину смещаетс  нижн   половина штампа, закрепленна  на верхней плите 1. При этом верхн   плита 1 вместе с верхним опорным элементом 5 поворачиваетс  в вертикальной плоскости на необходимый угол относительно нижнего опорного элемента б путем скольжени  сферических поверхностей друг относительно друга и перемещаетс  вместе с нижним опорным элементом 6 по телам 7 качени  в горизонтальной плоскости относительно стола пресса. Эти смещени  происход т на величину упругой деформации балочек 14 и определ ютс  значением зазора между заплечиками 11 верхней плиты 1 и прихватами 12. Поэтому ось штампа в течение всего хода ползуна пресса вниз и выполнени  технологической операции совпадает с продольной осью ползуна, что обуславливает строго симметричную нагрузку направл ющих и рабочих элементов штампа. При любой неточности в направлении движени  ползуна, обусловленной геометрическими погрешност ми изготовлени  и сборки пресса, увеличенными за счет износа зазорами и упругой деформацией деталей пресса под нагрузкой, нижн   половина штампа соответственно поворачиваетс  (путем скольжени  сферической поверхности опорного элемента 5 относительно сферической поверхности опорного элемента 6) и линейно смещаетс  (путем качени  шариков 7 относительно прокладки 8) за счет нагружени  изгибающим моментом направл ющих элементов

штампа, остава сь правильно сориентированной относительно верхней половины штампа. Величина изгибающею момента, возникающего только в момент подстройки

нижней половины штампа по верхней, определ етс  силами тррни  в подвижных узлах устройства. Устройство имеет п ть степеней свободы, что позвол ет нижней полови0 не штампа совершать п ть возможных перемещений в пространстве из шести: поворот относительно трех координатных осей X.Y.Z и поступательное перемещение вдоль двух координатных осей X и У в гори5 зонтальной плоскости. Это обеспечивает надежную компенсацию всех возможных геометрических погрешностей кузнечно- прессового оборудовани , обусловленных неточностью изготовлени  и сборки, изно0 сом направл ющих элементов и опорных подшипников, а также упругой деформацией станины под нагрузкой.

После завершени  технологической операции (вырубки, пробивки, гибки, выт ж5 ки и т.п.) при подъеме ползуна верхн   плита 1 за счет упругих бзлочек 14, а тела 7 качени  за счет упругих колец 9 и 10 возвращаютс  в исходное положение (среднее). Цикл повтор етс .

0Дл  расширени  тенологических возможностей устройства опорные элементы 5 и 6 выполнены быстросменными. При изменении типа или усили  пресса, на столе которого помещаетс  устройство, в полости 3

5 и 4 устанавливаютс  опорные элементы с другим радиусом сферической поверхности R. Замена опорных элементов, имеющих одинаковые габаритные размеры, но разные радиусы сферической поверхности, по0 звол ет подобрать оптимальную величину радиуса дл  данного типоразмера пресса, особенностей выполн емой технологической операции, марки и толщины штампуемого материала и т.п. Кроме того, дл 

5 определени  наилучших условий подстройки нижней половины штампа под верхнюю опорные элементы могут мен тьс  местами: опорный элемент 5 вставл етс  в полость 4 нижней плиты,а опорный элемент 6 - в по0 лость 3 верхней плиты, т.е. они располагаютс  выпуклой частью сферической поверхности вверх. В случае чрезмерной подвижности и вибрации верхней плиты 1 в горизонтальной плоскости вместо тел 7 ка5 чени  и упругих колец 9 и 10 полости нижней плиты помещаетс  подкладка (не показана), толщина которой равна диаметру тел 7 качени . Замена трени  качени  трением скольжени  позвол ет стабилизировать верхнюю плиту 1 в горизонтальной плоскости. Дл  изменени  величины коэффициента трени  скольжени  данна  подкладка может быть выполнена из стали, бронзы, текстолита, гетинакса, полиуретана и т.п. Вставив в полости 3 и А вместо сменных элементов 5 и 6, тел 7 качени , упругих элементов 9 и 10 одно стальное кольцо (не показано) и установив прихваты 12 без зазора относительно заплечиков 11 верхней плиты 1, получают жесткую подштамповую плиту без компенсации погрешностей куз- нечно-прессового оборудовани , что расшир ет технологические возможности устройства.

Прихваты 12 имеют скос с углом наклона а и продольные пазы, что позвол ет смещать их в направлении диагонали нижней плиты 2 дл  регулировки степени подвижности верхней плиты 1 как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскост х . После отладки необходимой величины зазора между скосом на заплечиках 11 верхней плиты и скосом на прихватах 12 последние жестко фиксируютс  винтами 13.

Четыре сменные упругие балочки 14 свободно установлены на полочках верхней плиты 1, имеющих небольшую ширину, и упруго прогибаютс  в вертикальной и горизонтальной плоскост х (фиг.З). При выполнении разделительных операций (резка, вырубка, пробивка и др.) при резком падении нагрузки возникают упругие колебани  (вибраци ) ползуна пресса, штампа и верхней плиты 1. Балочки 14 позвол ют эффективно гасить (демпфировать) эти упругие колебани , Дл  регистрации амплитуды упругих колебаний на балочках 14 помещены тензометрические датчики 20. При изменении частоты вредной вибрации элементов пресса и штамповой оснастки измен ют жесткость упругих балочек 14 путем регулировки силы прижати  упорных винтов 15, установки других балочек 14 меньшего поперечного сечени  или из другого материала (сталь, полиуретан, резина), а также за счет изменени  длины свободной (наход щейс  вне опор) части каждой балочки. В последнем случае (фиг.4) в зависимости от амплитуды вибрации балочки 14, регистрируемой тензодатчиками 20, поршн  22 через штоки 21 перемещают опорные прокладки 18, измен   длину свободной части балочки. При чрезмерной амплитуде вибрации сигнал от тензодатчиков поступает в сравнивающее и управл ющее устройства (не показаны), которые обеспечивают подачу энергоносител  (сжатого воздуха, жидкости

высокого давлени  и т.п.) в поршневые полости цилиндров 23 и перемещение опорных прокладок 18 навстречу друг другу. Длина свободной части балочки 14 уменьшаетс , а жесткость повышаетс , что эффективно снижает амплитуду вибрации. При незначительной амплитуде вибрации энергоноситель подаетс  в штоковые полости цилиндра 23 и опорные прокладки 18 перемещаютс  в разные стороны друг от друга, увеличива  длину свободной части и уменьша  жесткость балочек 14. Такое автоматическое регулирование жесткости упругих балочек 14 обеспечивает эффективное демпфирование упругих колебаний (вибрации) ползуна, штампа и верхней плиты 1 устройства при резком падении нагрузки на них.

Технико-экономический эффект от внедрени  предлагаемого изобретени  по

сравнению с известным обеспечиваетс  за счет упрощени  конструкции и расширени  технологических возможностей устройства, которое может быть применено дл  прессов разных типов и усилий при штамповке материалов с различными механическими свойствами .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  компенсации погрешностей кузнечно-прессового оборудовани ,

   содержащее нижнюю и верхнюю плиты, сопр женные сферическими поверхност ми с возможностью перемещени  друг относительно друга опорные элементы, установленную на нижней плите прокладку,

   размещенные между последней и соответствующим опорным элементом тела качени , а также упругий элемент, отлмчающее- с   тем, что, с целью расширени  технологических возможностей путем использовани  устройства на прессах различного усили  и типа, оно снабжено балочками переменной жесткости из упругого материала, закрепленными на нижней плите кронштейнами с упорными регулировочными винтами, смонтированными в кронштейнах в двух взаимно перпендикул рных направлени х, а также прихватами с заплечиками со скосами со стороны верхней плиты, установленными диагонально на нижней плите, в последней

   выполнены выступы со скосами со стороны прихватов эквидистантно скосам в последних , опорные элементы выполнены кольцеобразными , при этом в плитах выполнены кольцевые полости дл  размещени  опорных элементов, а балочки установлены с возможностью взаимодействи  с упорными регулировочными винтами.

   фч-г.2

   5-6

   19

   Фиг.З

   Фиг. 4