Машиностроение

Кузнечно-штамповочное оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ТИПЫ ПОЛЗУНОВ И НАПРАВЛЯЮЩИХ, ИХ РАСЧЕТ

Хорошая работа кривошипной кузнечно-прессовой машины (пресса, ножниц, автомата и т. п.) во многом зависит от правильной конструкции узла, в котором крепится инструмент, от правильной конструкции ползуна (ножевой балки) и его направляющих.

От точности направления ползуна в сильной степени зависит точность деталей, получаемых рядом операций штамповки, а также износ и долговечность инструмента, предназначенного для разделительных операций. Надо отметить, что в штампах листоштамповочных и горячештамповочных прессов имеются цилиндрические направляющие колонки, обеспечивающие точность совпадения половинок штампа при штамповке. Большое разнообразие конструкций ползунов обусловлено различными размерами штампов, которые крепятся к ползунам. В зависимости от размеров или числа штампов ползун приводится в движение одним, двумя или

четырьмя шатунами (соответственно ползуны; одно-, двух- и четырехточечные, а прессы —одно-, двух- и четырех кривошипные).

Ползуны кривошипных машин можно подразделить на три группы: сплошные призматические и коробчатые (ползуны листоштамповочных прессов); с дополнительными направляющими (ползуны прессов и автоматов для горячей и холодной объемной штамповки)- и в виде пластин (ползуны ножниц и листогибочных прессов).

Для повышения точности штамповки и более устойчивого перемещения в направляющих стремятся максимально увеличить длину направляющих ползуна. У открытых прессов для увеличения длины направляющих применяют иногда ползуны рамного типа. Ползуны рамного типа используют и в горячештамповочных прессах. В ползунах второй группы дополнительные направляющие выполняют непосредственно за основными направляющими (сплошные удлиненные направляющие без разрыва), а не в виде хобота.

Особенностью силового расчета кривошипных машин является то, что он ведется исходя из приложения известных (номинальных) усилий к инструменту. От инструмента усилие передается на ползун и затем на шатун.

При расчете однокривошипных прессов принималось, что равнодействующая усилий, действующих на ползун со стороны штампа, совпадает с осью ползуна. Хотя для вырубных операций и рекомендуется находить центр давления в штампе и совмещать этот центр с осью ползуна, но в действительности ввиду разных высот пуансонов при вырубных работах приложение к ним усилий не происходит одновременно и ползун испытывает эксцентричное приложение нагрузки.

То же самое наблюдается и в комбинированных штампах, в которых осуществляются операции вырубки с гибкой, вырубки с чеканкой и т. п. В этих случаях также происходит попеременное приложение нагрузки с различными эксцентриситетами. Все это требует более внимательного отношения к загрузке пресса при работе с подобными штампами. Особенно неблагоприятно такая работа сказывается на надежности работы открытых прессов.

Расчет ползунов состоит из расчета их направляющих и расчета самих ползунов на прочность и жесткость.

Расчет направляющих. Силовые факторы, действующие на направляющие по методике М. В. Сторожева и по методике ЦБКМ. Последняя учитывает влияние расположения точки подвеса ползуна по отношению к направляющим, вид сочленения ползуна с шатуном (шаровое или цилиндрическим пальцем), величину номинального недохода (т. е. пути ползуна, на котором прилагается номинальное усилие) и эксцентриситет приложения усилия к ползуну. В связи с этим хотя величина усилия, действующая со стороны ползуна на направляющие по  обоим методикам одинакова, но по методике ЦБКМ определяется момент, действующий на ползун. Величина его зависит от вида сочленения ползуна с шатуном и от эксцентричности нагружения ползуна.

Рассмотрим равновесие ползуна как абсолютно твердого тела под действием сил и моментов. Последовательность расчета следующая.

Максимальное удельное усилие в основном определяет износ направляющих; поэтому это усилие необходимо сравнивать с допускаемым удельным усилием. Перекос ползуна зависит от величины рмтах. Чем больше эта составляющая удельного усилия, тем больше износ по краям направляющих и тем больше возможный перекос цолзуна.

Для лучшей работы ползунов целесообразно располагать направляющие по отношению к точке подвеса ползуна таким образом, чтобы результирующий момент М был минимальным.

Для эксцентрично нагруженных ползунов горячештамповочных и холодновысадочных прессов определяют рмг и рмх — максимальные удельные усилия на направляющие от моментов, действующих на ползун в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

При подсчете значения рм—удельных усилий от момента на направляющие ползуна с хоботом — принимается, что удельные усилия распределяются по длине направляющих по прямой, т. е. на каждой части направляющих (основной и дополнительной) удельные усилия в общем случае распределяются по трапеции.

В связи с этим в расчете принимается, что равнодействующие удельных усилий, действующих на основные и дополнительные направляющие, приложены в центрах тяжести соответствующих трапеций.

Расчет ползунов однокривошипных прессов. Хотя в быстроходных кривошипных машинах (прессах) ползун испытывает удар при соприкосновении с заготовкой, но, как показывают расчеты, усилие не превышает 113РН. В связи с этим расчет ползунов однокривошипных прессов ведут на усилие Рн. Для призматических ползунов без дополнительных направляющих проверяют сжимающие напряжения в опасном сечении ползуна под шатуном площадью F

 У ползунов с дополнительными направляющими проверяется прочность опасного сечения хобота от суммарных напряжений изгиба в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Расчет ползунов двух- и четырехкривошипных прессов. Ползуны представляют собой по большей части коробки, расчет их ведут так же, как расчет балок на двух опорах. Для учета неравномерности нагрузки по длине ползуна увеличивают номинальную нагрузку, приходящуюся на каждый шатун, для двухкриво- шипного пресса в 1,3 раза, а для четырехкривошипного в 1,4 раза. За опоры принимают точки подвеса ползуна, а нагрузку считают распределенной по фронту пресса на длине 2L/3, где L —длина ползуна.

В листоштамповочных автоматах с нижним приводом применяют ползуны, имеющие цилиндрические направляющие. Ползуны с помощью цилиндрических колонок получают направление в специальных направляющих втулках. Цилиндрические направляющие применяют и для автоматов холодной объемной штамповки.

Дальнейшим прогрессом является применение направляющих качения (использование для направления по колонкам втулок с помещенными в них шариками). Этот вид направляющих начинают применять в некоторых типах прессов небольших усилий. Как правило, направляющие ползуна выполняют за одно целое с ним. Ползуны однокривошипных открытых прессов изготовляют из чугуна. У ползунов из чугуна СЧ 20 твердость поверхностей трения HRC 48—53 (старение и поверхностная закалка током высокой частоты или газовым пламенем, глубина закалки не менее 2,5 мм). В качестве материалов для ползунов можно использовать чугуны модифицированные СЧ 35 и СЧ 40 и высокопрочные ВЧ 50-2, ВЧ 45-5.

Для направляющих планок станины однокривошипных прессов рекомендуется применять антифрикционные чугуны АСЧ-1, АСЧ-2 с НВ 190—229, а также высокопрочный чугун ВЧ 45-5 с НВ 170—207 и чугуны СЧ 20 и СЧ 25.

Для быстроходных прессов (при числе ходов более 200 в минуту) применяют латунные планки.

Ползуны с большой поверхностью зеркала листоштамПОБОЧНЫХ прессов изготовляют сварными из стали СтЗ, а ползуны с дополнительными направляющими кривошипных горячештамповочных прессов, холодновысадочных автоматов и горизонтально-ковочных машин — из стального литья (легированного или углеродистого). Направляющие планки автоматов для холодной штамповки, КГШП и ГКМ станин выполняют бронзовыми (БрАПЖбНб, Бр05Ц5С5), стальными калеными (20Х, 40Х, 45), капроновыми или текстолитовыми (в зависимости от действующих удельных усилий).

Кривошипно-шатунный механизм. Поршень. Шатун. Коленчатый вал ...

  Кривошипно-шатунные механизмы

  Кривошипно-шатунный механизм пускового двигателя. Картер состоит ...