RU2283718C2

RU2283718C2 - Forging four-striker apparatus

Info

Publication number: RU2283718C2
Application number: RU2004136224/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Володин (RU); Алексей Михайлович Володин; Леонид Георгиевич Конев (RU); Леонид Георгиевич Конев; Виктор Андреевич Лазоркин (UA); Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш"
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-09-20
Also published as: RU2004136224A

Abstract

FIELD: plastic working of metals, possibly forging ingots and billets of different steels and alloys in hydraulic forging presses.

SUBSTANCE: apparatus includes two holders of upper and lower strikers with inclined surfaces and two holders of lateral strikers kinematically coupled with first two holders. Holders of lateral strikers have inclined surfaces corresponding to inclined surfaces of holders of upper and lower strikers. Holders of lateral strikers are mounted on lateral surfaces of holders of upper and lower strikers with use of eight П-shaped cross section guides. Strikers are mounted in holders. Two guides of holders of upper and lower strikers are secured to holder of lower striker symmetrically at both sides. Said guides have П-shaped cross section, they embrace apparatus at lateral and front sides and have movable contact with guides of holders of lateral strikers. Guides of holders of upper and lower strikers have windows in lateral sides in front of holders of lateral strikers for passing holders at opening apparatus.

EFFECT: improved design of apparatus.

2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к четырехбойковым ковочным устройствам, и может быть использовано при ковке слитков и заготовок из различных сталей и сплавов на гидравлических ковочных прессах.The invention relates to the field of metal forming, in particular to four-flange forging devices, and can be used for forging ingots and billets of various steels and alloys on hydraulic forging presses.

Оно может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при производстве изделий с удлиненной осью, например штанг, колонн, промежуточных валов, торсионных валов, валков прокатных станов и тому подобных изделий, а также при производстве кованых заготовок для последующей обработки давлением, например, поковок из конструкционных, инструментальных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.It can be used in the engineering and metallurgical industries in the manufacture of products with an elongated axis, such as rods, columns, countershafts, torsion shafts, rolls of rolling mills and the like, as well as in the production of forged blanks for subsequent pressure treatment, for example, forgings from structural, tool, stainless and heat resistant steels and alloys.

Известно четырехбойковое ковочное устройство, состоящее из двух держателей верхнего и нижнего бойков с наклонными поверхностями, кинематически, с помощью направляющих звеньев, связанных с ними двух держателей боковых бойков с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям верхнего и нижнего держателей и четырех бойков, прикрепленных к соответствующим держателям (см., например, Японскую заявку №58-12088, Кл. В 21 J 9/06, 9/02, 13/02, опубл.83.03.07).A four-sided forging device is known, consisting of two holders of the upper and lower strikers with inclined surfaces, kinematically, using guide links, associated with them two holders of the side strikers with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the upper and lower holders and four strikers attached to the respective holders (see, for example, Japanese application No. 58-12088, Cl. 21 J 9/06, 9/02, 13/02, publ. 83.03.07).

Недостатком данного четырехбойкового ковочного устройства является то, что конструкция его направляющих звеньев не обеспечивает высокую надежность и долговечность работы устройства, а также точность получаемых изделий.The disadvantage of this four-sided forging device is that the design of its guide links does not provide high reliability and durability of the device, as well as the accuracy of the resulting products.

Известно также четырехбойковое ковочное устройство, состоящее из двух держателей верхнего и нижнего бойков с наклонными поверхностями, кинематически связанных с ними двух держателей боковых бойков с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, с помощью восьми направляющих П-образного поперечного сечения держателей боковых бойков, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков и имеющих наклонные плоскости, расположенные под углом 0-75° к наклонным поверхностям держателей бойков, и четырех бойков, прикрепленных к держателям бойков (Патент Российской Федерации №2242322, МПК 7 B 21 J 13/02, 7/16, 2003).A four-sided forging device is also known, consisting of two holders of the upper and lower strikers with inclined surfaces, kinematically associated with them two holders of the side strikers with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers, using eight guides of the U-shaped cross section of the side holders strikers mounted on the side surfaces of the holders of the upper and lower strikers and having inclined planes located at an angle of 0-75 ° to the inclined the surface of the holders of the strikers, and four strikers attached to the holders of the strikers (Patent of the Russian Federation No. 222322, IPC 7 B 21 J 13/02, 7/16, 2003).

Недостатком известного четырехбойкового устройства является то, что его конструкция не обеспечивает длительный срок эксплуатации без ремонтов и поломок. Недостаточная жесткость конструкции устройства приводит к перекосу держателей бойков и, как следствие, к повышенному износу наклонных плоскостей скольжения держателей бойков, а также к задирам и контактной сварке, приводящей к вырывам металла на плоскостях скольжения. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача - путем изменения конструкции устройства устранить контактную сварку плоскостей скольжения и задиры, а также уменьшить износ плоскостей скольжения держателей бойков.A disadvantage of the known four-flange device is that its design does not provide a long service life without repairs and breakdowns. The insufficient rigidity of the device design leads to a skew of the holders of the strikers and, as a result, to increased wear of the inclined sliding planes of the holders of the strikers, as well as to scoring and resistance welding, which leads to tearing of metal on the sliding planes. The basis of the invention is the task - by changing the design of the device to eliminate contact welding of the sliding planes and scoring, as well as to reduce the wear of the sliding planes of the holders of the strikers.

Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, состоящем из двух держателей верхнего и нижнего бойков с наклонными поверхностями, кинематически связанных с ними двух держателей боковых бойков с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, с помощью восьми направляющих П-образного поперечного сечения держатели боковых бойков установлены на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков, и четырех бойков, прикрепленных к держателям бойков, новым является то, что к держателю нижнего бойка, симметрично, с двух его сторон, прикреплены две направляющие держателей верхнего и нижнего бойков П-образного поперечного сечения, охватывающие устройство с боковых и фронтальных сторон, и находящиеся в подвижных контактах с направляющими держателей боковых бойков, при этом на боковых поверхностях направляющих держателей верхнего и нижнего бойков, напротив держателей боковых бойков, выполнены окна, обеспечивающие проход этих держателей при раскрытии устройства.The problem is achieved in that in a four-sided forging device consisting of two holders of the upper and lower strikers with inclined surfaces, kinematically connected to them two holders of the side strikers with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers, using eight guides П- the cross-sectional holders of the side strikers are mounted on the side surfaces of the holders of the upper and lower strikers, and four strikers attached to the holder the strikers, new is that to the holder of the lower striker, symmetrically, on its two sides, two guides of the holders of the upper and lower strikers of the U-shaped cross section are attached, covering the device from the side and front sides, and are in movable contacts with the guides of the side holders strikers, while on the side surfaces of the guide holders of the upper and lower strikers, opposite the holders of the side strikers, windows are made that allow these holders to pass when the device is opened.

Поставленная задача достигается также тем, что в средней части держателей верхнего и нижнего бойков, с каждой их стороны, выполнены вырезы, в которые заходят держатели боковых бойков, охватывая при этом держатели верхнего и нижнего бойков, а в каждом держателе боковых бойков выполнено по два П-образных выреза шириной, равной ширине средней части держателей верхнего и нижнего бойков.The task is also achieved by the fact that in the middle part of the holders of the upper and lower strikers, cutouts are made on each side of them, holders of the side strikers enter, covering the holders of the upper and lower strikers, and two П are made in each holder of the side strikers -shaped cutouts with a width equal to the width of the middle part of the holders of the upper and lower strikers.

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется схемами (фиг.1-8).Patented four-sided forging device is illustrated by schemes (Fig.1-8).

На фиг.1 изображено четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии, общий вид; на фиг.2 - сечение О-О на фиг.1; на фиг.3 - вид спереди четырехбойкового ковочного устройства, у которого держатели боковых бойков охватывают держатели верхнего и нижнего бойков; на фиг.4 - четырехбойковое ковочное устройство в процессе обжатия заготовки; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.4; на фиг.6 - вид спереди держателя верхнего бойка; на фиг.7 - вид по стрелке В на фиг.6; на фиг.8 - составной боек.Figure 1 shows a four-sided forging device in a static state, General view; figure 2 is a cross section OO in figure 1; figure 3 is a front view of a four-sided forging device, in which the holders of the side strikers cover the holders of the upper and lower strikers; figure 4 - four-sided forging device in the process of crimping the workpiece; figure 5 is a section aa in figure 4; figure 6 is a front view of the holder of the upper striker; Fig.7 is a view along arrow B in Fig.6; on Fig - composite firing pin.

Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1, держателя нижнего бойка 2, держателей боковых бойков 3, 4, бойков 5-8, направляющих П-образного поперечного сечения держателей боковых бойков 9-12, двух направляющих держателей верхнего и нижнего бойков П-образного поперечного сечения 13,14, крепежных элементов (например, шпилек и гаек) 15 (фиг.1, 2). Направляющие 13, 14 охватывают устройство с боковых и фронтальных сторон и находятся в подвижных контактах с направляющими держателей боковых бойков 9-12, обеспечивая за счет этого повышенную жесткость устройства (фиг.2). За счет повышенной жесткости ковочного устройства достигается более полное прилегание наклонных плоскостей скольжения держателей бойков при внецентренном приложении нагрузки к бойкам устройства, что приводит к меньшему износу плоскостей скольжения, а также устраняет вероятность появления контактной сварки на них и задиров. Бойки 5-8 крепятся к держателям бойков 1-4 с помощью прижимов 16 и шпилек 17 (фиг.1, 2).The four-side forging device consists of the holder of the upper striker 1, the holder of the lower striker 2, the holders of the side strikers 3, 4, the strikers 5-8, the guides of the U-shaped cross section of the holders of the side strikers 9-12, the two guide holders of the upper and lower U-shaped strikers a cross section of 13.14, fasteners (for example, studs and nuts) 15 (Fig.1, 2). The guides 13, 14 cover the device from the side and front sides and are in movable contacts with the guides of the holders of the side strikers 9-12, thereby providing increased rigidity of the device (Fig. 2). Due to the increased rigidity of the forging device, a more complete fit of the inclined sliding planes of the strikers holders is achieved with an eccentric application of the load to the strikers of the device, which leads to less wear of the sliding planes, and also eliminates the likelihood of contact welding on them and scoring. The strikers 5-8 are attached to the holders of the strikers 1-4 with the help of clamps 16 and studs 17 (Fig.1, 2).

Жесткость патентуемого четырехбойкового ковочного устройства может быть дополнительно усилена. Для этого в средней части держателя 18 верхнего бойка и держателя 19 нижнего бойка с каждой их стороны выполнены вырезы, в которые заходят держатели боковых 20, 21 бойков, охватывая при этом держатели верхнего и нижнего бойков 18, 19 (фиг.3). За счет того, что держатели боковых бойков 20, 21 имеют П-образные вырезы шириной, равной ширине средней части держателей верхнего и нижнего бойков 18, 19, обеспечивается дополнительное центрирование держателей боковых бойков 20, 21 даже при больших раскрытиях устройства в процессе деформации заготовки 22 (заштрихована на фиг.4)(фиг.4, 5). Боковые поверхности держателей верхнего 18 и нижнего 19 бойков служат направляющими для держателей боковых бойков 20, 21 по поверхностям, находящимся в подвижных контактах (фиг.5), что обеспечивает еще меньший износ плоскостей скольжения.The rigidity of the patented four-forging device can be further enhanced. To do this, in the middle part of the holder 18 of the upper striker and the holder 19 of the lower striker, cutouts are made on each side of them, into which the holders of the lateral 20, 21 strikers enter, covering the holders of the upper and lower strikers 18, 19 (Fig. 3). Due to the fact that the holders of the side strikers 20, 21 have U-shaped cuts with a width equal to the width of the middle part of the holders of the upper and lower strikers 18, 19, additional centering of the holders of the side strikers 20, 21 is provided even with large openings of the device during deformation of the workpiece 22 (hatched in figure 4) (figures 4, 5). The lateral surfaces of the holders of the upper 18 and lower 19 of the strikers serve as guides for the holders of the side strikers 20, 21 on the surfaces in movable contacts (Fig. 5), which provides even less wear on the sliding planes.

Возможно исполнение держателей верхнего и нижнего бойков составными из пластин 31, стянутых между собой крепежными деталями, например с помощью шпилек 32 и гаек (фиг.7).Possible execution of the holders of the upper and lower strikers with composite plates 31, tightened together by fasteners, for example, using studs 32 and nuts (Fig. 7).

Держатели верхнего и нижнего бойков испытывают значительные усилия на разрыв и сдвиг. Изготовление держателей верхнего и нижнего бойков составными из набора пластин позволяет существенно повысить прочность держателей бойков, т.к. каждую относительно небольшую по размерам пластину значительно проще получить с высоким качеством, чем целиком держатель бойка. Каждую пластину получают ковкой с большим уковом, обеспечивая этим интенсивную деформационную проработку литой структуры металла, и за счет этого, высокое качество металла.The holders of the upper and lower strikers experience significant tensile and shear forces. The manufacture of the holders of the upper and lower strikers with components from a set of plates can significantly increase the strength of the holders of the strikers, as each relatively small plate is much easier to obtain with high quality than the whole striker holder. Each plate is obtained by forging with a large yield, providing an intensive deformation study of the cast structure of the metal, and due to this, high quality of the metal.

Возможно также исполнение бойков составными из двух частей, имеющих рабочую часть 33 и основание 34 (фиг.8). При этом рабочие части бойков изготавливают их жаропрочного сплава, а основания - из инструментальной или конструкционной стали. Бойки своими основаниями крепятся к держателям бойков с помощью прижимов и крепежных деталей, например шпилек.It is also possible that the strikers are made up of two-part parts having a working part 33 and a base 34 (Fig. 8). At the same time, the working parts of the strikers make them of heat-resistant alloy, and the bases are made of tool or structural steel. The strikers with their bases are attached to the holders of the strikers using clamps and fasteners, such as studs.

Составные бойки, у которых рабочие части изготовлены из жаропрочного сплава, обеспечивают их длительную работу без разгарных трещин и пластических деформаций.Compound strikers, in which the working parts are made of heat-resistant alloy, ensure their long-term operation without high-cracking and plastic deformation.

Четырехбойковое ковочное устройство работает следующим образом. При подъеме подвижной траверсы пресса вверх держатель верхнего бойка 18 вместе с верхним бойком 23 также перемещается вверх и, одновременно, с помощью направляющих держателей боковых бойков 27-30 разводит в стороны держатели боковых бойков 20, 21, открывая рабочее пространство устройства (фиг.4). Затем заготовку 22 с помощью манипулятора подают в рабочую зону устройства. После этого включают рабочий ход пресса, при котором его подвижная траверса перемещается вниз вместе с держателем верхнего бойка 18, который передает движение на держатели боковых бойков 20, 21. Держатели боковых бойков 20, 21 перемешаются в направлении к заготовке 22 вместе с боковыми бойками 24, 26, обжимая ее одновременно с верхним бойком 23 и нижним бойком 25 (фиг.4). После окончания обжатия заготовки 22 бойками 23-26 подвижная траверса пресса перемещается вверх, раскрывая устройство, а заготовку в это время перемещают на шаг подачи с помощью манипулятора и, при необходимости, поворачивают на определенный угол. Затем цикл обжатия заготовки повторяется.Four-sided forging device operates as follows. When lifting the movable crosshead of the press up, the holder of the upper striker 18 together with the upper striker 23 also moves upward and, at the same time, with the help of the guide holders of the side strikers 27-30 pushes the side strikers holders 20, 21 to the sides, opening the working space of the device (Fig. 4) . Then the workpiece 22 using the manipulator serves in the working area of the device. After that, the working stroke of the press is switched on, in which its movable crosshead moves down together with the holder of the upper striker 18, which transmits the movement to the holders of the side strikers 20, 21. The holders of the side strikers 20, 21 are mixed towards the workpiece 22 together with the side strikers 24, 26, compressing it simultaneously with the upper striker 23 and the lower striker 25 (Fig. 4). After the crimping of the workpiece 22 by the strikers 23-26 ends, the movable crosshead of the press moves upward, revealing the device, and the workpiece at this time is moved to the feed step using the manipulator and, if necessary, rotated by a certain angle. Then the compression cycle of the workpiece is repeated.

Использование в конструкции четырехбойкового ковочного устройства дополнительных направляющих держателей верхнего и нижнего бойков П-образного поперечного сечения позволяет существенно уменьшить износ плоскостей скольжения держателей бойков, а также устраняет вероятность появления контактной сварки на них и задиров.The use of additional guiding holders of the upper and lower strikers of the U-shaped cross section in the design of the four-sided forging device allows to significantly reduce the wear of the sliding planes of the striker's holders, and also eliminates the likelihood of contact welding on them and scoring.

Износ плоскостей скольжения уменьшается вследствие более полного контакта плоскостей скольжения при ковке, особенно при первых подачах заготовки в устройство.The wear of the sliding planes is reduced due to a more complete contact of the sliding planes during forging, especially during the first supply of the workpiece to the device.

Более полный контакт плоскостей скольжения и уменьшение их износа обеспечивается также за счет дополнительных направляющих держателей верхнего и нижнего бойков, а также за счет специальной конструкции держателей бойков.A more complete contact of the sliding planes and a reduction in their wear is also ensured by the additional guide holders of the upper and lower strikers, as well as by the special design of the strikers holders.

Промышленные испытания заявляемого четырехбойкового ковочного устройства на прессе усилием 20 МН показали его значительные преимущества при ковке слитков больших поперечных сечений (диаметром 860-900 мм) с максимальными удельными нагрузками. Износ плоскостей скольжения уменьшился в 3 раза по сравнению с прототипом, принятым за базовый объект. На поверхностях скольжения отсутствовали задиры и контактная сварка.Industrial tests of the inventive four-forging device on a press with a force of 20 MN showed its significant advantages when forging ingots of large cross-sections (with a diameter of 860-900 mm) with maximum specific loads. The wear of the slip planes decreased by 3 times compared with the prototype adopted as the base object. There were no scuffing and resistance welding on the sliding surfaces.

Claims

1. Four-sided forging device containing two holders of the upper and lower strikers with inclined surfaces, kinematically associated with them two holders of the side strikers with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers, using eight guides of a U-shaped cross section mounted on the side surfaces of the holders of the upper and lower strikers, and four strikers attached to the holders of the strikers, characterized in that to the holder of the lower striker is symmetrical with two guides of the holders of the upper and lower strikers of the U-shaped cross-section are attached to the sides of the sides, covering the device from the side and front sides and are in movable contact with the guides of the holders of the side strikers, while on the side surfaces of the guides of the holders of the upper and lower strikers opposite the holders of the side strikers made windows that allow the passage of these holders when opening the device.

2. The device according to claim 1, characterized in that in the middle part of the holders of the upper and lower strikers, cutouts are made on each side of them, holders of the side strikers enter, covering the holders of the upper and lower strikers, and in each holder of the side strikers two U-shaped cuts with a width equal to the width of the middle part of the holders of the upper and lower strikers.