RU2393045C2

RU2393045C2 - Four-striker forging device

Info

Publication number: RU2393045C2
Application number: RU2008132903/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Володин (RU); Алексей Михайлович Володин; Виктор Андреевич Лазоркин (UA); Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН; Николай Павлович Петров (RU); Николай Павлович Петров; Василий Васильевич Никитин (RU); Василий Васильевич Никитин; Елена Николаевна Сафрошкина (RU); Елена Николаевна Сафрошкина
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш"
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-06-27
Also published as: RU2008132903A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used in forging ingots and billets from various steels and alloys at hydraulic forging presses. Proposed device comprises holders of top and bottom strikers and two holders of lateral strikers. Holders of top and bottom strikers have inclined surfaces corresponding to those of side striker holders. Striker holders are linked up by eight guides. Four strikers are secured to their holders. Inclined surface of every holder represents two inclined planes. Said planes are located in symmetry about vertical plane of symmetry of proposed device that runs parallel to striker front planes at 30 - 150° to said plane of symmetry.

EFFECT: reduced wear of inclined friction planes and increased MTBR.

6 cl, 12 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 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 and heat-resistant steels and alloys.

Известно четырехбойковое ковочное устройство, содержащее держатель верхнего бойка и держатель нижнего бойка, выполненные с наклонными поверхностями, два держателя боковых бойков, выполненные с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, и кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков посредством восьми направляющих, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков и закрепленных с одной стороны на упомянутых поверхностях, и четыре бойка, прикрепленные к соответствующим держателям бойков /1/.A four-sided forging device is known comprising a top striker holder and a lower striker holder made with inclined surfaces, two side striker holders made with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the upper and lower striker holders, and kinematically connected with said upper and lower striker holders by eight guides mounted on the side surfaces of the holders of the upper and lower strikers and fixed on one side to the above nosti, and four strikers attached to the respective holders of strikers / 1 /.

Данное устройство принято в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.This device is taken as the closest analogue of the claimed invention.

Недостатком известного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает длительный срок эксплуатации без ремонтов. Большие удельные давления на трущихся поверхностях приводят к повышенному износу наклонных плоскостей скольжения на держателях бойков и к частому их ремонту, что сокращает межремонтный срок эксплуатации ковочного устройства.A disadvantage of the known four-sided forging device is that its design does not provide a long service life without repairs. Large specific pressures on rubbing surfaces lead to increased wear of inclined sliding planes on the holders of the strikers and to their frequent repair, which reduces the overhaul life of the forging device.

В основу изобретения поставлена задача, путем изменения конструкции устройства, уменьшить износ наклонных плоскостей скольжения и увеличить межремонтный срок его эксплуатации.The basis of the invention is the task, by changing the design of the device, to reduce the wear of inclined planes of sliding and to increase the overhaul period of its operation.

Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, содержащем держатель верхнего бойка и держатель нижнего бойка, выполненные с наклонными поверхностями, два держателя боковых бойков, выполненные с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, и кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков посредством восьми направляющих, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков и закрепленных с одной стороны на упомянутых поверхностях, и четыре бойка, прикрепленные к соответствующим держателям бойков, новым является то, что наклонная поверхность каждого держателя бойка выполнена в виде двух наклонных плоскостей, расположенных симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии устройства, проходящей параллельно фронтальным плоскостям бойков, под углом 30 - 150° к упомянутой плоскости симметрии.This object is achieved in that in a four-gang forging device comprising an upper striker holder and a lower striker holder made with inclined surfaces, two side striker holders made with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the upper and lower striker holders and kinematically connected with the said holders upper and lower strikers by means of eight guides mounted on the side surfaces of the holders of the upper and lower strikers and secured with the bottom side on the mentioned surfaces, and four strikers attached to the respective striker holders, new is that the inclined surface of each striker holder is made in the form of two inclined planes located symmetrically relative to the vertical plane of symmetry of the device, parallel to the front planes of the strikers, at an angle of 30 - 150 ° to the mentioned plane of symmetry.

Поставленная задача достигается тем, что наклонные поверхности держателей верхнего и нижнего бойков выполнены выпуклыми, а наклонные поверхности держателей боковых бойков - вогнутыми.The problem is achieved in that the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers are convex, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers are concave.

Поставленная задача достигается также тем, что наклонные поверхности держателей верхнего и нижнего бойков выполнены вогнутыми, а наклонные поверхности держателей боковых бойков - выпуклыми.The task is also achieved by the fact that the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers are made concave, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers are convex.

Поставленная задача достигается также тем, что наклонные поверхности держателей верхнего и нижнего бойков, расположенные по одну сторону от вертикальной плоскости симметрии устройства, проходящей перпендикулярно фронтальным плоскостям бойков, выполнены выпуклыми, а наклонные поверхности держателей верхнего и нижнего бойков, расположенные по другую сторону от упомянутой вертикальной плоскости симметрии - вогнутыми, при этом наклонные поверхности держателей боковых бойков, соответствующие упомянутым наклонным поверхностям верхнего и нижнего бойков, выполнены, соответственно, вогнутыми и выпуклыми.The task is also achieved by the fact that the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers located on one side of the vertical plane of symmetry of the device, perpendicular to the frontal planes of the strikers, are convex, and the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers located on the other side of the said vertical the plane of symmetry is concave, while the inclined surfaces of the holders of the side strikers corresponding to the said inclined surfaces of the upper and lower strikers are made, respectively, concave and convex.

Поставленная задача достигается также тем, что наклонные поверхности держателя верхнего бойка выполнены выпуклыми, наклонные поверхности держателя нижнего бойка - вогнутыми, а наклонные поверхности держателей боковых бойков, соответственно наклонным поверхностям упомянутых держателей верхнего и нижнего бойков, выполнены, соответственно, вогнутыми и выпуклыми.The task is also achieved by the fact that the inclined surfaces of the holder of the upper striker are made convex, the inclined surfaces of the holder of the lower striker are concave, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers, respectively, to the inclined surfaces of the said holders of the upper and lower strikers, are made respectively concave and convex.

Кроме того, поставленная задача достигается также тем, что наклонные поверхности держателя верхнего бойка выполнены вогнутыми, наклонные поверхности держателя нижнего бойка - выпуклыми, а наклонные поверхности держателей боковых бойков, соответствующие наклонным поверхностям упомянутых держателей верхнего и нижнего бойков, выполнены, соответственно, выпуклыми и вогнутыми.In addition, the task is also achieved by the fact that the inclined surfaces of the holder of the upper striker are made concave, the inclined surfaces of the holder of the lower striker are convex, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers corresponding to the inclined surfaces of the above holders of the upper and lower strikers are made convex and concave, respectively .

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется чертежами (фиг.1-12).Patented four-sided forging device is illustrated by drawings (Fig.1-12).

На фиг.1 показано четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии; на фиг.2 - сечение Б-Б на фиг.1 (вариант 1); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 (вариант 1); на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 (вариант 2); на фиг.5 - сечение А-А на фиг.1 (вариант 2); на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.1 (вариант 3); на фиг.7 - сечение А-А на фиг.1 (вариант 3); на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.1 (вариант 4); на фиг.9 - сечение Б-Б на фиг.1 (вариант 4); на фиг.10 - сечение Б-Б на фиг.1 (вариант 5); на фиг.11 - сечение А-А на фиг.1 (вариант 5); на фиг.12 - четырехбойковое ковочное устройство при обжатии заготовки (заштриховано поперечное сечение заготовки в начальный момент обжатия).Figure 1 shows a four-sided forging device in a static state; figure 2 is a section bB in figure 1 (option 1); figure 3 is a section aa in figure 1 (option 1); figure 4 is a section bB in figure 1 (option 2); figure 5 is a section aa in figure 1 (option 2); figure 6 is a section bB in figure 1 (option 3); Fig.7 is a section aa in Fig.1 (option 3); in Fig.8 is a section bB in Fig.1 (option 4); figure 9 is a section bB in figure 1 (option 4); figure 10 is a section bB in figure 1 (option 5); figure 11 is a section aa in figure 1 (option 5); on Fig - four-sided forging device during compression of the workpiece (cross-section of the workpiece is shaded at the initial moment of compression).

Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1, прикрепленного к верхней подвижной плите 2, держателя нижнего бойка 3, прикрепленного к нижней неподвижной плите 4, двух держателей боковых бойков 5, 6, четырех бойков 7-10, установленных в держателях бойков, восьми направляющих 11, с помощью которых обеспечивается кинематическая связь держателей боковых бойков с держателями верхнего и нижнего бойков (фиг.1). Держатели верхнего и нижнего бойков 1, 3 имеют наклонные поверхности, соответствующие наклонным поверхностям держателей боковых бойков 5, 6. При этом каждая наклонная поверхность держателя бойка состоит из двух наклонных плоскостей. Может быть несколько вариантов расположения наклонных плоскостей на рабочих поверхностях держателей бойков (фиг.2-11). Возможно, когда наклонные плоскости 12-15 держателей верхнего 1 и нижнего 3 бойков образуют выпуклые наклонные поверхности, а наклонные плоскости 16-19 держателей боковых бойков 5, 6 - вогнутые наклонные поверхности (фиг.2, 3, вариант 1).The four-side forging device consists of the holder of the upper striker 1 attached to the upper movable plate 2, the holder of the lower striker 3 attached to the lower fixed plate 4, two holders of the side strikers 5, 6, four strikers 7-10 installed in the holders of the strikers, eight guides 11, with the help of which the kinematic connection of the holders of the side strikers with the holders of the upper and lower strikers is ensured (Fig. 1). The holders of the upper and lower strikers 1, 3 have inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the holders of the side strikers 5, 6. Moreover, each inclined surface of the striker holder consists of two inclined planes. There may be several options for the location of inclined planes on the working surfaces of the holders of the strikers (Fig.2-11). It is possible when the inclined planes 12-15 of the holders of the upper 1 and lower 3 strikers form convex inclined surfaces, and the inclined planes 16-19 of the holders of the side strikers 5, 6 form concave inclined surfaces (FIGS. 2, 3, option 1).

Возможен случай, когда наклонные плоскости 20-23 держателей верхнего 1 и нижнего 3 бойков образуют вогнутые поверхности, а наклонные плоскости 24-27 держателей боковых бойков 5, 6 - выпуклые наклонные поверхности (фиг.4, 5, вариант 2).A case is possible when the inclined planes 20-23 of the holders of the upper 1 and lower 3 strikers form concave surfaces, and the inclined planes 24-27 of the holders of the side strikers 5, 6 form convex inclined surfaces (Figs. 4, 5, option 2).

Возможно также, когда наклонные плоскости 28, 29 держателей верхнего 1 и нижнего 3 бойков, расположенные по одну сторону вертикальной плоскости симметрии устройства, проходящей перпендикулярно фронтальным плоскостям бойков, образуют выпуклые наклонные поверхности, а наклонные плоскости 30, 31 держателей верхнего и нижнего бойков, расположенные по другую сторону вертикальной плоскости симметрии устройства - вогнутые наклонные поверхности, при этом кинематически связанные с этими наклонными плоскостями наклонные плоскости 32-35 держателей боковых бойков 5,6 образуют, соответственно, вогнутые и выпуклые наклонные поверхности (фиг.6, 7, вариант 3).It is also possible when the inclined planes 28, 29 of the holders of the upper 1 and lower 3 strikers located on one side of the vertical plane of symmetry of the device, perpendicular to the frontal planes of the strikers, form convex inclined surfaces, and the inclined planes 30, 31 of the holders of the upper and lower strikers located on the other side of the vertical plane of symmetry of the device are concave inclined surfaces, while the inclined planes of 32-35 holders of kinematically connected with these inclined planes kovyh strikers 5,6 form, respectively, concave and convex inclined surfaces (6, 7, option 3).

Возможен вариант, когда наклонные плоскости 36-39 держателя верхнего бойка 1 образуют выпуклые поверхности, а наклонные плоскости 40-43 держателя нижнего бойка 3 - вогнутые поверхности, при этом наклонные плоскости 44-47 держателей боковых бойков 5, 6, кинематически связанные с наклонными плоскостями держателя верхнего бойка 1, образуют вогнутые поверхности, а наклонные плоскости 48-51 держателей боковых бойков 3, кинематически связанные с наклонными плоскостями держателя нижнего бойка - выпуклые поверхности (фиг.8, 9, вариант 4).It is possible that the inclined planes 36-39 of the holder of the upper striker 1 form convex surfaces, and the inclined planes 40-43 of the holder of the lower striker 3 form concave surfaces, while the inclined planes 44-47 of the holders of the side strikers 5, 6 kinematically connected with the inclined planes holders of the upper striker 1, form concave surfaces, and the inclined planes 48-51 of the holders of the side strikers 3 kinematically connected with the inclined planes of the holder of the lower striker form convex surfaces (Figs. 8, 9, option 4).

И, наконец, возможен также вариант, когда наклонные плоскости 52-55 держателя верхнего бойка 1 образуют вогнутые поверхности, а наклонные плоскости 56-59 держателя нижнего бойка 3 - выпуклые поверхности, при этом наклонные плоскости 60-63 держателей боковых бойков 5, 6, кинематически связанные с наклонными плоскостями держателя верхнего бойка 1, образуют выпуклые поверхности, а наклонные плоскости 64-67 держателей боковых бойков 5, 6, кинематически связанные с наклонными плоскостями держателя нижнего бойка 3 - вогнутые поверхности (фиг.10, 11, вариант 5).And, finally, it is also possible that the inclined planes 52-55 of the holder of the upper striker 1 form concave surfaces, and the inclined planes 56-59 of the holder of the lower striker 3 form convex surfaces, while the inclined planes 60-63 of the holders of the side strikers 5, 6, kinematically connected with the inclined planes of the holder of the upper striker 1, form convex surfaces, and the inclined planes 64-67 of the holders of the side strikers 5, 6 kinematically connected with the inclined planes of the holder of the lower striker 3 - concave surfaces (Fig. 10, 11, option 5).

Наклонные плоскости, составляющие наклонные поверхности держателей бойков, расположены симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии устройства, проходящей параллельно фронтальным плоскостям бойков, под углом α=30-150° к этой плоскости симметрии (фиг.2, 3, вариант 1; фиг.4, 5, вариант 2).Inclined planes making up the inclined surfaces of the striker holders are located symmetrically with respect to the vertical plane of symmetry of the device, parallel to the frontal planes of the strikers, at an angle α = 30-150 ° to this plane of symmetry (Fig. 2, 3, option 1; Fig. 4, 5 , option 2).

При значении угла α меньше 30° существенно уменьшается прочность основных деталей при одних и тех же габаритах устройства. Поэтому использование углов α<30° не рационально. При значениях угла α>150° не происходит существенного уменьшения удельных давлений на трущихся поверхностях, а также не происходит и существенного уменьшения износа этих поверхностей.When the value of the angle α is less than 30 °, the strength of the main parts significantly decreases with the same dimensions of the device. Therefore, the use of angles α <30 ° is not rational. At values of the angle α> 150 °, there is no significant decrease in specific pressures on friction surfaces, and no significant decrease in the wear of these surfaces also occurs.

Крепление четырехбойкового ковочного устройства к столу пресса и к подвижной траверсе пресса такое же, как и крепление традиционных бойков.The fastening of the four-sided forging device to the press table and to the movable cross-head of the press is the same as the fastening of traditional strikers.

Четырехбойковое ковочное устройство работает следующим образом.Four-sided forging device operates as follows.

Перед подачей заготовки 68 четырехбойковое ковочное устройство раскрывается на необходимый размер за счет движения вверх подвижной траверсы ковочного пресса. Затем заготовку 68 с помощью манипулятора (на чертеже не показан) подают в рабочее пространство ковочного устройства и производят ее обжатия бойками 7-10, перемещая подвижную траверсу пресса вниз (фиг.12). В процессе обжатия заготовки 68 усилие пресса передается через подвижную траверсу и плиту 2 на держатель верхнего бойка 1, затем на держатели 5, 6 боковых бойков и на неподвижный держатель нижнего бойка 3 (фиг.12). Передача усилия пресса на держатели боковых бойков 5, 6 осуществляется через наклонные поверхности держателей верхнего и нижнего бойков 1,3 в процессе движения держателей боковых бойков 5, 6 (фиг.12).Before feeding the workpiece 68, the four-side forging device is opened to the required size due to the upward movement of the movable crosshead of the forging press. Then, the workpiece 68 using the manipulator (not shown) is fed into the working space of the forging device and it is crimped by the strikers 7-10, moving the movable crosshead of the press down (Fig. 12). In the process of crimping the workpiece 68, the press force is transmitted through the movable yoke and plate 2 to the holder of the upper striker 1, then to the holders 5, 6 of the side strikers and to the fixed holder of the lower striker 3 (Fig. 12). The transfer of the press force to the holders of the side strikers 5, 6 is carried out through the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers 1,3 during the movement of the holders of the side strikers 5, 6 (Fig. 12).

При внедрении рабочих поверхностей бойков 7-10 в тело заготовки 68 резко возрастает давление на наклонные поверхности всех держателей бойков, по которым происходит перемещение держателей.When introducing the working surfaces of the strikers 7-10 into the body of the workpiece 68, the pressure on the inclined surfaces of all the holders of the strikers along which the holders move is sharply increased.

За счет того, что каждая наклонная поверхность держателя бойка состоит из двух наклонных плоскостей, расположенных под углом α=30-150° к вертикальной плоскости симметрии устройства, площадь контакта трущихся рабочих поверхностей существенно увеличивается, а удельные давления при этом уменьшаются. Уменьшение удельных давлений на трущихся наклонных поверхностях держателей бойков приводит к уменьшению износа этих поверхностей, что увеличивает межремонтный срок эксплуатации ковочного устройства.Due to the fact that each inclined surface of the striker holder consists of two inclined planes located at an angle α = 30-150 ° to the vertical plane of symmetry of the device, the contact area of the rubbing working surfaces is significantly increased, and the specific pressures are reduced. The decrease in specific pressures on the rubbing inclined surfaces of the die holders leads to a decrease in the wear of these surfaces, which increases the overhaul life of the forging device.

В патентуемом четырехбойковом ковочном устройстве выдерживается угол наклона плоскостей держателей бойков к плоскости симметрии устройства, составляющий α=30-150°.In the patented four-sided forging device, the angle of inclination of the planes of the holders of the strikers to the plane of symmetry of the device is maintained, which is α = 30-150 °.

При выполнении данного угла наклона значительно увеличивается межремонтный срок эксплуатации ковочного устройства.When performing this angle of inclination significantly increases the overhaul life of the forging device.

Промышленные испытания четырехбойковых ковочных устройств, одно из которых было изготовлено по предлагаемой конструкции, а другое - по прототипу, показали значительные преимущества патентуемого ковочного устройства. В четырехбойковых ковочных устройствах ковали слитки массой 7-10 тонн из конструкционных сталей на гидравлическом ковочном прессе усилием 20МН. До первого ремонта трущихся наклонных поверхностей было проковано в ковочном устройстве-прототипе 32700 т поковок, а в патентуемой конструкции устройства - 51170 т поковок, то есть в 1,56 раза больше.Industrial tests of four-flange forging devices, one of which was manufactured according to the proposed design, and the other according to the prototype, showed significant advantages of the patented forging device. In four-forging forging devices, forged ingots weighing 7-10 tons from structural steels on a hydraulic forging press with a force of 20MN were forged. Prior to the first repair of rubbing inclined surfaces, 32700 tons of forgings were forged in the forging prototype device, and 51170 tons of forgings in the patented design of the device, that is, 1.56 times more.

Таким образом, конструкция четырехбойкового ковочного устройства, которая патентуется, обеспечивает более длительный безремонтный срок эксплуатации.Thus, the design of the four-flange forging device, which is patented, provides a longer maintenance-free life.

Источники информацииInformation sources

1. Японская заявка №58-12088, кл. В21J 9/06, 9/02, 13/02, опублик. 83.03.07.1. Japanese application No. 58-12088, class. B21J 9/06, 9/02, 13/02, published. 03.03.07.

Claims

1. Four-sided forging device comprising a holder for the upper striker and a holder for the lower striker made with inclined surfaces, two holders of the side strikers made with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers, and kinematically connected with said holders of the upper and lower strikers by eight guides mounted on the side surfaces of the holders of the upper and lower strikers and fixed on one side to the said surfaces, and four strikers attached to the respective striker holders, characterized in that the inclined surface of each striker holder is made in the form of two inclined planes symmetrically relative to the vertical plane of symmetry of the device, parallel to the front planes of the strikers, at an angle of 30-150 ° to the said plane of symmetry .

2. The device according to claim 1, characterized in that the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers are convex, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers are concave.

3. The device according to claim 1, characterized in that the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers are made concave, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers are convex.

4. The device according to claim 1, characterized in that the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers located on one side of the vertical plane of symmetry of the device, perpendicular to the frontal planes of the strikers, are convex, and the inclined surfaces of the holders of the upper and lower strikers located the other side from the said vertical plane of symmetry - concave, while the inclined surfaces of the holders of the side strikers corresponding to the said inclined surfaces of the upper and lower its strikers are formed, respectively, concave and convex.

5. The device according to claim 1, characterized in that the inclined surfaces of the holder of the upper striker are convex, the inclined surfaces of the holder of the lower striker are concave, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers corresponding to the inclined surfaces of the above holders of the upper and lower strikers are made concave and convex.

6. The device according to claim 1, characterized in that the inclined surfaces of the holder of the upper striker are made concave, the inclined surfaces of the holder of the lower striker are convex, and the inclined surfaces of the holders of the side strikers corresponding to the inclined surfaces of the above holders of the upper and lower strikers are made convex, respectively and concave.