устройство для автоматического регулирования кинематического коэффициента при прессовании

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПРИ ПРЕССОВАНИИ, содержащее цилиндр подпора, кинематически связанный с контейнером и пресс-штемпелем пресса, и регулирующий дроссель, выполненный в виде камеры с входным и выходным каналами и подпружиненного клапана между ними, при этом входной канал дросселя связан с полостью цилиндра подпора посредством трубопровода с клапаном управления, отличающееся тем, что регулирующий дроссель снабжен гидроцилиндром, полость которого связана с полостью цилиндра подпора, а плунжер установлен во взаимодействии с клапаном, причем клапан выполнен со сквозным радиальным каналом и размещен в камере с возможностью осевого перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сквозной радиальный канал имеет переменное сечение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для регулирования процесса прессования на гидравлических прессах с дроссельным управлением при производстве изделий с использованием активных сил трения.

Известен экструзионный пресс для прямого и обратного прессования, снабженный дроссельным устройством, которое обеспечивает независимое регулирование перемещения контейнера со скоростью большей скорости перемещения пресс-штемпеля [1]

Такой пресс позволяет увеличить производительность процесса прессования за счет наведения активных сил трения на поверхности заготовки. Однако при работе затруднена регулировка скорости истечения металла, так как главный цилиндр одновременно воспринимает реактивные усилия и от траверсы с пресс-штемпелем, и от контейнера, а закономерности изменения этих совместных усилий весьма сложны, что приводит к неравномерному распределению механических свойств как по сечению, так и по длине пресс-изделия.

Наиболее близким к изобретению по конструктивным признакам и достигаемому эффекту является гидравлический экструзионный пресс, в котором устройство для регулирования кинематического коэффи- циента при прессовании содержит цилиндр подпора, кинематически связанный с контейнером и пресс-штемпелем пресса, регулирующий дроссель, выполненный в виде камеры с входным и выходным каналами и подпружиненного клапана между ними, при этом входной канал дросселя связан с полостью цилиндра подпора посредством трубопровода с клапаном управления [2]

Основным недостатком известной конструкции является большая сложность управления процессом и поддержания требуемой величины опережения контейнером пресс-штемпеля (кинематического коэффициента).

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в поддержании оптимальной скорости истечения металла.

Это достигается тем, что в устройстве для автоматического регулирования кинематического коэффициента при прессовании, содержащем цилиндр подпора, кинематически связанный с контейнером и пресс-штемпелем пресса, и регулирующий дроссель, выполненный в виде камеры с входным и выходным каналами и подпружиненного клапана между ними, при этом входной канал дросселя связан с полостью цилиндра подпора посредством трубопровода с клапаном управления, регулирующий дроссель снабжен гидроцилиндром, полость которого связана с полостью цилиндра подпора, а плунжер установлен во взаимодействии с клапаном, причем клапан выполнен со сквозным радиальным каналом и размещен в камере с возможностью осевого перемещения.

Кроме того, сквозной осевой канал имеет переменное сечение.

На чертеже изображено устройство для автоматического регулирования кинематического коэффициента при прессовании, общий вид.

Устройство для автоматического регулирования кинематического коэффициента при прессовании содержит цилиндр подпора 1, кинематическая связь которого с контейнером и пресс-штемпелем пресса осуществляется посредством размещения его цилиндра на прессующей траверсе, которая во время рабочего хода контактирует с контейнером, а на его плунжере пресс-штемпеля; регулирующий дроссель 2, выполненный в виде камеры (цилиндра) 3 с входным 4 и выходным 5 каналами, клапана (плунжера) 6 со сквозным радиальным каналом 7, который может быть выполнен с переменной площадью поперечного сечения, и установленного с возможностью перемещения вдоль оси камеры 3; пружины 8, контактирующей с клапаном 6 и размещенной на стержне 9, на котором может быть выполнена резьба, проходящим через крышку 10, на которой также может быть выполнена резьба, закрепленную на торце камеры с возможностью перемещения (например, резьбового соединения) и взаимодействия с ней; гидроцилиндра 11, полость 12 которого связана посредством трубопровода 13 с полостью цилиндра подпора 1, а плунжер 14 установлен в контакте с клапаном 6, при этом полость цилиндра подпора также связана с входным каналом 4 регулирующего дросселя 2 посредством трубопровода 15 через клапан управления 16.

Устройство для автоматического регулирования работает следующим образом.

Перед началом процесса прессования на основании предварительных исследований и в зависимости от вида прессуемого материала выбирают закон изменения К_v, который необходимо поддерживать на протяжении всего рабочего хода. При этом исходят из условия, что скорость движения пресс-штемпеля V_n в процессе прессования определяется соотношением

v_n v_т v_уп, где v_т скорость перемещения траверсы, при этом v_т v_к;

v_к скорость перемещения контейнера;

v_уп скорость утапливания плунжера цилиндра подпора.

Поэтому величина кинематического коэффициента определяется соотношением

K_v v_к v_п v_т (v_т v_уп).

В момент начала распрессовки в главный цилиндр пресса от насосно-аккумуляторной станции подают жидкость и начинается рабочий ход траверсы. При этом давление в цилиндре подпора поднимается, открывается клапан 16 и жидкость по трубопроводу 15 начинает через регулирующий дроссель 2, проходя входной канал 4, канал 7 в клапане 6 и выходной канал 5, поступать в сливной бак, что приводит к плавному утапливанию плунжера цилиндра подпора, несущего пресс-штемпель (v_п v_т v_уп).

Одновременно давление от цилиндра подпора 1 по трубопроводу 13 передается в гидроцилиндр 11, под воздействием которого его плунжер 14 перемещается и заставляет перемещаться контактирующий с ним клапан 6 вдоль оси камеры 3, при этом происходит перекрытие или открытие входного 4 или выходного 5 каналов, изменяя тем самым проходное сечение. Клапан 6 будет перемещаться до тех пор, пока не будет скомпенсировано усилие пружины 8.

Настройка диапазона дросселирования осуществляется изменением проходного сечения канала 7 в клапане 6, упругости пружины 8, шага резьбового соединения и положения крышки 10.

Выполнение сквозного канала 7 в клапане 6 переменного сечения позволяет задать необходимый закон расхода жидкости по ходу процесса прессования.

Выполнение клапана 6 подпружиненным обеспечивает возврат его в исходное положение во время холостого хода, а устанавливая пружину 8 различной жесткости можно настраивать дроссель на требуемый закон изменения К_v, при этом жесткость пружины выбирается из соотношения

C (P S) (H_к F), где Р расчетное усилие пресса на заданный вид пресс-изделия;

S площадь сечения плунжера гидроцилиндра дросселя;

Н_к длина канала в поршне;

F площадь сечения цилиндра подпора.

Так как давление в цилиндре подпора в процессе прессования постоянно увеличивается за счет уменьшения боковой поверхности заготовки, то перемещение клапана регулирующего дросселя будет происходить в течение всего процесса прессования до достижения равновесия в каждый момент времени. В результате этого изменения проходного сечения дросселя достигается требуемое изменение K_v, что приводит к оптимальному опережению контейнером пресс-штемпеля на протяжении всего рабочего хода, а следовательно, и скорости истечения металла.

Таким образом, изобретение позволяет обеспечить (без вмешательства оператора) в процессе прессования оптимальную величину К_v переменного значения при условии вытеснения в единицу времени заданного объема жидкости из цилиндра подпора, а следовательно, оптимальную скорость истечения металла, что позволяет повысить производительность процесса.