ЧЕТЫРЕХБОЙКОВОЕ КОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК B21J13/02 B21J7/16 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к четырехбойковым ковочным устройствам и может быть использовано при ковке слитков и заготовок на гидравлических ковочных прессах и радиально - обжимных машинах.

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, осей железнодорожных вагонов и тому подобных изделий, а также при производстве кованых заготовок для последующей обработки давлением, например поковок из конструкционных, нержавеющих, жаропрочных и труднодеформируемых сталей и сплавов.

Известно четырехбойковое ковочное устройство, используемое в четырехбойковой радиально-обжимной машине (В.А.Тюрин, В.А.Лазоркин, И.А.Поспелов и др. Ковка на радиально-обжимных машинах. - М.: Машиностроение, 1990, с.13), состоящие из корпуса, внутри которого размещены четыре кулисно-шатунных механизма, соединенные между собой шестернями и четыре бойка, прикрепленные к ползунам.

Недостатками рассматриваемого ковочного устройства являются: сложность конструкции, невысокая надежность ее в работе, невозможность осуществления больших единичных обжатий и использование этой конструкции при ковке на гидравлическом ковочном прессе.

Известно также четырехбойковое ковочное устройство, состоящие из держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанных с ними двух держателей боковых бойков и четырех инструментальных бойков, установленных в держателях бойков (см. Японскую заявку №58 - 12088, кл. В 21 J 9/06, 9/02, 13/02, опубл. 83.03.07).

Недостатком известного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает одновременное сближение всех четырех бойков в процессе работы. Нижний боек остается неподвижным в процессе работы устройства. При этом продольная ось поковки постоянно изменяет свое положение по высоте, в зависимости от размеров поперечного сечения поковки, что не всегда допустимо по технологии процесса. Кроме того, ковка в таком устройстве может привести к искривлению поковки и необходимости ее дальнейшей правки, а при ковке ступенчатых поковок возможно еще и смещение осей участков поковки, имеющих разные диаметры.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача, путем изменений конструкции устройства, сохранение оси поковки в процессе ковки на постоянной высоте.

Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, состоящем из держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанных с ними двух держателей боковых бойков и четырех бойков, установленных в держателях бойков, новым является то, что держатель верхнего бойка соединен с ползушкой, на которой установлен нижний боек, с помощью четырех симметрично расположенных, по два с каждой стороны устройства, коромысло-шатунных механизмов, шатуны которых соединены с ползушкой, а коромысла, шарнирные опоры которых закреплены на держателе нижнего бойка, соединены с держателем верхнего бойка, при этом ползушка установлена в направляющих держателя нижнего бойка с возможностью ее вертикального перемещения на величину, равную перемещению верхнего бойка.

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется схемами (фиг.1-3).

На фиг.1 представлено четырехбойковое ковочное устройство в статистическом состоянии, вид спереди; на фиг.2 - вид сверху четырехбойкового ковочного устройства; на фиг.3 - вид спереди четырехбойкового ковочного устройства в процессе обжатия заготовки.

Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1, держателя нижнего бойка 2, держателей боковых бойков 3, 4, бойков 5-8, ползушки 9, направляющих 10, четырех коромысло-шатунных механизмов 11-14 (фиг.1-2). Коромысло-шатунные механизмы в свою очередь состоят из шатунов 15, коромыслов 16, шарнирных опор 17, шарниров 18-21 (фиг.1). Держатели бойковых бойков соединены с держателями верхнего и нижнего бойков с помощью звеньев 22 (фиг.1).

Работа четырехбойкового ковочного устройства осуществляется следующим образом.

Перед работой устройство устанавливают и закрепляют в рабочей зоне пресса. Для этого держатель нижнего бойка 2 закрепляют на инструментальном столе пресса, например, с помощью соединения “ласточкин хвост”, а держатель верхнего бойка 1 - на плите, соединенной с верхней (подвижной) траверсой пресса.

При подъеме подвижной траверсы пресса вверх перемещается вверх и верхний боек 5, а также с помощью звеньев 22 разводятся в стороны держатели бойков 3, 4 вместе с боковыми бойками 6, 8. Одновременно с помощью коромысло-шатунных механизмов 11-14 опускается вниз ползушка 9 вместе с нижним бойком 7, открывая рабочее пространство устройства (фиг.1). Затем заготовку с помощью манипулятора подают в рабочую зону устройства. После этого включают рабочий ход пресса, при котором его подвижная траверса перемещает держатель верхнего бойка 1 вместе с бойком 5 в направлении к заготовке 23, а также с помощью коромысло-шатунных механизмов 11-14, перемещает ползушку 9 с нижним бойком 7 вверх, обжимая заготовку в вертикальной плоскости (фиг.1-3).

Одновременно держатель верхнего бойка 1 перемещается в направлении к заготовке 23 держатели 3,4 боковых бойков 6,8, которые обжимают ее в поперечной плоскости. Коромысла 16, установленные на шарнирных опорах 17, закрепленные с одной стороны с держателем верхнего бойка, а с другой стороны - с шатунами 15, обеспечивают за счет одинаковых плеч коромыслов (l₁=l₂) одинаковые вертикальные перемещения бойков 5 и 7, что существенно уменьшает искривления поковки при ее обжатии (фиг.1). Работают коромысло-шатунные механизмы следующим образом. При движении держателя верхнего бойка 1 вверх, тяги, шарнирно соединенные с держателем верхнего бойка 1 и коромыслами 16, поворачивают последние вокруг оси шарнирной опоры 17 и тянут вниз шатуны 15, перемещая одновременно вниз ползушку 9 с нижним бойком 7 (фиг.1). При движении держателя верхнего бойка 1 вниз тяги, шарнирно соединенные с коромыслами 16, толкают шатуны 15, а вместе с ними шарнирно закрепленную на шатунах ползушку 9 с нижним бойком 7, вверх, осуществляя вертикальные обжатия заготовки 23. Направляющие 10, в которых установлена ползушка 9, обеспечивают строго вертикальные перемещения нижнего бойка 7. Одинаковые встречные перемещения верхнего и нижнего бойков обеспечивают неизменное по высоте положение продольной оси заготовки. В связи с тем, что встречные перемещения бойковых бойков в четырехбойковом ковочном устройстве предлагаемой конструкции также равны, положение продольной оси заготовки остается постоянным во всех плоскостях. Применения в ковочном устройстве четырех симметрично расположенных, по два с каждой стороны устройства, коромысло-шатунных механизмов обеспечивают движение ползушки без перекосов в направляющих держателя нижнего бойка, а также равномерное распределение нагрузки на держатель верхнего бойка. Такое устройство может быть использовано в любом технологическом процессе, где требуются одинаковые обжатия заготовки с четырех сторон и не допускаются значительные искривления ее вдоль продольной оси.

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство может быть использовано также в радиально-обжимных машинах с механическим, гидравлическим или гидро-механическими типами приводов. При этом привод радиально-обжимной машины соединяют с держателем верхнего бойка, а держатель нижнего бойка закрепляют жестко в корпусе ковочного блока.

Заявляемая конструкция четырехбойкового ковочного устройства обеспечивает одновременное синхронное сближение всех четырех бойков, что позволяет существенно уменьшить искривления поковки и на протяжении всего процесса ковки сохранить постоянное по высоте положение продольной оси поковки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков и заготовок на гидравлических ковочных прессах и радиально-обжимных машинах. Держатели верхнего и нижнего бойков кинематически связаны с держателями боковых бойков. Устройство оснащено четырьмя бойками, установленными в соответствующих держателях. Нижний боек размещен на ползушке, с которой посредством четырех коромысло-шатунных механизмов соединен держатель верхнего бойка. Упомянутые механизмы расположены симметрично по два с каждой стороны устройства. Шатуны этих механизмов соединены с ползушкой, а коромысла - с держателем верхнего бойка. Шарнирные опоры коромысел закреплены на держателе нижнего бойка. Ползушка установлена в направляющих держателя нижнего бойка с возможностью вертикального перемещения на величину, равную перемещению верхнего бойка. В результате обеспечивается повышение качества ковки за счет сохранения оси поковки на постоянной высоте в течение всего процесса ковки. 3 ил.

Четырехбойковое ковочное устройство, содержащее держатели верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с ними два держателя боковых бойков и четыре бойка, установленные в держателях бойков, отличающееся тем, что держатель верхнего бойка соединен с ползушкой, на которой установлен нижний боек, с помощью четырех симметрично расположенных по два с каждой стороны устройства коромысло-шатунных механизмов, шатуны которых соединены с ползушкой, а коромысла, шарнирные опоры которых закреплены на держателе нижнего бойка, соединены с держателем верхнего бойка, при этом ползушка установлена в направляющих держателя нижнего бойка с возможностью ее вертикального перемещения на величину, равную перемещению верхнего бойка.