ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС ТРОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к оборудованию для обработки металлов давлением, а именно к устройствам для формообразования осесимметричных поковок типа стакан, поковок типа стакан с внешним или внутренним отростками.
Из уровня техники известен гидравлический пресс двойного действия для закрытой штамповки, содержащий станину со смонтированным в ее верхней поперечине цилиндром, связанным с траверсой, в которой размещен рабочий пуансон. В траверсе пресса размещены прижимные цилиндры, соединенные с прижимной траверсой. Данная конструкция пресса позволяет подпрессовывать металл кольцевым пуансоном при деформировании рабочим пуансоном (Авторское свидетельство №650835, В30В 15/00, 1/32 от 16.08.1977 г.).
Недостатком гидравлического пресса является обеспечение реализации узкого круга технологических задач: выдавливание с противодавлением на верхний торец стакана, а также низкая энергоэффективность работы. Кроме того, совмещение операции формирования фланца и прошивки заготовки приводит к созданию напряженного состояния всестороннего сжатия в заготовке, что приводит к значительному увеличению требуемой для деформирования силы, и соответственно увеличивает энергоемкость процесса. Наряду с этим в инструменте возникают значительные напряжения, в разы сокращающие его срок службы.
Известен гидравлический пресс двойного действия, содержащий станину со смонтированным в ее верхней поперечине корпусом гидроцилиндра, в котором размещен шток внешнего вспомогательного цилиндра привода траверсы, а внутри штока внешнего цилиндра размещен шток и поршень внутреннего главного гидроцилиндра привода пуансона. Штоки главного и вспомогательного цилиндров размещены соосно, а поршневая полость внутреннего гидроцилиндра соединена со штоковой полостью корпуса гидроцилиндра посредством отверстия в штоке вспомогательного цилиндра (Патент США №4,375,781 F01B 7/20 от 05.11.1980 г.).
Недостатком изобретения является невозможность раздельного управления составными частями телескопического рабочего цилиндра.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является гидравлический пресс для выдавливания с активными силами трения.
Это техническое решение характеризуется тем, что в нижней поперечине пресса расположен корпус главного и вспомогательного гидроцилиндров. Главный цилиндр содержит шток и поршень, с закрепленным на нем нижним пуансоном. Вспомогательный гидроцилиндр содержит шток и гильзу, соединенную с матрицей, причем шток вспомогательного гидроцилиндра выполнен заодно целое со штоком главного гидроцилиндра, а гильза вспомогательного гидроцилиндра установлена в полости главного гидроцилиндра (Авторское свидетельство №1301725, В30В 1/23, 15/00 от 17.07.1985 г.).
Однако такое конструктивное исполнение главного узла пресса позволяет использовать его только для выдавливания поковки типа стакан с цилиндрической внешней боковой поверхностью, что снижает технологические возможности пресса.
Технической задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей прессов и сокращение их материалоемкости, в частности при выдавливании длинномерных полых изделии (типа стакана), за счет использования активных сил контактного трения на границе заготовки и матрицы.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что гидравлический пресс, содержащий неподвижные верхнюю и нижнюю поперечины, расположенные между ними матрицу, верхний и нижний пуансоны, при этом матрица и нижний пуансон установлены в зоне нижней поперечины с возможностью независимого взаимного вертикального возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга, согласно полезной модели, он снабжен дополнительной траверсой, с зафиксированным на ней верхним пуансоном, расположенной между верхней и нижней поперечинами с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, и средством перемещения дополнительной траверсы.
Оптимально гидравлический пресс по п.1 отличающийся тем, что средство перемещения дополнительной траверсы выполнено в виде поршневого гидроцилиндра.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показана принципиальная схема гидравлического пресса тройного действия со стороны фронтальной части при верхнем положении верхней траверсы и нижнем положении нижних гидроцилиндров;
- на фиг.2 показана принципиальная схема гидравлического пресса тройного действия со стороны фронтальной части при нижнем положении верхней траверсы и верхних положениях нижних гидроцилиндров.
Гидравлический пресс тройного действия состоит из неподвижных верхней поперечины 1 и нижней поперечины 2, соединенных между собой колоннами 3. В верхней поперечине 1 закреплен корпус 4 гидроцилиндра 5, с поршнем 6, который соединен с траверсой 7. Направление траверсы 7 по колоннам 3 происходит по направляющим втулкам 8. В траверсе жестко закреплен верхний пуансон 9. В зоне нижней поперечины 2 расположен главный гидроцилиндр 10 с поршнем 11 и штоком 12 и соосно расположенный с ним вспомогательный гидроцилиндр 13, содержащий шток 12 и гильзу 14, поршень 11 главного гидроцилиндра 10 соединен с нижним пуансоном 15, гильза 14 вспомогательного гидроцилиндра 13 соединена с матрицей 16, при этом шток 12 вспомогательного гидроцилиндра 13 выполнен за одно целое со штоком 12 главного гидроцилиндра 10, а гильза 14 вспомогательного гидроцилиндра 13 установлена в полости главного гидроцилиндра 10.
Гидравлический пресс тройного действия работает следующим образом:
Цилиндрическая заготовка 17 устанавливается в полость матрицы 16. Подается рабочая жидкость в поршневую полость гидроцилиндра 5. Поршень 6, соединенный с подвижной траверсой 7 перемещается вниз. Траверса 7 направляется втулками 8 по колоннам 3 пресса. Пуансон 9 перемещается до контакта с верхним торцом заготовки 17. Подача рабочей жидкости в поршневую полость верхнего гидроцилиндра 5 прекращается, а обратному ее истечению препятствует гидрозамок в гидравлической системе.
После поджатия заготовки 17 верхним пуансоном 9, подается рабочая жидкость в поршневые полости главного 10 и вспомогательного 13 гидроцилиндров. Поршень 11 и гильза 14 движутся вверх, причем абсолютная скорость поршня 11 превышает скорость гильзы 14. Поршень 11 соединен со штоком 12, к которому крепится нижний пуансон 15, матрица 16 соединена с гильзой 14. Совместное движение матрицы 16 и пуансона 15 формирует внутреннюю полость в заготовке 17. По окончании выдавливания с активными силами трения подача рабочей жидкости в поршневые полости главного 10 и вспомогательного 13 гидроцилиндров прекращается. Рабочий ход нижнего пуансона 15 и матрицы 16 завершен.
Далее осуществляется подача рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 5. В случае если заготовка остается на верхнем пуансоне 9, то верхний пуансон 9 повторно опускается и применяются съемники известной конструкции, закрепленные в верхней части матрицы 12 и стаскивающие заготовку при ходе вверх верхнего пуансона 9. После извлечения пуансона 9 из полости заготовки 17, подача рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 5 прекращается. После достижения траверсой 7 крайнего верхнего положения, начинается подача рабочей жидкости в штоковую полость вспомогательного гидроцилиндра 13, при этом полость штоковая полость главного гидроцилиндра 10 соединяется со сливной магистралью гидравлической системы, а поршневая полость главного гидроцилиндра 10 закрыта. Происходит опускание гильзы 14 на поршень 11. После этого происходит выталкивание заготовки 17 в верхнюю часть матрицы 16 Подача рабочей жидкости в штоковую полость вспомогательного гидроцилиндра 13 прекращается.
По окончании опускания гильзы 14 вспомогательного гидроцилиндра 13 рабочая жидкость в штоковой полости вспомогательного гидроцилиндра 13 запирается на гидравлический замок, поршневая полость главного гидроцилиндра 10 открывается в сливную магистраль гидросистемы, а в штоковую полость главного гидроцилиндра 10 начинается подача рабочей жидкости - происходит синхронное опускание поршня 11, штока 12 и гильзы 14. По достижении поршнем 11 крайнего нижнего положения, подача рабочей жидкости прекращается. Поковка извлекается.
Таким образом, заявленная совокупность признаков, изложенная в формуле полезной модели, позволяет за счет использования активных сил контактного трения на границе заготовки и матрицы расширить технологические возможности прессового оборудования и сократить материалоемкость прессов.