книги из ГПНТБ / Скворцов, Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки подготовительные работы

В паспорте гидравлического пресса обычно приводят меньше сведений, чем в паспорте механических прессов, и тех данных, которые есть в каталогах, иногда бывает достаточно.

Механические прессы, имеющие большие закрытые высоты, часто оснащают дополнительными нижними и верхними подклад­ ными плитами, которые применяют по мере необходимости. Их конфигурация и места крепления должны быть идентичны соот-

232

ветственно ползуну и подштамповой плите. Исключением являются специальные подкладные бруски, применяемые вместо дополни­ тельных плит (рис. 140, а), и верхние дополнительные плиты (адаптеры), прикрепляемые к внутреннему и наружному ползу-

Рис. 138. Типовые эскизы для технической характеристики листогибочного профилировочного пресса:

1 — плита крепления; 2 — стол пресса

нам прессов двойного' действия. Последние предназначены не только для увеличения высоты штампа, но и прежде всего для уменьшения его габарита и массы (когда размеры штампуемой детали значительно меньше стола пресса). Поэтому целесооб­ разно адаптер для наружного ползуна изготовлять из двух дета-

233

лей (рис. 140, б): основной высокой рамки 2 и сменной тонкой плиты 3 с различными размерами окна.

Рамку 2 выполняют с нишами и полками для крепления, а также с окнами, через которые обеспечивается доступ к нишам внутреннего ползуна или к его адаптеру. Расстояние •М между плитой 3 и адаптером внутреннего ползуна 1 при сомкнутом штампе должно быть несколько больше расстояния между точ­ ками А; В (см. рис. 139).

Рис. 139. Пути наружного 2 и внутреннего 1 ползунов пресса двойного действия (усилием 100163 тс модели К471Б) в зависимости от угла а поворота криво­ шипа

Если пуансон штампа (или его промежуточный вкладыш), прикрепляемый к адаптеру 1 (рис. 140, б), имеет фланец, который перекрывает окно детали 3, то расстояние М необходимо увели­ чивать на толщину соответствующего фланца.

Длину L стандартных подкладных брусков и число ниш для крепления устанавливают в зависимости от размеров стола и ползуна пресса. Остальные основные размеры (рис. 140, а) вы­ полняют ориентировочно следующими, в мм:

А — 200; 300; В — 125; 140; 160; Я — 160; 200; 250;

320; 360; 400; Ь — 30; 40; h — 60; 80.

Бруски подкладные низкие (Я < 160 мм) изготовляют или сплошными, или с открытыми карманами для уменьшения массы. Ширина В такого бруска обычно не более 125 мм, а длина L при­ близительно 400—800 мм. Материалом служит чугунное или стальное литье.

Дополнительные детали к прессовому оборудованию необхо­ димо указать в чертежах или стандартах и прилагать к па­ спорту.

234

С М Е Н Н Ы Е Б У Ф Е Р Н Ы Е У С Т Р О Й С Т В А

Значительную часть выпускаемого прессового оборудования оснащают стационарными или съемными буферными устройствами. Однако еще немало имеется прессов и без буферов. Поэтому не отпала необходимость в индивидуальном проектировании их для действующего оборудования.

В прессы усилием свыше 100 тс встраивают в основном только стационарные буферы с пневмогидравлической схемой. Такие установки обычно проектируют специальные конструкторские бюро по машиностроению.

р

S3

<о

II

сх

II

6)

Рис. 141. Зависимость развиваемых усилий Р буферов с приво­ дом от упругого элемента и с пневмогидравлическим приводом (h — величина хода)

Для прессов с небольшим усилием применяют легкие буферы, монтаж и демонтаж которых не вызывает особых трудностей. Проектирование их обычно возлагается на конструкторов по штампам.

Благодаря опыту, накопленному промышленностью, удалось создать ряд типовых конструкций буферных устройств.

По принципу действия буферные устройства можно разбить на две основные группы: с переменным рабочим усилием и с по­ стоянным. Для первых упругими элементами служат пружины различных конструкций, резина или пластические массы, поли­ уретан и др., а для вторых — сжатый воздух и масло. Развивае­ мые усилия буферов с переменным давлением пропорциональны длине рабочего хода, а в буферах с постоянным давлением усилие

ферных устройств обеих групп в зависимости от длины хода. Буферы с переменным усилием характеризуются тем, что они обладают некоторым начальным усилием, меньшим, чем конечное. Начальное усилие Р г достигается за счет предварительного на­ тяга упругого элемента. По мере сжатия усилие буфера возра­ стает и в конце хода достигает максимального значения. Скорость

возрастания усилия зависит от относительной величины К сжа­ тия упругого элемента

где F — длина рабочего хода; Н — длина (высота) упругого элемента после предварительного натяга.

Чем меньше значение К, тем плавнее работает буфер и с мень­ шей скоростью изменяется усилие.

Задаваясь максимальным ходом буфера Ртах и относительной величиной сжатия К, можно определить необходимую высоту Н буфера. Относительное сжатие упругого элемента зависит от его механических свойств. Для резины наиболее распространенных марок и полиуретана среднее значение К = 0,2-т-0,3 или иначе: допускаемое сжатие 20—30%.

На рис. 142 для сравнения представлены графики усилий трех буферов, которые могут развивать одинаковую максимальную нагрузку Р = 340 кгс, но иметь упругие элементы разной вы­ соты. Размеры последних после предварительного натяга соот­

. Поскольку эластичность буферов различная, то и предвари­ тельный натяг у всех разный. Для первого буфера необходимо

Только при наличии предварительного натяга все три буфера после сжатия на 35 мм могут развить необходимое усилие 340 кгс. Третий буфер работает более равномерно, так как его усилие на

237

наиболее неравномерно, его конечное усилие отличается от на­ чального на 143%.

Таким образом, чтобы обеспечить сравнительно равномерную работу буфера с переменным усилием, необходимо, чтобы относи-

г)

Рис. 143. Типовые^конструщии сменных буферов с переменным усилием

тельное сжатие К было, по возможности, меньшим. Это дости­ гается в результате увеличения высоты Я.

Буферы с переменным усилием изготовляют с пружинами, резиной или полиуретаном (в принципе могут быть и с другим упругим элементом), а с постоянным усилием — на основе пнев­ матических или пневмогидравлических систем!

Простейшими представителями буферов с переменным усилием являются буферы с центральным сплошным стержнем 1 (рис. 143, а). Из них наиболее распространены буферы с одной спиральной

238

пружиной. Но они развивают наименьшее рабочее усилие по сравнению с другими буферами тех же габаритных размеров.

Рабочие усилия можно увеличить, если применять сдвоенные пружины. В этом случае одну пружину изготовляют с правым направлением витков, а другую — с левым. Это необходимо для того, чтобы в процессе работы они не мешали друг другу.

Также применяют буферы с несколькими равномерно рассредо­ точенными пружинами с одним центральным или несколькими стержнями 1 (рис. 143, г). При очень большой длине хода буфера целесообразно ставить несколько пружин 5 (в виде пакета) с цен­ трирующими шайбами 4 между ними. Общий максимальный ход буфера равен сумме допускаемых ходов всех входящих в пакет пружин. При одинаковых силовых характеристиках пружин усилие буфера не зависит от их числа, так как оно остается не­ изменным.

Еще большее усилие развивают буферы с тарельчатыми пру­ жинами. Однако они обладают малым ходом, что снижает их основное достоинство.

Спиральные и тарельчатые пружины подбирают из стандартных пружин с готовыми техническими характеристиками. Усилия нестандартных пружин рассчитывают по известным формулам

[35], [36].

Резиновые и полиуретановые буферы по усилию близки к та­ рельчатым (при тех же габаритах), но они менее долговечны, особенно резиновые, так как резина подвержена быстрому износу.

Длина пакета резины или полиуретана не должна превышать 50—60 мм. При высоте более 60 мм теряется их устойчивость. Число пакетов устанавливают в зависимости от заданного макси­ мального хода, исходя из условия, что допускаемое сжатие~не должно превышать 25—30% первоначальной длины.

Общий максимальный ход резинового или полиуретанового буфера

А>бщ ~

где /х — допускаемый ход одного пакета, мм; п — число пакетов. Ориентировочно усилие резинового буфера определяют на основании развиваемого удельного усилия q резины при 25— 30%-ном сжатии. Среднее удельное усилие составляет 20—

25кгс/см2. Болёе точные расчеты приведены в работе [22].

Для удобного регулирования натяга упругих элементов реко­

мендуется применять высокие гайки без контргаек. Кроме того, при усилии буферов свыше 200 кгс целесообразно применять опорные подшипники (рис. 143, а).

В совмещенных штампах нередко требуется, чтобы при нали­ чии буфера одновременно было можно удалять центральные отходы после вырубки (пробивки). Если размер отходов неболь­ шой, то для этой цели используют центральный стержень 1 буфера, выполненный в виде трубы (рис. 143, б). Рационально размещать

239

буферные шпильки по центру штампа, что удается выполнить или при установке подвижного центрального стержня 1 (рис. 143, в) или с помощью специальной конструкции буфера, имеющего несколько расположенных равномерно пружин (рис. 143,а). В том и в другом случаях несущей деталью буфера является стакан 2, который монтируют в гнезде подштамповой плиты.Тарелкой пер­ вого буфера служит торец центрального стержня, а второго — диск 3. Если в конструкции (рис. 143, г) заменить спиральные пружины 5 на тарельчатые, то можно получить достаточно мощ­ ный буфер.

Для крепления буферов с центральным неподвижным стерж­ нем в нижних плитах штампа предусматривают резьбовые отвер­ стия или устанавливают специальные держатели (рис. 144). Последние значительно улучшают условия эксплуатации.

Известны две типовые конструкции держателей буферов. Одну из них изготовляют с закрытым стаканом 1 и сплошной тарелкой 2 (рис. 144, а). Это позволяет располагать буферные шпильки штампа на любом месте в пределах тарелки 2. Во вто­ рой конструкции держателя (рис. 144, б) опорной тарелкой является подвижный стакан 2 со сменным вкладышем. Толстое дно корпуса 3 держателя в двух направлениях срезано на конус. Кроме того, у корпуса 3 нет двух боковых стенок, что открывает дно. Стакан 2 также имеет два выступа, которые непосредственно опираются на диск буфера.

Благодаря такому конструктивному исполнению держатель можно применять в двух случаях: 1) в сборе с вкладышем 1, когда верхнюю плоскость стакана 2 используют для размещения буферных шпилек; 2) без вкладыша 1, когда образуется отверстие, которое служит провалом для отходов при комбинированной или другой штамповке. Отходы соскальзывают по наклонной пло­ скости дна корпуса.

Пневматические буферы по сравнению с пружинными и рези­ новыми более совершенны. Наиболее распространены конструкции с одной рабочей камерой, типовыми представителями их являются буферы с неподвижным цилиндром (рис. 145, а) и подвижным (рис. 145, б). В первой конструкции тарелкой буфера служит поршень 1, на который непосредственно воздействуют шпильки штампа. Во второй конструкции в процессе работы шпильки опи­ раются на' плоскость цилиндра 2 через крышку 8.

Сжатый воздух при неподвижном цилиндре поступает через штуцер 9 непосредственно в рабочую камеру А, а при подвиж­ ном— через центральное отверстие штока 3 и пазы шайбы 4. Гер­ метичность камер обеспечивается манжетами 6, 7 и кольцами 5.

Усилие Р пневматического буфера пропорционально полезной площади поперечного сечения полости А и давлению воздуха

всети. Без учета к. п. д. его определяют из следующего уравнения:

Р=_Fxq — F2q = q (Fх — F2),

240

2 3

6)

Рис. 144. Держатели сменных буферов