Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ВАЛКОВОЙ ШТАМПОВКИ С КОНТРОЛЕМ УСИЛИЯ СЖАТИЯ(71) Заявители Производственный кооператив ПрогрессГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Орловский государственный технический университет(72) Авторы Голенков Вячеслав АлександровичРадченко Сергей ЮрьевичМалинин Владислав ГеоргиевичГеращенко Василий ВасильевичЯскевич Михаил Яковлевич(73) Патентообладатели Производственный кооператив ПрогрессГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Орловский государственный технический университет(56) ГОЛЕНКОВ В.А. и др. Технологические процессы обработки металлов давлением с локальным нагружением заготовки. - Москва Машиностроение,1997. - С. 202-205.2089323 1, 1997.67491 1, 2007.727295, 1980.1224259 , 1971.840635 , 1960.(57) Установка валковой штамповки с контролем усилия сжатия, содержащая пуансон,установленный в верхней плите с возможностью вращения посредством цепной передачи от приводного вала через шлицевую втулку, роликовую матрицу, состоящую из расположенных параллельно оси заготовки роликов, установленных с возможностью вращения в каретках, расположенных на нижней плите с возможностью радиального перемещения 13514 1 2010.08.30 относительно оси заготовки в направляющих посредством гидроцилиндров, при этом в нижнюю плиту установлен соосно с пуансоном упор, привод вращения которого осуществляется посредством цепной передачи через управляемую муфту от приводного вала, постоянно вращаемого электродвигателем через редуктор, отличающаяся тем, что содержит датчик частоты вращения, выполненный в виде тахогенератора, вал которого соединен с приводным валом, постоянно вращаемым электродвигателем, регулируемый источник постоянного тока,самопишущий прибор, вычитающий элемент с двумя входами, состоящий из трех резисторов,причем выводы первого резистора, являющегося первым входом вычитающего элемента, соединены с электрическим выходом тахогенератора, выводы второго резистора, являющегося вторым входом вычитающего элемента, соединены с выходом регулируемого источника постоянного тока, выводы третьего резистора, являющегося выходом вычитающего элемента,соединены параллельно с самопишущим прибором. Изобретение относится к установкам для обработки металлов давлением, а именно к установкам валковой штамповки. Известно устройство для штамповки с обкаткой, содержащее упор и формирующий инструмент, включающий пуансон и ролик, установленные с возможностью вращения,корпус, в котором эксцентрично оси упора размещен ролик, привод перемещения последнего в направлении, перпендикулярном направлению перемещения пуансона, при этом ролик выполнен полым и на его внутренней поверхности расположен формообразующий профиль 1. Недостатком известного устройства для штамповки с обкаткой деталей является недостаточный выигрыш в повышении точности и прочности полученных деталей, а также недостаточное снижение трудоемкости. Объясняется это тем, что оптимальный технологический процесс штамповки по критериям точности, прочности, снижения трудоемкости производимых деталей должен выполняться в соответствии с характеристикой,изображенной на фиг. 1 2. Эта характеристика есть зависимость усилия сжатия, действующего на заготовку от перемещения пуансона. Видно, что с увеличением перемещения пуансона сверху вниз усилие сжатия увеличивается, при достижении определенной величины перемещения это усилие становится максимальным, а далее технологический процесс штамповки протекает при падении усилия сжатия. Заканчивается технологический процесс штамповки при достижении минимального усилия сжатия. Характер изменения усилия сжатия при штамповке является определяющим для получения качества изготовляемых деталей. Так, если технологический процесс заканчивается при более высоких значениях усилия сжатия, то качество и прочность детали снижаются 2. Поэтому является целесообразным получать по окончании технологического процесса минимально возможное усилие сжатия. В известной же установке при выполнении технологического процесса штамповки усилие сжатия не измеряется, поэтому установку необходимо совершенствовать. Известна установка валковой штамповки, содержащая пуансон, установленный в верхней плите с возможностью вращения посредством цепной передачи от приводного вала через шлицевую втулку, роликовую матрицу, состоящую из расположенных параллельно оси заготовки роликов, установленных с возможностью вращения в каретках, расположенных на нижней плите с возможностью радиального перемещения относительно оси заготовки в направляющих посредством, например, цилиндров, нижнюю плиту, в которой установлен соосно с пуансоном упор, привод вращения которого осуществляется посредством цепной передачи через управляемую муфту от приводного вала, постоянно вращаемого двигателем через редуктор 3. Недостатком известной установки валковой штамповки является недостаточный выигрыш в повышении качества полученных деталей, а также недостаточное снижение тру 2 13514 1 2010.08.30 доемкости. Объясняется это тем, что оптимальный технологический процесс штамповки по критериям точности, прочности, снижения трудоемкости производимых деталей должен выполняться в соответствии с характеристикой, изображенной на фиг. 1 2. Эта характеристика есть зависимость усилия сжатия, действующего на заготовку, от перемещения пуансона. Видно, что с увеличением перемещения пуансона сверху вниз усилие сжатия увеличивается, при достижении определенной величины перемещения это усилие становится максимальным, а далее технологический процесс штамповки протекает при падении усилия сжатия. Заканчивается технологический процесс штамповки при достижении минимального усилия сжатия. Характер изменения усилия сжатия при штамповке является определяющим для получения качества изготовляемых деталей. Так, если технологический процесс заканчивается при более высоких значениях усилия сжатия, то качество и прочность детали снижаются 2. Поэтому является целесообразным получать по окончании технологического процесса минимально возможное усилие сжатия. В известной же установке при выполнении технологического процесса штамповки усилие сжатия не измеряется, поэтому установку необходимо совершенствовать. Задачей изобретения является повышение качества деталей и снижение трудоемкости при их изготовлении путем получения средствами измерения дополнительной информации о параметрах технологического процесса и использования ее для совершенствования технологического процесса с целью его оптимизации. Сущность изобретения заключается в том, что установка валковой штамповки с контролем усилия сжатия, содержащая пуансон, установленный в верхней плите с возможностью вращения посредством цепной передачи от приводного вала через шлицевую втулку,роликовую матрицу, состоящую из расположенных параллельно оси заготовки роликов,установленных с возможностью вращения в каретках, расположенных на нижней плите с возможностью радиального перемещения относительно оси заготовки в направляющих посредством гидроцилиндров, при этом в нижнюю плиту установлен соосно с пуансоном упор, привод вращения которого осуществляется посредством цепной передачи через управляемую муфту от приводного вала, постоянно вращаемого электродвигателем через редуктор, согласно изобретению, содержит датчик частоты вращения, выполненный в виде тахогенератора, вал которого соединен с приводным валом, постоянно вращаемым электродвигателем, регулируемый источник постоянного тока, самопишущий прибор, вычитающий элемент с двумя входами, состоящий из трех резисторов, причем выводы первого резистора, являющегося первым входом вычитающего элемента, соединены с электрическим выходом тахогенератора, выводы второго резистора, являющегося вторым входом вычитающего элемента, соединены с выходом регулируемого источника постоянного тока, выводы третьего резистора, являющегося выходом вычитающего элемента, соединены параллельно с самопишущим прибором. Наличие датчика частоты вращения, выполненного в виде тахогенератора, вал которого соединен с приводным валом, постоянно вращаемым электродвигателем, позволяет непрерывно во времени протекания технологического процесса штамповки детали измерять частоту вращения электродвигателя, которая имеет максимальное значение при отсутствии усилия сжатия, по мере увеличения усилия сжатия, согласно механической характеристике электродвигателя, изображенной на фиг. 2, снижается до тех пор, пока усилие сжатия не станет максимальным. На фиг. 2 имеется на механической характеристике точка А, частота вращения электродвигателя при этом соответствует минимальной нагрузке на электродвигатель, когда отсутствует усилие сжатия. Точка Б на механической характеристике соответствует частоте вращения электродвигателя при наличии максимального усилия сжатия. Наличие регулируемого источника постоянного тока, самопишущего прибора, вычитающего элемента с двумя входами, состоящего из трех резисторов, причем выводы первого резистора, являющегося первым входом вычитающего элемента, соединены с 3 13514 1 2010.08.30 электрическим выходом тахогенератора, выводы второго резистора, являющегося вторым входом вычитающего элемента, соединены с выходом регулируемого источника постоянного тока, выводы третьего резистора, являющегося выходом вычитающего элемента, соединены параллельно с самопишущим прибором, позволяет получать на первом резисторе напряжение, соответствующее частоте вращения в данный момент времени, установить на выходе источника постоянного тока напряжение, соответствующее работе электродвигателя в точке А его механической характеристики, что происходит при отсутствии усилия сжатия, позволяет производить операцию вычитания из напряжения на втором резисторе вычитается напряжение на первом резисторе, при этом на третьем резисторе формируется разность указанных напряжений, получить кривую изменения частоты вращения электродвигателя при протекании технологического процесса, что соответствует изменению усилия сжатия, за время штамповки. На фиг. 1 изображена зависимость силы сжатия от перемещения пуансона на фиг. 2 механическая характеристика асинхронного электродвигателя на фиг. 3 - изменение напряжения на первом резисторе в ходе технологического процесса штамповки на фиг. 4- напряжение постоянного тока на втором резисторе, равное максимальному значению изменяющегося напряжения на первом резисторе на фиг. 5 - напряжение на третьем резисторе, изменяющееся в соответствии с изменением усилия сжатия на фиг. 6 - схема установки валковой штамповки с контролем усилия сжатия. Установка содержит пуансон 1, установленный в верхней плите 2 с возможностью вращения посредством цепной передачи 3 от приводного вала 4 через шлицевую втулку 5,роликовую матрицу, состоящую из расположенных параллельно оси заготовки 6 роликов 7,установленных с возможностью вращения в каретках 8, расположенных на нижней плите 9 с возможностью радиального перемещения относительно оси заготовки 6 в направляющих 10 посредством гидроцилиндров 11, при этом в нижнюю плиту 9 установлен соосно с пуансоном 1 упор 12, привод вращения которого осуществляется посредством цепной передачи 13 через управляемую муфту 14 от приводного вала, постоянно вращаемого электродвигателем 15 через редуктор 16, датчик частоты вращения, выполненный в виде тахогенератора 17, вал 18 которого соединен с приводным валом постоянно вращаемым электродвигателем 15, регулируемый источник 19 постоянного тока, самопишущий прибор 20, вычитающий элемент 21 с двумя входами, состоящий из трех резисторов 22, 23, 24,причем выводы первого резистора 22, являющегося первым входом вычитающего элемента 21, соединены с электрическим выходом тахогенератора 17, выводы второго резистора 23,являющегося вторым входом вычитающего элемента 21, соединены с выходом регулируемого источника 19 постоянного тока, выводы третьего резистора, являющегося выходом вычитающего элемента 21 соединены параллельно с самопишущим прибором 20. Установка работает следующим образом. Заготовку 6 устанавливают на упор 12, при этом муфта 14 отключена и упор неподвижен. Включается электродвигатель 15, он работает практически без нагрузки, поэтому крутящий момент на валу электродвигателя и его частота вращения определяются координатами точки А механической характеристики,изображенной на фиг. 2. Вследствие чего на первом резисторе 22, соединенным с электрическим выходом тахогенератора 17, появляется напряжение, соответствующее этой частоте вращения электродвигателя (точка А, фиг. 3), соответствующее нулевому значению усилия сжатия. На втором резисторе 23 устанавливаем напряжение постоянного тока(фиг. 4) с помощью регулируемого источника постоянного тока, равное напряжению точки А (фиг. 3). Поэтому напряжение на третьем резисторе 24, равное разности напряжения на втором и третьем резисторах, равно нулю, что соответствует отсутствию усилия сжатия. Включается управляемая муфта 14, начинается вращение упора 12. Затем верхнюю плиту 2 с вращающимся пуансоном 1, цепной передачей 3 и шлицевой втулкой 5, перемещающейся по шлицам вала 4 вместе с плитой 2, опускают до контакта пуансона 1 с заготовкой 6, сводят ролики 7 посредством перемещения в направляющих 10 кареток 8 4 13514 1 2010.08.30 относительно нижней плиты 9 гидроцилиндрами 11 на нужный диаметр изделия. Происходит технологический процесс заполнения металлом заготовки 6 под действием пуансона 1 калибра роликовой матрицы. Одновременно с началом технологического процесса,появлением и увеличением усилия сжатия снижается частоты вращения электродвигателя в соответствии с его механической характеристикой (фиг. 2) от точки А при нулевом усилии сжатия до точки Б при достижении усилием сжатия своего максимального значения. При этом каждому значению частоты вращения электродвигателя соответствует определенное значение усилия сжатия, а следовательно, и определенный уровень напряжения на первом резисторе 22. При этом напряжение на первом резисторе 22 падает до тех пор(точка Б, фиг. 3), пока усилие сжатия не станет максимальным. Напряжение на третьем резисторе 24 повторяет изменение усилия сжатия и возрастает до максимального значения (фиг. 5). На фиг. 2 имеется на механической характеристике точка Б, частота вращения электродвигателя при этом соответствует максимальной нагрузке на электродвигатель, когда усилие сжатия принимает наибольшее значение. Далее технологический процесс протекает при падении усилия сжатия до минимального значения (точка В, фиг. 1). Точка В на механической характеристике соответствует частоте вращения электродвигателя при наличии минимального усилия сжатия, а точка В на фиг. 1 соответствует напряжению на первом резисторе 22 при минимальном значении усилия сжатия. Кривая изменения усилия сжатия, по которой можно определять максимальное и минимальное значения усилия сжатия, регистрируется с помощью самопишущего прибора 20 и изображена на фиг. 5. По окончании технологического процесса пуансон 1 возвращают в исходное положение, отключают вращение упора 12, отводят ролики 7 и извлекают готовое изделие. Для повышения качества изделий используются такие полученные в ходе технологического процесса значения усилия сжатия, как максимальное усилие сжатия и минимальное усилие сжатия, выбором значений которых можно совершенствовать технологический процесс штамповки с целью обеспечения необходимого качества и прочности заготовки. Экономический эффект от внедрения заявляемой установки обеспечивается повышением прочности изготовляемых изделий. Источники информации 1. А.с. СССР 1074646, МПК 321 5/08,21 8/00. Устройство для штамповки с обкаткой / В.Я. Осадчий, В.Г. Зимовец, В.А. Голенков, Б.А. Егоров (СССР). Опубл. 23.02.84 // Бюл.7. 2. Голенков В.А., Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением / В.А. Голенков, А.М. Дмитриев, В.Д. Кухарь, С.Ю. Радченко, Ю.С. Степанов,С.С. Яковлев. - М. Машиностроение, 2004. - С. 34, рисунок 1.13. 3. Голенков В.А., Радченко С.Ю. Технологические процессы обработки металла давлением с локальным нагружением заготовки. - М Машиностроение, 1997. - С. 202, 204,рисунок 4.45. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6

МПК / Метки

МПК: B21J 5/06

Метки: установка, усилия, контролем, валковой, штамповки, сжатия

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/6-13514-ustanovka-valkovojj-shtampovki-s-kontrolem-usiliya-szhatiya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Установка валковой штамповки с контролем усилия сжатия</a>

Похожие патенты