Штамп для многоопорной резки проката

Применение многоопорной отрезки заготовок от прутка обусловлено необходимостью безотходного получения коротких заготовок (ℓ/d<0,8) с производительностью, не уступающей производительности многорядной вырубки из листового полуфабриката [1].

В существующих конструкциях штампов для многоопорной отрезки геометрическая точность заготовок существенно зависит от её позиции в штампе. Набольшие искажения формы приобретает первая в направлении подачи заготовка, что связано с различием механических схем нагружения в крайних позициях штампа. В средних позициях обеспечивается одна из схем активного (дифференцированного) зажима с прижимом заготовки к ножу реакциями со стороны соседних заготовок [2]. В первой позиции заготовка отрезается по не полностью закрытой схеме с пассивным осевым ограничением перемещения и пластического течения металла. Пруток удерживается от опрокидывания по схеме не полностью закрытой отрезки с пассивным ограничением и искажения его формы в приторцовой зоне за предыдущий ход пресса складываются с искажениями формы первой заготовки за последующий ход.

Д ля выравнивания условий деформирования заготовок в позициях штампа предлагается обеспечить активный поперечный зажим прутка введением в конструкцию штампа механизма диф-

ференцированного зажима

На верхней плите штам-

па 1 установлен ножевой

блок с верхними ножами 2

Упор 3 и нижние ножи 4

Установлены в ножевом блоке 5 на нижней плите штампа 6. Нижний нож 7 установлен на внутренней клиновой поверхности выполненного в виде рамы с полостью прижима 8 и имеет возможность поступательного перемещения относительно ножевого блока 5. Прижим 8 с возможностью относительного перемещения опирается на клиновую поверхность подкладной плиты 9 и подпружинен до касания с упором в ножевом блоке 5.

Под воздействием верхних ножей нож 7 и лежащий на нём пруток перемещаются вниз, перемещая прижим 8 до полной выборки радиального зазора с прутком. В процессе отрезки усилие, воспринимаемое нижним ножом 7, трансформируется клиновым механизмом в усилие прижима прутка. При этом усилие прижима пропорционально текущему значению технологического усилия отрезки и не суммируется на ползуне пресса.

В результате силового анализа работы механизма дифференцированного зажима с учётом распорного усилия на ножи, равного 15% от величины технологического усилия отрезки получена зависимость для расчёта коэффициента зажима (отношение усилия зажима к усилию отрезки):

где: f - коэффициент трения в парах механизма зажима;

α - угол наклона площадки контакта ножа и прижима

относительно оси ножей;

β - угол наклона площадки контакта прижима и подкладной

плиты относительно вертикальной оси штампа.

При углах α=β=30⁰ расчётное значение коэффициента зажима составляет k_з=1,87.

Литература

1. Соловцов С.С. Безотходная разрезка сортового проката в штампах. – М.: Машиностроение, 1985.

2. Бойко А.Ю. Принцип дифференцированного зажима./ Теория и практика машиностроительного оборудования. Сб. научн. трудов. Вып. 13. Воронеж, ВГТУ, 2003.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.18

А.В. Иванов, студент А.В. Землянухин

ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕДОХРАНЕНИЯ

КРИВОШИПНОГО ПРЕССА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Закон движения ползуна кривошипного пресса определяется кинематикой его исполнительного механизма и не зависит от сил, действующих на него при выполнении рабочей операции штамповки. Превышение номинальной нагрузки на ползуне приводит, как правило, к заклиниванию пресса и необходимости трудоемкой и длительной операции по выводу из заклинивания. Данная проблема особенно актуальна для кривошипных горячештамповочных прессов, которые как показывает практика, до 30 % времени своей эксплуатации простаивают на период вывода их заклинивания.

Основной причиной является ошибка или случайное охлаждение подаваемой под пресс нагретой заготовки. Отклонение в сторону охлаждения от ковочной температуры на 100 ^ОС ведет к увеличению предела текучести почти в полтора раза. Например, для стали 45 предел текучести при 1200 ^ОС составляет 21 МПа, а при 1100 ^ОС - 31 МПа. Соответственно во столько же возрастет и сопротивление деформации, а значит и усилие штамповки. Вероятность ошибки при нагреве заготовки весьма велика, и поэтому велика вероятность перегрузки и заклинивания кривошипного горячештамповочного пресса.

Существующие средства вывода пресса из заклинивания, встроенные в схему машины, усложняют конструкцию, снижают его жесткость, что в свою очередь сказывается на точности штамповки.

Предлагаемое устройство (Рис.1) предназначено для стабильного контроля и предупреждения о перегрузке, возникающей на ползуне при рабочей операции [1].

Рисунок 1

Выполненная в ползуне 1 пресса полость 2 заполнена маслом и воспринимает упругую деформацию этой части ползуна. Размеры полости таковы, что не оказывают существенного влияния на жесткость конструкции, однако достаточны для того, чтобы при нагружении пресса рабочим усилием часть жидкости вытеснялась в корпус 3, где бы воздействовала на перемещение внешнего плунжера 4, опирающегося на пружину 5, и внутреннего плунжера 6, опирающегося на пружину 7. Жесткость пружины 7 гораздо больше пружины 5.

При совершении ползуном рабочего хода жидкость, вытесняемая из полости 2 за счет упругой деформации, воздействует на внутренний плунжер 6, который в случае перегрузки переключает микропереключатель 8, с включением соответствующей сигнализации на пульте управления. В период рабочего хода внешний плунжер 4 удерживается от перемещения поршнем пневмоцилиндра 9, куда подается воздух по сигналу от командаппарата пресса. После завершения рабочего хода воздух из пневмоцилиндра сбрасывается, подвижность внешнего плунжера восстанавливается и он занимает положение, соответствующее объему жидкости при данном температурном режиме. Таким образом плунжер 4 играет роль термокомпенсатора, обеспечивая постоянный зазор и режим переключения микропереключателя 8, внутренним плунжером 6. Этот режим устанавливается тарировкой известным способом с помощью гидронагружателя.

Предварительные расчеты показывают, что жидкость в полости ползуна с внешним диаметром 100 мм, внутренним 50 мм при деформации в направлении действия усилия пресса, равной 0,014-0,015 мм, обеспечивает паремещение внутреннего плунжера диаметром 5 мм на величину 3-5 мм, что достаточно для срабатывания микропереключателя и подачи сигнала, предупреждающего о возможной перегрузке.

Использование устройства позволяет повысить безопасность эксплуатации кривошипных кузнечно-прессовых машин, снизить вероятность их заклинивания, облегчить наладку пресса.

Литература

1. Пачевский В.М., Иванов А.В., Землянухин А.В. Устройство для предупреждения о перегрузке кривошипного пресса. Патент № 2227094, 2004.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.18

А.В. Иванов, студент И.Г. Поляков