УСТАНОВКА (ГИДРОШТАМП ДЛЯ ДНИЩ) ЕМЕЛЬЯНОВА

Настоящая полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использована для получения днищ.
Днище - это полая деталь, которая является неотъемлемой частью почти любого сосуда или аппарата. В зависимости от назначения аппарата и условий его работы применяют днища, различные по форме: выпуклые, конические и плоские.
Наибольшее распространение при изготовлении днищ получили следующие способы: штамповка на гидравлических или кривошипных прессах, обкатка на специальных обкатных машинах, штамповка эластичной средой или жидкостью, штамповка взрывом. Целесообразность использования того или иного способа зависит от целого ряда факторов: серийности производства, размеров и формы днищ, технических требований к ним и так далее.
При крупносерийном производстве применяют способ изготовления днищ штамповкой. Этот способ обеспечивает получение детали относительно высокой точности и требуемого качества. Но способ очень сложный и требует применения специальных дорогостоящих прессов двойного действия и специальных штампов.
Известен классический вариант процесса штамповки эластичной средой или жидкостью.
На стол гидропресса устанавливается специальный гидроштамп, под его прижимную плиту укладывается заготовка, все это прижимается к корпусу штампа и под заготовку через резиновую диафрагму, подается жидкость под необходимым давлением. У вытянутой таким способом детали далее удаляется облой и на проходном штампе или на специальной установке производят фланжировку (отбортовку кромки) днища по сложному криволинейному контуру.
Для получения большой номенклатуры крупногабаритных днищ в условиях мелкосерийного производства применяют обкаточные (флажировочные) машины. Например, известна технологическая установка для ротационной вытяжки деталей цилиндрической, конической, сферической и фасонной форм с последующей завальцовкой и подрезкой торцов модели РТ305 («Каталог промышленного оборудования рязанского станкостроительного завода», выпуск №3). Обкатка днищ данным способом относится к числу сложных и сравнительно мало изученных процессов в обработке металлов давлением. Поэтому качество и точность размеров днищ в значительной степени зависит от субъективного фактора - квалификации оператора.
Из существующего уровня техники известна машина для получения днища (А.Н.Банкетов, Е.А.Ланской. Кузнечно-штамповочное оборудование, М.: Машиностроение, 1982). Машина включает в себя гидравлический цилиндр, к поршню которого крепят формовочную матрицу, расположенную на неподвижной траверсе-портале. Заготовка устанавливается на формовочный пуансон, который приводится во вращение шпинделем от электродвигателя через редуктор и прижимается сверху формовочной матрицей. Гибка днища производится обкаткой под давлением при помощи давильного ролика. Цилиндрическая часть днища формируется обкаткой торца днища, зажатого между давильным и опорным роликами.
Недостатком указанного технического решения является то, что на данной машине можно изготовить днища только формы тел вращения, то есть круглые, а также для получения высокого качества поверхностей необходимы дополнительные последующие операции по их полированию.
Описанные выше технические решения не позволяют осуществить изготовление днищ различной формы (круг, овал, чемодан и другие) в условиях быстрого, качественного и недорогого освоения новых изделий, что очень востребовано при жесткой конкуренции рыночных отношений.
В качестве прототипа используется «Установка гидроформования днищ» (патент РФ на полезную модель №103765, дата приоритета 21.07.2010 года) состоящая из тумбы нижней, во внутренней центральной части которой, расположена емкость для формующей жидкости, например - вода, а верхняя ее часть служит столом для установки штампов; тумбы верхней, на нижней плоскости которой расположены пазы для подвешивания гидроцилиндров, а в центральной части закреплен коллектор-распределитель нагнетающей жидкости по гидроцилиндрам; четырех колонн, которые связывают между собой тумбу нижнюю и тумбу верхнюю; гидросистемы, которая состоит из гидростанции, установленной около одной из колонн, с распределительной и регулирующей аппаратурой, трубопроводов и рукавов высокого давления, соединяющих гидростанцию с коллектором-распределителем и гидроцилиндрами; станции насосной, обеспечивающей подачу формующей жидкости из емкости для формования «линзы» под необходимым давлением; системой слежения за высотой вытяжки «линзы», состоящей из центральной штанги, контактирующей с центром днища (место максимальной высоты вытяжки «линзы») и указательной штанги, находящейся непосредственно перед глазами оператора и отслеживающая размер по шкале; трубопроводов, соединяющих станцию насосную с отверстиями нагнетания формующей жидкости в центре стола нижней тумбы под заготовку, и имеющейся на них распределительной, регулирующей, предохранительной и показывающей аппаратуры; узла подачи сжатого воздуха (для ускоренного удаления формующей жидкости из отформованной «линзы»), состоящей из трубопровода подачи сжатого воздуха, крана, манометра и редукционного клапана.
Недостатком указанного технического решения является то, что на данной установке имеются тумбы нижняя и верхняя, связанные между собой колоннами, а так как гидроцилиндры подвешены к верхней тумбе, то, для возможности размещения под ними гидроштампов, используются длинно-ходовые гидроцилиндры. Одновременно, так как гидроштамп оказывается закрытым верхней тумбой, то для его установки на стол, а так же для загрузки и съема деталей в гидро штамп необходимо дополнительное оборудование.
Все это увеличивает общую массу всей установки, занимаемые производственные площади и очень существенно увеличивает стоимость всего оборудования.
Описанные выше технические решения не позволяют осуществить изготовление днищ на небольших производственных площадях с минимальными средствами механизации (например, кран-балка или кран-укосина), с прочими равными техническими характеристиками.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является уменьшение общей массы установки для изготовления днищ.
Данная задача решается за счет того, что в заявленной полезной модели отсутствует корпус гидропресса, состоящий из тумб нижней и верхней и колон, их роль играет гидроштамп, установленный на четырех опорах, а гидроцилиндры подвешены непосредственно к пуансону гидроштампа; при этом матрица гидроштампа к пуансону не прижимается силой длинно-ходовых гидроцилиндров, а притягивается коротко-ходовыми гидроцилиндрами, например, 36 штук. Это позволяет вместо многотонных тумб и колонн использовать четыре быстросъемные опоры под гидроштамп. Гидроцилиндры, используемые в заявляемой полезной модели необходимы в восемь раз меньше ходом с благоприятной работой штока на растяжение, чем гидроцилиндры, используемые в прототипе, штока которых работают на изгиб. Установка для изготовления днищ собрана на сварку из механически необработанных по плоскостям стальных листов. Все монтажные загрузочно-разгрузочные работы можно производить обыкновенной кран-балкой (кран-укосиной, погрузчиком и тому подобное), так как сверху ничего не мешает, специальное вспомогательное загрузочно-разгрузочное оборудование не требуется.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является уменьшением общей массы установки для изготовления днищ по сравнению с уже известными установками.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг 1. изображена схема гидроформования (принципиальная), на фиг 2. - установка для изготовления днищ.
Установка для изготовления днищ состоит из: гидроштампа 1; гирлянды гидроцилиндров 2, установленных в специальных гнездах 3, с нижней стороны пуансона 4, с возможностью быстрого монтажа-демонтажа и обвязанных коллекторами 5, образованными из рукавов высокого давления 6, которые, в свою очередь, соединены с гидростанцией 7, с распределительной и регулирующей аппаратурой, соединенной с коллектором 5 так же рукавами высокого давления; насосной станции 8, с распределительной и регулирующей аппаратурой, подающей формующую жидкость (воду) из емкости 9 в гидроштамп 1 под необходимым давлением через отверстие, имеющееся в центре пуансона, а после формования днища, жидкость сливается в ту же емкость; узла подачи сжатого воздуха для ускоренного удаления формующей жидкости (воды) из-под отформованного днища, включающего в себя трубопроводы 10, кран 11, манометр 12 и редукционный клапан 13.
Установка для изготовления днищ работает следующим образом.
Перед началом работы все гидроштампы стоят в штабелере в вертикальном положении (в данном положении они занимают меньше места). Необходимый для работы гидроштамп достают из штабелера, затем на пуансоне 4 закрепляют четыре опоры 14, и устанавливают его на них концентрично отверстию в полу к которому сделан небольшой уклон пола по кругу, например, 2 градуса для стока воды. Емкость 9 с формующей жидкостью (водой) смонтирована под полом. Необходимое количество гидроцилиндров 2 устанавливают по периметру пуансона 4 с нижней стороны в специальные гнезда 3. Гидроцилиндры 2 соединяют рукавами высокого давления 6, с коллекторами 5 по средством быстроразъемных соединений и с гидростанцией 7. Насосную станцию 8 соединяют с емкостью 9 с одним из отверстий в пуансоне, ко второму отверстию присоединяют рукав от системы сжатого воздуха.
Таким образом, гидроштамп превратился в установку для изготовления днищ и она готова к работе.
Далее на пуансон 4 сверху укладывают заготовку 19, на нее из штока 15 гидроцилиндров 2 устанавливают матрицу 16, а в проточки штоков вставляют чеку 17.
Включают гидростанцию 7.
Включают гидрораспределитель гидростанции 7 так, чтобы штока гидроцилиндров пошли вниз. В это время матрица 16 произведет фланжировку (отбортовку) заготовки 19, а резиновый шнур 18 уплотнит полость под заготовкой 19.
Далее под заготовку 19 подают формующую жидкость (воду) под необходимым давлением и заготовка «надуваясь» превращается в псевдоэллиптическое днище. Затем формующую жидкость (воду) сливают обратно в емкость 9, а для ускорения процесса сливания и для развакуумирования полости под днищем, туда подают сжатый воздух под давлением 1.0 кг/см2, открыв кран 11.
Далее штока гидроцилиндров 2 поднимаются, чека 17 снимается, убирается матрица 16 при помощи, например, кран-балки и снимается готовое изделие.
Для придания днищу законченного вида облой у него обрезают, например, плазменной резкой.
Данный способ изготовления днищ, на указанной установке для изготовления днищ дает высокое качество готового изделия, дает возможность изготавливать днища на малых производственных площадях не вкладывая средств на приобретение дорогостоящего пресса (гидропресса) и вспомогательного загрузочно-разгрузочного оборудования и значительно уменьшает общую массу установки.
Установка для изготовления днищ собрана и успешно прошла испытания на производственных площадях ОАО «Завод «Старт».