Принцип работы сферодвижных автоматов

Действие машины происходит следующим образом. Перед началом работы необходимо включить электродвигатели сферодвижного механизма и гидронасосной системы. В сферодвижном механизме вращательное движение от двигателей и червяков передается на ступицу, а затем преобразуется в пространственное сферическое колебательное движение исполнительного звена, состоящего из водила, плиты и пуансона. Сферодвижный механизм имеет постоянный режим работы, а исполнительное звено получает непрерывное сферическое колебание.

В гидравлической системе прессователя исполнительными органами служат гидроцилиндры, каждый из которых выполняет самостоятельные функции. Главный гидроцилиндр связан с корпусом сферодвижного механизма и обеспечивает пуансону возвратно-поступательное движение по вертикальной оси. Гидравлическая система обеспечивает высокую оперативность работы прессователя, однако наибольшая производительность достигается в режиме четырехфазного рабочего цикла, т. е. при выполнении следующих действий главного гидроцилиндра: холостой ход вниз, рабочее давление, подъем и остановка в верхней позиции.

Указанный рабочий цикл характерен для многих гидравлических машин и прессов и в соответствии с ним выполняется весь процесс штамповки.

Укладка заготовки в матрицу происходит в период, когда сферодвижный механизм находится в верхней позиции. Формообразование изделия осуществляется в фазе рабочего давления за счет комбинированных движений пуансона. При этом сферическое колебание пуансон получает от внутренней кинематической цепи механизма, а вертикальную подачу — через корпус от главного гидроцилиндра.

После штамповки и подъема сферодвижного механизма готовое изделие выталкивается гидроцилиндром из матрицы. Таким образом, в четвертой фазе рабочего цикла, когда сферодвижный механизм занимает верхнее положение, проводятся все вспомогательные операции.

В данном процессе штамповки главную работу деформирования выполняет сферодвижный механизм, и поэтому его двигатели обеспечивают около 70% общей установленной мощности прессователя.

Основное назначение сферодвижного механизма состоит в том, что он сообщает исполнительному звену вместе с пуансоном пространственно-сферическое колебание около заданного центра.

В этом центре пересекаются осевые линии исполнительного звена, пуансона и заготовки, а также две главные оси кинематических пар, образующих этот механизм.

Кинематика исполнительного звена обладает сложной характеристикой, так как в различных точках этого звена скорость, ускорение и траектория колебания не одинаковы. Точки рабочей поверхности пуансона совершают цикличное волновое колебание вокруг центра, при этом воздействие пуансона на металл заготовки происходит в локальной зоне.

Исходная заготовка представляет собой шайбу размером 290 X 130 X 22 мм. При максимальном рабочем усилии 4000 кН (400 тс) сферодвижной штамповкой получены фланцы с наружным диаметром 307 мм. Штамповка фланца из стали Ст3 проводилась с нагревом заготовки до 900 °С. Время деформирования — 8 с.

Приведенные примеры сферодвижной штамповки некоторых типовых заготовок, а также и другие работы в этом направлении позволяют сделать вывод о том, что по ряду важных показателей новая технология обладает преимуществом в сравнении с традиционными процессами обработки металла.

Сферодвижная штамповка снижает рабочие усилия для деформирования заготовок и обеспечивает сокращение габаритов, массы и стоимости рабочего оборудования, а также затрат на его монтаж, ремонт и эксплуатацию.

Сферодвижный прессователь обладает высокой удельной мощностью (отношение мощности привода к массе машин) и в этом отношении по сравнению с прессами его показатели в два-три раза лучше.

К преимуществам сферодвижного прессователя относится также его плавная и бесшумная работа, что позволяет устанавливать его в любом производственном помещении совместно с другими станками для механической обработки металла. Обычные кривошипные и эксцентриковые штамповочные прессы вызывают при работе шум и вибрацию, поэтому их приходится размещать на отдельных участках.

В заключение важно отметить, что процесс сферодвижной штамповки обеспечивает широкие возможности для управления пластической деформацией и течением металла благодаря применению различных режимов работы сферодвижного механизма, а также использованию переменной скорости подачи.