ФОРМОВОЧНЫЙ ПРЕСС

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением, а именно к прессам с подвижными полуформами для формования и вырубки изделий из листового материала, например, термопласта.
Известен формовочный пресс, содержащий каретку, привод каретки, который содержит кривошипно-шатунный механизм, двигатель и блок управления в виде регулирующего элемента с клиновым стопорным устройством. Регулирующий элемент выполнен в виде установленной на шатунной шейке кривошипного вала эксцентриковой втулки, на внешней поверхности которой размещен ряд элементов, с которыми по очереди сопряжено стопорное устройство (патент Украины №46347, кл. В 30 В 1/00, 2002).
Недостаток известного устройства заключается в том, что диапазон регулирования хода каретки ограничен радиусом кривошипа или эксцентриситетом эксцентриковой втулки и количеством стопорных элементов на ней.
Прототипом заявляемого устройства является формовочный пресс, содержащий верхнюю и нижнюю полуформы, верхняя полуформа установлена на каретке, смонтированной на вертикальных направляющих, привод каретки и винтовую пару, образованную сочлененными несамотормозящейся резьбой гайкой и винтом, установленным с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения. Гайка размещена в корпусе. Привод каретки содержит два гидравлических двигателя, кривошипно-шатунный механизм и блок управления, с первым и вторым выходом которого соединены соответствующие двигатели. Кроме того, привод каретки содержит червячную передачу, которая состоит из установленного на коленчатом валу кривошипно-шатунного механизма червячного колеса, выполненного за одно целое с эксцентриковой шайбой, и двух червяков, размещенных диаметрально противоположно
относительно центральной оси коленчатого вала, каждый из которых соединен с соответствующим двигателем. В прессе известной конструкции винт перемещается относительно неподвижно закрепленной гайки только во время переналадки пресса на тот или иной вид изделия, а именно, фиксирует верхнее и нижнее положение каретки с верхней полуформой. Привод каретки размещен под нижней полуформой, а корпус с винтовой парой закреплен на каретке над верхней полуформой, которая соединена с винтом (патент США №6564704, кл. В 30 В 1/08, опубл. 20.05.2004).
Известный пресс имеет большие габаритные размеры, обусловленные громоздкостью гидравлического привода каретки и размещением элементов конструкции по обе стороны от зоны формования.
Кроме того, поскольку в известном прессе ход каретки ограничен величиной эксцентриситета эксцентриковой шайбы коленчатого вала, то для освобождения отформованных полых изделий глубокой вытяжки необходимо использовать эксцентриковую шайбу и червячное колесо большого диаметра, что увеличивает габариты пресса в целом.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования формовочного пресса, в котором за счет введения новых элементов с образованием привода гайки винтовой пары и нового выполнения кривошипно-шатунного механизма обеспечивалось бы расширение диапазона хода каретки без переналадки пресса и без увеличения его габаритов, и, как следствие, расширение ассортимента изделий.
Для решения поставленной задачи в формовочный пресс, содержащий верхнюю и нижнюю полуформы, одна из которых установлена на каретке, смонтированной на вертикальных направляющих, привод каретки и винтовую пару, образованную сочлененными несамотормозящейся резьбой гайкой и винтом, установленным с возможностью вертикального возвратно поступательного перемещения, гайка размещена в корпусе, привод каретки содержит первый и второй двигатели, кривошипно-шатунный механизм, связанный с первым двигателем, и блок управления, с первым и вторым выходом которого
соединены соответствующие двигатели, согласно полезной модели, введена зубчатая передача и тормозная муфта, закрепленная на валу второго двигателя и подключенная к третьему выходу блока управления, зубчатая передача связывает второй двигатель с гайкой, которая установлена в корпусе с возможностью вращения, шатун кривошипно-шатунного механизма выполнен в форме вертикального полого параллелепипеда, две противоположные стенки которого шарнирно соединены одним концом с коленчатым валом кривошипно-шатунного механизма, а вторым концом с корпусом винтовой пары, первый конец винта которой размещен в полости шатуна, а второй конец связан с кареткой.
Целесообразно, чтобы первый и второй двигатели привода каретки были выполнены электрическими.
Желательно, чтобы на каретке была установлена нижняя полуформа.
Зубчатая передача может быть выполнена конической и состоять из двух зубчатых колес, первое из которых установлено на валу второго двигателя, а второе охватывает боковую поверхность гайки.
В заявляемом устройстве в отличие от прототипа осуществляется поэтапное перемещение каретки, а именно, вырубка с помощью первого двигателя и кривошипно-шатунного механизма, а подъем и опускание каретки с помощью второго двигателя и зубчатой передачи, которые вместе с управляемой тормозной муфтой образуют привод гайки винтовой пары. Величина хода каретки при освобождении отформованного изделия обеспечивается приводом гайки винтовой пары, причем его величина не зависит от эксцентриситета коленчатого вала кривошипно-шатунного механизма, а определяется только длиной винта, что позволяет в широком диапазоне варьировать величину хода каретки без переналадки устройства и без увеличения его габаритных размеров.
Кроме того, выполнение шатуна в форме вертикального полого параллелепипеда с размещением в его полости свободного конца винта винтовой пары делает конструкцию еще более компактной и одновременно позволяет устанавливать
удлиненные винты для увеличения хода каретки без переналадки пресса, что особенно существенно во время освобождения изделий различной высоты, чем обеспечивается расширение ассортимента формуемых изделий.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1- заявляемый пресс, общий вид; на фиг.2 - вертикальное сечение устройства на фиг.1.
Формовочный пресс, содержит верхнюю и нижнюю полу формы 1 и 2, каретку 3, смонтированную на вертикальных направляющих 4, привод каретки 3 и винтовую пару, образованную сочлененными несамотормозящейся резьбой гайкой 5 и винтом 6, установленным с возможностью вертикального возвратно поступательного перемещения. Гайка 5 размещена в корпусе 7 с возможностью вращения. Привод каретки 3 содержит первый и второй двигатели 8 и 9, кривошипно-шатунный механизм, связанный с первым двигателем 8, блок 10 управления и привод гайки 5 винтовой пары, образованный вторым двигателем 9 вместе с установленной на его валу 11 тормозной муфтой 12 и зубчатой передачей. Двигатели 8 и 9 и тормозная муфта 12 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 10 управления. Шатун 13 кривошипно-шатунного механизма выполнен в форме вертикального полого параллелепипеда, две противоположные стенки которого шарнирно соединены одним концом с коленчатым валом 14 кривошипно-шатунного механизма, а вторым концом с корпусом 7. Винт 6 одним концом размещен в полости шатуна 13, а вторым концом связан с кареткой 3.
На каретке 3 установлена нижняя полуформа 2. Зубчатая передача привода гайки 3 винтовой пары выполнена конической и состоит из двух зубчатых колес 15 и 16, первое из которых установлено на валу 11 второго двигателя 9, а другое охватывает боковую поверхность гайки 5.
В конкретном примере реализации гайка 5 винтовой пары установлена в корпусе 7 одним концом на упорном подшипнике 17, а другим концом в радиальном подшипнике 18, жестко соединенном со стенками корпуса 7. Соединение шатуна 13 с корпусом 7 осуществлено при помощи подшипников
19, каждый из которых установлен в стенке корпуса 7 на свободном конце оси 20, второй конец которой жестко закреплен в соответствующей стенке шатуна 13. Соединение шатуна 13 с коленчатым валом 14 осуществлено с помощью подшипников 21.
Формовочный пресс работает следующим образом.
В исходном положении шатун 13 кривошипно-шатунного механизма и винт 6, соединенный с кареткой 3, на которой установлена нижняя полуформа 2, находятся в крайнем нижнем положении. Между нижней и верхней полуформами 1 и 2, например, между матрицей с режущей кромкой и пуансоном, размещается заготовка (на чертеже не показаны). По команде «Пуск» блока 10 управления включается двигатель 9, вращение вала 11 которого передается гайке 5 через коническую зубчатую пару, одно зубчатое колесо 15 которой установлено на валу 11, а второе зубчатое колесо 16 охватывает боковую поверхность гайки 5. Установленная в корпусе 7 гайка 5 начинает вращаться в радиальном подшипнике 18, опираясь на упорный подшипник 17, при этом винт 6, образующий с гайкой 5 несамотормозящуюся винтовую пару, поступательно перемещается вверх, поднимая по направляющим 4 каретку 3 с нижней полу формой 2. Высота подъема задается и контролируется блоком 10 управления программно или, например, с помощью датчика углового положения (на чертеже не показан), расположенного на валу 11 двигателя 9 привода гайки 5. Заготовка (на чертеже не показана) зажимается между верхней и нижней полуформами 1 и 2. По сигналу блока 10 управления срабатывает тормозная муфта 12, вследствие чего прекращается вращение вала 11 двигателя 9. Гайка 5 и вместе с ней винт 6 останавливаются. Начинаются предусмотренные технологическим циклом процессы формования заготовки, например, пуансонная вытяжка, формование, охлаждение.
По истечении заданного времени, например, по сигналу блока 10 управления, включается двигатель 8 привода каретки 3. Коленчатый вал 14 кривошипно-шатунного механизма начинает вращаться в подшипниках 21, перемещая установленный на нем шатун 13 из нижней мертвой точки вверх, при
этом в начале хода шатуна 13 (ход вырубки) создается максимальное усилие, которое через закрепленные в стенках шатуна 13 оси 20 и подшипники 19 передается корпусу 7 с установленной в нем гайкой 5 винтовой пары, которая в данный период времени неподвижна. Ход вырубки должен быть равен удвоенному эксцентриситету коленчатого вала 14 и выбирается так, чтобы его величина была равна сумме величин толщины материала заготовки и высоты режущих кромок (на чертеже не показаны) полуформ 1 и 2. Так, например, при толщине материала от 0,4 до 2 мм ход вырубки составляет 3-5 мм. Во время прохождения шатуном 13 своего крайнего верхнего положения режущие кромки пересекаются и готовое изделие полностью отделяется от отхода. После прохождения шатуном 13 своего крайнего верхнего положения двигатель 9 привода гайки 6 включается блоком 10 управления. Одновременно вал 11 двигателя 9 освобождается от тормозной муфты 12, после чего блок 10 управления отключает двигатель 8 привода каретки 3 и подает команду на двигатель 9, который начинает реверсивное вращение гайки 5, которая в свою очередь сообщает винту 6 поступательное движение вниз вместе с кареткой 3 и нижней полуформой 2. Величина хода опускания каретки 3 контролируется блоком 10 управления программно или, например, с помощью датчика углового положения (на чертеже не показан), по команде которого двигатель 9 отключается, когда каретка 3 достигнет своего крайнего нижнего положения. Включается двигатель 8 и коленчатый вал 14 продолжает вращаться пока шатун 13 не займет свое крайнее нижнее положение, после чего по сигналу блока 10 управления двигатель 8 отключается. Пресс переходит в исходное состояние и находится в нем до начала очередного технологического цикла по команде блока 10 управления.