Учебное пособие 800680

Это может вызвать аварийный перекос верхней части штампа. В этом случае плавающий хвостовик применяют как полуплавающий, для чего на фланец 2 накладывают специальную шайбу 4. При установке и креплении штампа на прессе ползун опирается непосредственно на шайбу 4, и перекосы, возникающие из-за несовмещения центров давления штампа и оси хвостовика, воспринимаются и гасится ползуном, а перекосы отверстия в ползуне под хвостовик компенсируются подвижностью хвостовика, который осью устанавливается в отверстии. Данный вариант установки плавающего хвостовика целесообразен в штампax последовательного действия при работе на полосовом материале толщиной 0,5 мм и более.

В целях компенсации перекоса оси отверстия ползуна пресса применяют специальное устройство для центрирования штампа относительно ползуна (рис. 3.31). В отверстии ползуна пресса выполнена шаровая полость, в которой установлены две сферические полувтулки 1 и 3, имеющие центрирующую поверхность под хвостовик 2 штампа 4. Для дополнительного крепления хвостовика предусмотрен стопорный винт 5. При закреплении штампа 4 необходимо с помощью гайки 7, перемещающей прижимное устройство 6 вдоль оси окна в ползуне, зажать хвостовик 2 между полувтулками. При этом полувтулки самоустанавливаются по оси хвостовика штампа.

Рис. 3.31. Устройство для центрирования штампа относительно ползуна.

150

Главный недостаток описанных устройств — невозможность полностью компенсировать боковые нагрузки, возникающие в результате отклонения от перпендикулярности направляющих ползуна к поверхности стола. В процессе работы эти нагрузки могут вызывать боковые сдвиги пуансонов относительно рабочих отверстий в матрице.

3.5.2. Промежуточный штамповый блок для компенсации погрешностей пресса.

Промежуточный блок (рис. 3.32) встраивается в пресс и служит для компенсации всех его погрешностей, при этом ползун в направляющих перемещается свободно с большими боковыми зазорами. Промышленная эксплуатация этих блоков подтвердила целесообразность данной модернизации прессов:

Рис. 3.32. Промежуточный блок:

1 – плита основная; 2 – направляющая втулка; 3 – направляющая колонка; 4 – шаровая опора пресса; 5 – верхняя плита; 6 и 7 – гайка и подвижная щека зажимного устройства хвостовика штампа.

151

благодаря высокой жесткости и точности штампового блока на таких прессах успешно работают твердосплавные и стальные штампы упрощенных конструкций (без направляющих элементов). Стойкость упрощенных твердосплавных штампов на данных прессах повысилась в 1,9, стальных — в 2,6 раза по сравнению со стойкостью аналогичных штампов обычных конструкций при эксплуатации на стационарном прессовом оборудовании.

3.5.3. Перемещающиеся узлы крепления штампа к прессам.

Перемещающиеся узлы предназначены для повышения стойкости штампов за счет компенсации погрешности оборудования. Они имеют преимущества перед другими узлами крепления, так как значительно уменьшают боковые усилия, передаваемые на направляющие штампа. Рекомендуются для применения на кривошипных прессах и прессах-автоматах усилием до 630 кН при штамповке тонколистовых материалов. Эти узлы разработаны в универсальном и специальном исполнениях Универсальный перемещающийся узел стационарно крепится к ползуну пресса (рис. 3.33). Его нижняя часть повторяет узел ползуна кривошипного пресса для закрепления жесткого хвостовика штампа. При этом не требуется доработки штампа, однако существенно уменьшается закрытая высота пресса. Поэтому данный узел применяют лишь на кривошипных прессах усилием 400 кН и выше, а с некоторой доработкой и на прессахавтоматах усилиями 90 и 630 кН. Применение перемещающегося узла позволяет повысить скорость штамповки в 1,5 раза и изменения конструкции штампа. Специальный перемещающийся узел крепят непосредственно к верхней плите штампа; по габаритным размерам он близок к плавающим хвостовикам (по ГОСТ 16719).

В настоящее время разработано несколько типов таких перемещающихся хвостовиков, в том числе с закреплением к

152

Рис. 3.33. Универсальный перемещающийся узел: 1 – хвостовик; 2 – гайка; 3 – подпятник; 4 – ограничитель упора; 5 – верхняя плита; 6 – нижняя плита; 7 – зажимной

винт; 8 – сепаратор плиты съѐма; 9 – сепаратор; 10 – втулка; 11

– зажимная гайка; 12 – подвижной вкладыш крепления хвостовика; 13 – опорная шайба.

верхней плите штампа с помощью винтов и посредством специального резьбового хвостовика. Хвостовик с полусферой и подпятником закреплен с помощью специальной гайки в верхней плите. Опорное кольцо обеспечивает перемещение хвостовика после зажима его специальной гайкой относительно подпятника с зазором 0,03 мм. Под верхней плитой расположена пластина-сепаратор с шариками, защемленными между верхней и нижней плитами, В кольцевой выборке верхней плиты расположена плита съема с сепаратором плиты съема. Перемещающийся узел крепится к штампу с помощью винтов. Для предотвращения передачи нагрузок на шарики при зажиме винтов установлены ограничители втулки.

Перемещающийся узел работает следующим образом. При рабочем ходе ползуна вертикальное усилие пресса через

153

хвостовик, подпятник и верхнюю плиту полностью передается шариками сепаратора через нижнюю плиту непосредственно на верхнюю часть штампа. Боковые усилия, возникающие изза наличия зазоров между ползуном и направляющими станины или из-за неперпендикулярности хода ползуна к плоскости стола, передаются на штамп шариками. Так как коэффициент трения качения в данном случае равен 0,001, передаваемые на штамп боковые усилия составляют 0,1 % от боковых усилий, возникающих на ползуне.

Номинальное число шариков подобрано таким образом, чтобы передать полное усилие пресса без остаточных деформаций верхней и нижней плит и шариков. Однако с учетом того, что возможны аварийные ситуации, при которых усилие пресса может достичь предельных значений, в перемещающемся узле установлены ограничители передаваемой на шарики нагрузки. В сепараторе предусмотрены отверстия, где размещены шлифованные термообработанные ограничительные шайбы. Высота шайб несколько меньше диаметра шариков, причем эта разность рассчитана таким образом, чтобы при нормальной работе узла между поверхностью шайбы и верхней плитой оставался зазор (шайба в работе не участвует). При возрастании усилия вырубки до опасных значений зазор между верхней и нижней плитами уменьшается, так как с возрастанием усилия увеличивается суммарная деформация плит и шариков. Шайбы предохраняют шарики и плиты от остаточных деформаций.

При расчете высоты шайб обычно принимают, что допускается погружение шариков в плиты на 0,5…0,7 их суммарной упругой деформации. При ходе ползуна вверх вертикальное усилие съема передается через шарики сепаратора съема полностью, причем строго по оси хвостовика.

При прочих равных условиях боковые нагрузки, передаваемые на штамп плавающим хвостовиком при коэффициенте трения скольжения 0,15, могут в 150 раз превосходить такие нагрузки, передаваемые перемещающимся узлом при

154

коэффициенте трения качения 0,001.

В перемещающемся узле боковые перемещения ползуна не оказывают влияния на условия его работы. Практика показывает, что одностороннее перемещение оси узла в горизонтальной плоскости в пределах 1 мм является достаточным для устранения всех погрешностей пресса усилием до 250 кН. При проектировании перемещающихся узлов необходимо рассчитывать потребное число шариков для сепаратора рабочего хода и сепаратора съема, а также площадь упорных предохраняющих дисков (ограничителей передаваемой на шарики нагрузки) и их высоту. При этом максимально допустимое усилие на один шарик:

где Р — усилие вырубки или съема полосы; Е — модуль упругости, равный 2,1•105 МПа; R — радиус шарика.

Допустимое сближение двух соприкасающихся тел (шарика и плиты):

Необходимое минимальное количество и диаметр шариков в нижнем сепараторе рабочего хода, находящихся в зацеплении с поверхностью отверстия втулки, в зависимости от усилия на хвостовик принимают по табл. 3.15 Количество и диаметр шариков в верхнем сепараторе съема в зависимости от усилия съема (20 % от усилия рабочего хода) — по табл. 3.14. Допустимое сближение двух соприкасающихся с шариками плит в зависимости от диаметра шарика — по табл.

3.15.

Суммарную площадь опорных элементов сепаратора рабочего хода и сепаратора съема рассчитывают по формуле:

F P ,

см

где Р — действующее усилие при рабочем ходе или съеме.

155

Для стали 45 при твердости 3549HRCэ принимают значения σсм = 310 МПа, для сталей 45 и У8 при твердости 45…51 HRCэ — σсм = 420 МПа. Область применения перемещающихся узлов на кривошипных прессах достаточно широка: их можно использовать на штампах для вырубки различных материалов толщиной 0,05…3 мм, штампах для обратного выдавливания, вытяжных штампах и др. Стойкостные характеристики штампов при этом повышаются в

1,5…3 раза.

3.5.4. Перемещающиеся узлы крепления штампа к прессам-автоматам.

Варианты конструкции двух типов: в виде перемещающейся промежуточной плиты и в виде перемещающегося плавающего узла, компенсирующего перекосы плит.

Перемещающуюся промежуточную плиту применяют на прессах-автоматах повышенной точности для компенсации вибраций в горизонтальной плоскости. По конструкции плита близка к перемещающемуся узлу (рис. 3.34), но без хвостовика и подпятника. Верхнюю плиту узла с помощью центрального резьбового отверстия или Т-образных пазов крепят к верхней плите пресса-автомата; а к нижней плите узла, на которой выполнены Т-образные пазы или расположены перемещающиеся прихваты, крепят штамп.

На прессах-автоматах, где возможны перекосы плит, применяют перемещающийся плавающий узел, который в определенной мере компенсирует перекосы установленного штампа по отношению к верхней плите пресса и к оси движения ползуна (в некоторых случаях для этой цели применяют перемещающийся универсальный узел с доработкой места крепления).

Применение перемещающегося плавающего узла для крепления штампа к малогабаритному прессу-автомату с нижним приводом модели ПА-10 (СН-138) заключается в следующем. После установки штампа в гнездо пресса и

157

Рис. 3.34. Специальный перемещающийся узел:

1 – хвостовик; 2 – сферическая шайба; 3 – подпятник; 4 – верхняя плита; 5 – плита съѐмника; 6 – сепаратор плиты съѐма; 7 и 10 – опорное кольцо; 8 – ограничитель колонки; 9 – ограничитель шайбы; 11 – ограничитель втулки; 12 – винт; 13 – нижняя плита; 14 – пластина сепаратора с шариками; 15 – гайка.

158

закрепления его нижней части узел (рис. 3.35) надевают на колонки пресса, закрепляют гайками и прижимают к штампу.

Плита самоустанавливается по верхней плите штампа, винтами крепят штамп к узлу.

Рис. 3.35. Перемещающийся плавающий узел для крепления штампа к малогабаритному прессу-автомату с

нижним приводом мод. ПА-10 (СН-138):

1 – винт; 2,7,13 – дистанционные втулки; 3,9 – гайки; 4,6 – заклѐпки; 5 – ограничитель; 8 – промежуточная плита; 10 – верхняя плита; 11,14 – сепаратор; 12 – несущая плита; 15 – нижняя плита; 16 – подкладочная плита; 17 – штифт; 18 – опорная плита; 19 – втулка; 20 – шарик; 21 – ось.

159