ЧЕТЫРЕХБОЙКОВОЕ КОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО FOUR-BOIL FORGING DEVICE
Область техники Technical field
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-sided forging devices and can be used for forging ingots and billets of various steels and alloys on hydraulic forging presses.
Изобретение 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 кованных заготовок из слитков и проката из углеродистых, среднелегированных, инструментальных и высоколегированных сталей и сплавов, а также цветных металлов и сплавов. The invention can be used in the engineering and metallurgical industries in the manufacture of products with an elongated axis, for example, rods, columns, intermediate shafts, torsion shafts, rolls of rolling mills and the like, as well as in the production of forged billets from ingots and rolled from carbon, medium alloyed, tool and high alloy steels and alloys, as well as non-ferrous metals and alloys.
Уровень техники State of the art
Из уровня техники известено 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 ( 1 ). The four-side forging device is known from the prior art, consisting of two holders of the upper and lower strikers with inclined surfaces, kinematically, with the help of guides - links associated with them of two holders side strikers with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the upper and lower holders and four strikers attached to the respective holders (1).
Недостатком данного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает высокую надежность и долговечность работы устройства, а также точность получаемых изделий и поковок. The disadvantage of this four-sided forging device is that its design does not provide high reliability and durability of the device, as well as the accuracy of the resulting products and forgings.
Известно также четырехбойковое ковочное устройство, содержащее два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскос тям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми боковых разводящих направляющих, центрирующие направляющие с возможностью центрирования держателей бойков, антифрикционные пластины, установленные на наклонных плоскостях держателей бойков и четыре бойка (2). A four-sided forging device is also known, comprising two holders of the upper and lower strikers with inclined planes, two holders of the side strikers with inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers, kinematically connected with the said holders of the upper and lower strikers using eight lateral guide rails , centering guides with the ability to center the holders of the strikers, anti-friction plates mounted on the inclined planes of the holder her fights and four fights (2).
Недостатком известного ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает высокую производительность процесса изготовления заготовок или изделий, при производстве которых требуется быстрая смена инструмента с выводом четырехбойкового ковочного устройства из зоны ковки, а также, при необходимости, последующим его возвратом в рабочую зону пресса.
Это связано с тем, что для работы устройства требуется жесткое крепление держателя верхнего бойка к подвижной части пресса (верхней траверсе или верхнему бойку) и жесткое крепление держателя нижнего бойка к столу пресса. Для удаления устройства из рабочей зоны пресса требуется отсоединить его от верхней подвижной части пресса, на что уходит много времени. Также, много времени требуется и на установку устройства в рабочей зоне пресса. A disadvantage of the known forging device is that its design does not provide high productivity in the process of manufacturing workpieces or products, the production of which requires a quick change of the tool with the withdrawal of the four-flange forging device from the forging zone, and, if necessary, its subsequent return to the working area of the press. This is due to the fact that the device requires rigid fastening of the holder of the upper striker to the moving part of the press (upper traverse or upper striker) and rigid mounting of the holder of the lower striker to the press table. To remove the device from the working area of the press, you need to disconnect it from the upper movable part of the press, which takes a lot of time. Also, a lot of time is required to install the device in the working area of the press.
Технический результат Technical result
В основу изобретения поставлена задача, путем изменения конструкции ковочного устройства, уменьшить время на удаление устройства из рабочей зоны пресса и время на его установку в рабочей зоне пресса и, за счет этого, увеличить производительность процесса. The basis of the invention is the task, by changing the design of the forging device, to reduce the time to remove the device from the working area of the press and the time to install it in the working area of the press and, due to this, to increase the productivity of the process.
Сущность изобретения SUMMARY OF THE INVENTION
Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, содержащем два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскос тям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с
помощью восьми боковых разводящих направляющих, центрирующие направляющие с возможностью центрирования держателей бойков, антифрикционные пластины, установленные на наклонных плоскостях держателей бойков и четыре бойка, новым является то, что держатели верхнего и нижнего бойков, с обратной стороны каждой своей наклонной плоскости, имеют приливы с тремя отверстиями, симметрично расположенными относительно продольной плоскости симметрии устройства и совпадающих в держателях верхнего и нижнего бойков, одно из которых расположено по оси продольной плоскости симметрии устройства, а два других - симметрично, с двух сторон, относительно этой плоскости симметрии, в отверстиях, расположенных по оси продольной плоскости симметрии устройства, установлены пружины, с возможностью вертикального перемеи 1ения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка, а центрирующие направляющие установлены в отверстиях, расположенных симметрично с двух сторон относительно продольной плоскости симметрии устройства, участки которых запрессованы в отверстиях держателя нижнего бойка, с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих держателя верхнего бойка, антифрикционные пластины, установленные на наклонных плоскостях держателей нижнего и верхнего бойков имеют П-образное поперечное сечение и охватывают наклонные плоскости держателей верхнего и нижнего
бойков, а наклонные плоскости держателей боковых бойков ограничены прямоугольными боковыми стенками этих держателей, охватывающих антифрикционные пластины, установленные на держателях верхнего и нижнего бойков, при этом боковые разводящие направляющие неподвижно закреплены на прямоугольных боковых стенках держателей боковых бойков так, что охватывают боковые участки антифрикционных пластин с возможностью подвижного контакта на краевых участках плоскостей этих пластин, расположенных со сторон, обратных плоскостям антифрикционных пластин, по которым контактируют наклонные плоскости держателей боковых бойков. This object is achieved in that in a four-side forging device containing two holders of the upper and lower strikers with inclined planes, two holders of the side strikers with inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers kinematically connected with the said holders of the upper and lower strikers with using eight lateral guide rails, centering guides with the possibility of centering the striker holders, anti-friction plates mounted on the inclined planes of the striker holders and four strikers, the new fact is that the holders of the upper and lower strikers, on the back of each of their inclined planes, have tides with three holes symmetrically located relative to the longitudinal plane of symmetry of the device and coinciding in the holders of the upper and lower strikers, one of which is located on and the longitudinal plane of symmetry of the device, and the other two symmetrically, on both sides, relative to this plane of symmetry, springs are installed in the holes located along the axis of the longitudinal plane of symmetry of the device, with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker relative to the holder of the lower striker, and centering guides are installed in holes symmetrically on both sides relative to the longitudinal plane of symmetry of the device, portions of which are pressed into the holes of the holder He pin, with the possibility of vertical movement in guides of the upper pin holder, frictional plate mounted on inclined planes holders of lower and upper pins are U-shaped in cross section and cover holders inclined planes of the upper and lower strikers, and the inclined planes of the holders of the side strikers are limited by the rectangular side walls of these holders, covering antifriction plates mounted on the holders of the upper and lower strikers, while the side guiding rails are fixedly mounted on the rectangular side walls of the holders of the side strikers so that they cover the side sections of the antifriction plates with the possibility of movable contact on the edge sections of the planes of these plates located on the sides opposite to the antifriction planes plates, on which the inclined planes of the side striker holders are in contact.
Поставленная задача достигается также тем, что устройство снабжено системой подачи смазки на антифрикционные пластины. The task is also achieved by the fact that the device is equipped with a lubricant supply system on the anti-friction plates.
Поставленная задача достигается также тем, что устройство снабжено водяной системой охлаждения бойков и держателей бойков. The task is also achieved by the fact that the device is equipped with a water cooling system for strikers and holders of strikers.
Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется чертежами (фиг.1 -6). Patented four-sided forging device is illustrated by drawings (Fig.1-6).
На фиг.1 показано четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии, вид спереди (в сомкнутом положении - левая часть фигуры и в разомкнутом положении - правая часть фигуры); на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.З - вид сверху; на фиг. - сечение А-А на фиг.1 ; на фиг.5 - четырехбойковое ковочное устройс тво в аксонометрии; на фиг.6 - четырехбойковое ковочное
устройс тво при обжатии заготовки (заштриховано поперечное сечение заготовки в момент обжатия). Figure 1 shows a four-side forging device in a static state, front view (in the closed position - the left side of the figure and in the open position - the right side of the figure); figure 2 is a side view; Fig. 3 is a plan view; in FIG. - section aa in figure 1; Fig. 5 - four-sided forging device in a perspective view; figure 6 - four-side forging device for crimping the workpiece (the cross section of the workpiece is shaded at the time of compression).
Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1 , держателя нижнего бойка 2, установленного на столе пресса (на фиг. не показан), двух держателей боковых бойков 3,4, восьми боковых разводящих направляющих 5-8, с помощью которых обеспечивается кинематическая связь держателей боковых бойков с держателями верхнего и нижнего бойков, верхнего бойка 9, нижнего бойка 10, боковых бойков 1 1 , 12, четырех центрирующих направляющих 13-16 (фиг.1 -5). Держатели верхнего и нижнего бойков 1 ,2 имеют наклонные плоскости, соответствующие наклонным плоскостям держателей боковых бойков 3,4. Держатели верхнего и нижнего бойков 1 ,2, с обратной стороны каждой своей наклонной плоскости , имеют приливы 17-20 с тремя отверстиями 21 -23, 24-26, симметрично расположенными о тносительно продольной плоскости симметрии устройства « 0 - 0 « и совпадающих в держателях верхнего и нижнего бойков. Одно из отверстий (22 или 25), с каждой стороны устройства, расположено по оси продольной плоскости симметрии устройства, а два других (21, 23 или 24, 26) - симметрично, с двух сторон, относительно этой плоскости симметрии. В отверстиях 22 и 25, расположенных по оси продольной плоскости симметрии устройства « 0 - 0», установлены пружины 27 с возможностью вертикального перемещения держателя верхнего бойка 1 относительно держателя нижнего бойка
2. Цен трирующие направляющие 13- 16, выполненные в виде колонок, установлены в отверстиях 21 , 23, 24, 26, расположенных симметрично с двух сторон относительно продольной плоскости симметрии устройства « 0 - 0 «. При этом, участки этих направляющих - колонок 13-16 запрессованы в отверстиях 21 , 23, 24 и 26 держателя нижнего бойка 2, с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих держателя верхнего бойка 1 . На наклонных плоскостях держателей верхнего и нижнего бойков 1 , 2 установлены антифрикционные пластины 28, имеющие П-образное попереч ное сечение (фиг. 1 ,4,5). Антифрикционные пластины 28, изготовленные обычно из бронзы и охватывают наклонные плоскос ти держателей верхнего и нижнего бойков 1 , 2. Наклонные плоскости держателей боковых бойков 3, 4 ограничены прямоугольными боковыми стенками этих держателей, охватывающих антифрикционные пластины 28. Боковые разводящие направляющие 5-8 неподвижно закреплены на прямоугольных боковых стенках держателей боковых бойков 3, 4 так, что охватывают боковые участки антифрикционных пластин 28 с возможностью подвижного контакта на краевых участках плоскостей этих антифрикционных пластин, по которым контактируют наклонные плоскости держателей боковых бойков 3, 4. The four-side forging device consists of the holder of the upper striker 1, the holder of the lower striker 2 mounted on the press table (not shown in Fig.), Two holders of the side strikers 3.4, eight side distributing guides 5-8, with the help of which the kinematic connection of the holders is ensured side strikers with holders of the upper and lower strikers, upper striker 9, lower striker 10, side strikers 1 1, 12, four centering guides 13-16 (Figs. 1-5). The holders of the upper and lower strikers 1, 2 have inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the side strikers 3.4. The holders of the upper and lower strikers 1, 2, on the reverse side of each of its inclined planes, have tides 17-20 with three holes 21-23, 24-26 symmetrically located relative to the longitudinal plane of symmetry of the device "0 - 0" and coinciding in the holders upper and lower strikers. One of the holes (22 or 25), on each side of the device, is located along the axis of the longitudinal plane of symmetry of the device, and the other two (21, 23 or 24, 26) are symmetrically, on both sides, relative to this plane of symmetry. In the holes 22 and 25 located along the axis of the longitudinal plane of symmetry of the device "0 - 0", springs 27 are installed with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker 1 relative to the holder of the lower striker 2. The centering guides 13-16, made in the form of columns, are installed in holes 21, 23, 24, 26 located symmetrically on both sides relative to the longitudinal plane of symmetry of the device “0 - 0“. Moreover, the sections of these guides - columns 13-16 are pressed into the holes 21, 23, 24 and 26 of the holder of the lower striker 2, with the possibility of vertical movement in these guides of the holder of the upper striker 1. On the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers 1, 2, antifriction plates 28 are installed having a U-shaped cross section (Figs. 1, 4,5). Antifriction plates 28, usually made of bronze, and cover the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers 1, 2. The inclined planes of the holders of the side strikers 3, 4 are limited by the rectangular side walls of these holders, covering the antifriction plates 28. The lateral guide rails 5-8 are fixedly fixed on the rectangular side walls of the holders of the side strikers 3, 4 so that they cover the side sections of the antifriction plates 28 with the possibility of movable contact on the edge sections of the planes et x antifriction plate on which the inclined plane contact holders lateral pins 3, 4.
Четырехбойковое ковочное устройство может быть также снабжено системой подачи смазки на антифрикционные пластины и
водяной системой охлаждения бойков и держателей бойков (на фиг. не покапаны). The four-forging device can also be equipped with a lubrication system for anti-friction plates and water cooling system for strikers and strikers holders (not shown in FIG.).
Четырехбойковое ковочное устройство работает следующим образом. Four-sided forging device operates as follows.
Ус тройство устанавливают в рабочую зону гидравлического ковочного пресса под его верхний плоский боек (на фиг. не показано). При этом, держатель верхнего бойка 1 не имеет крепления на подвижных частях пресса. В тоже время, держатель нижнего бойка 2 жестко закрепляют на подвижном столе пресса (на фиг. не показано). При ходе верхнего бойка пресса вверх (на фиг. не показан), под действием пружин 27, держатель верхнего бойка 1 вместе с верхним бойком 9 перемещается вверх, и одновременно с помощью боковых разводящих направляющих 5-8 разводит держатели боковых бойков 3, 4 вместе с боковыми бойками 1 1 , 12, открывая рабочее пространство устройства (фиг Л , 5). The device is installed in the working area of a hydraulic forging press under its upper flat head (not shown in Fig.). In this case, the holder of the upper striker 1 does not have fasteners on the moving parts of the press. At the same time, the holder of the lower striker 2 is rigidly fixed on the movable table of the press (not shown in Fig.). During the course of the upper striker of the press up (not shown in FIG.), Under the action of the springs 27, the holder of the upper striker 1 together with the upper striker 9 moves up, and at the same time, with the help of the side distributing guides 5-8, raises the holders of the side strikers 3, 4 together with side strikers 1 1, 12, opening the working space of the device (Fig L, 5).
Процесс разведения бойков 9, 1 1 , 12 осуществляется следующим образом. Движение держателей боковых бойков 3, 4 по антифрикционным пластинам 28 вверх и в стороны обеспечивается за сче т охвата боковыми разводящими направляющими 5-8 антифрикционных пластин, имеющих П-образное поперечное сечение. Боковые разводящие направляющие 5-8 закреплены на прямоугольных боковых стенках держателей боковых бойков 3, 4 с помощью болтов и заведены под краевые участки антифрикционных пластин 28. Во время приложения к держателям
боковых бойков 3, 4 вертикальной силы (от пружин 27), стремящейся поднять эти держатели, через боковые разводящие направляющие 5-8 эта сила передается на краевые участки плоскос тей антифрикционных пластин 28, расположенных со сторон, обратных плоскостям антифрикционных пластин, по которым контактируют наклонные плоскости держателей боковых бойков 3, 4. За счет расположения антифрикционных пластин под углом, преимущественно 45°, к вертикальной плоскости симметрии устройс тва « С - С «, силы, действующие со стороны боковых разводящих направляющих 5-8, обеспечивают перемещение держателей боковых бойков 3, 4 по антифрикционным пластинам вверх и в стороны. The process of breeding strikers 9, 1 1, 12 is as follows. The movement of the holders of the side strikers 3, 4 along the antifriction plates 28 upward and to the sides is ensured by the coverage of the side distributing guides of 5-8 antifriction plates having a U-shaped cross section. Side distributing guides 5-8 are fixed on the rectangular side walls of the holders of the side strikers 3, 4 with bolts and brought under the edge sections of the antifriction plates 28. During application to the holders lateral strikers 3, 4 of vertical force (from the springs 27), tending to raise these holders, through the lateral distributing guides 5-8, this force is transmitted to the edge sections of the planes of the antifriction plates 28 located on the sides opposite to the planes of the antifriction plates, on which the inclined the plane of the holders of the side strikers 3, 4. Due to the location of the antifriction plates at an angle, mainly 45 °, to the vertical plane of symmetry, the device "C - C", the forces acting from the side of the guide rails x 5-8, provide movement of the holders of the side strikers 3, 4 along the anti-friction plates up and to the sides.
После того, как бойки разведены, манипулятором (на фиг. не показан) подают заготовку в рабочее пространство. Затем включают рабочий ход пресса, при котором его подвижная траверса через верхний плоский боек (на фиг. не показан) перемещает держатель верхнего бойка 1 вместе с верхним бойком 9 по направлению к заготовке. Одновременно держатели боковых бойков 3, 4 вместе с боковыми бойками 1 1 , 12 также движутся по направлению к заготовке. Все три подвижных бойка (9, 1 1 , 12) и нижний неподвижный боек 10 начинают одновременно обжимать заготовку (фиг.6). После окончания обжатия заготовки подвижная траверса пресса с верхним плоским бойком пресса перемещаются вверх, держатель верхнего бойка 1 под действием пружин 27 также
поднимается вверх, открывая рабочее просфанство устройства для продольного перемещения и/или поворота заготовки вокруг оси, после чего цикл обжатия повторяется. Для вывода устройства из рабочей зоны пресса требуется только поднять верхнюю траверсу пресса, создав тем самым небольшой зазор (10-200 мм) между рабочей поверхностью верхнего плоского бойка пресса и держатепем верхнего бойка, а затем вывести все устройство из рабочей зоны пресса. Устройство может находиться на инструментальном столе пресса рядом с рабочей зоной, а в это же время в рабочую зону пресса можно установить другой инструмент и продолжить работу на прессе с использованием этого нового инструмента. При необходимости, также быстро можно завести четырехбойковое ковочное устройство в рабочую зону пресса. Время на вывод устройства из рабочей зоны пресса составляет 1 -3 минуты. Столько же времени требуется для установки устройства в рабочей зоне пресса. При использовании устройства по патенту, принятому в качестве прототипа, время на удаление устройства из рабочей зоны пресса составляет 20-30 мин, а на его установку - 15- 20 минут. After the strikers are divorced, the workpiece (not shown) is fed into the workspace by a manipulator. Then, the working stroke of the press is switched on, in which its movable crosshead through the upper flat striker (not shown in Fig.) Moves the holder of the upper striker 1 together with the upper striker 9 towards the workpiece. At the same time, the holders of the side strikers 3, 4 together with the side strikers 1 1, 12 also move towards the workpiece. All three movable strikers (9, 1 1, 12) and the lower stationary striker 10 begin to simultaneously compress the workpiece (Fig.6). After crimping the workpiece, the movable crosshead of the press with the upper flat striker of the press moves up, the holder of the upper striker 1 under the action of the springs 27 also rises up, opening the working space of the device for longitudinal movement and / or rotation of the workpiece around the axis, after which the crimping cycle is repeated. To withdraw the device from the working area of the press, it is only necessary to raise the upper crosshead of the press, thereby creating a small gap (10-200 mm) between the working surface of the upper flat die of the press and the holder of the upper die, and then remove the entire device from the working area of the press. The device can be located on the press tool table near the working area, and at the same time, another tool can be installed in the press working area and continue working on the press using this new tool. If necessary, you can also quickly bring a four-gang forging device into the working area of the press. The time to withdraw the device from the working area of the press is 1-3 minutes. The same amount of time is required to install the device in the working area of the press. When using the device according to the patent adopted as a prototype, the time for removing the device from the working area of the press is 20-30 minutes, and for its installation - 15-20 minutes.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает существенное уменьшение времени на удаление устройс тва из рабочей зоны пресса и на его установку в рабочую зону пресса, за счет чего повышается производительность процесса.
Источники информации: Thus, the proposed design of the device provides a significant reduction in the time taken to remove the device from the working area of the press and to install it in the working area of the press, thereby increasing the productivity of the process. Information sources:
Японская заявка N°58- 12088, МПК В21 J 9/06, 9/02, 13/02, 2007 г. Japanese Application N ° 58-12088, IPC B21 J 9/06, 9/02, 13/02, 2007
Патент РФ N°23 14175, МПК В21 J 13/02, 2005 г.
RF patent N ° 23 14175, IPC B21 J 13/02, 2005