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, прокатных станов 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 (смотри, например, книгу “Ковка на радиально-обжимных машинах” (В.А.Тюрин, В.А.Лазоркин, И.А.Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990, с.13), состоящее из корпуса, внутри которого размещены четыре кулисно-шатунных механизма, соединенных между собой шестернями и четыре бойка, прикрепленных к ползунам.

Недостатками рассматриваемого ковочного устройства являются: невозможность осуществления радиальных обжатий с одновременным сдвигом бойков одной пары относительно другой пары или относительно какого-либо бойка; невозможность осуществления больших единичных обжатий; сложность конструкции и невысокая надежность в работе. Кроме того, данное устройство невозможно использовать при ковке на гидравлическом ковочном прессе.

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. B 21 J 9/06, 9/02, 13/2, опубл. 07.03.83).

Известно также четырехбойковое ковочное устройство в радиально-ковочной установке, 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, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков, каждая из которых, с одной стороны закреплена неподвижно на боковой поверхности держателя верхнего или нижнего бойка, а с другой стороны своей наклонной плоскостью имеет подвижный контакт с наклонной плоскостью держателя бокового бойка, и четырех бойков, прикрепленных к держателям бойков (смотри, например, патент Украины №21986 А, кл. B 21 J 13/02, опубл. БИ №2, 30.04.98 г.).

Недостатком известного четырехбойкового ковочного устройства является то, что в процессе его эксплуатации возможно заклинивание держателей боковых бойков в направляющих. Это возможно как за счет перекосов, неизбежных для такой конструкции устройства, так и за счет попадания окалины на поверхности скольжения, которая в большом количестве скапливается возле нижнего бойка. Заклинивание устройства может привести к его разрушению.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача, путем изменения конструкции четырехбойкового ковочного устройства - устранить возможность заклинивания держателей боковых бойков в направляющих и попадания окалины на поверхности скольжения.

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, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков, каждая из которых, с одной стороны закреплена неподвижно на боковой поверхности держателя верхнего или нижнего бойка, а с другой стороны своей наклонной плоскостью имеет подвижный контакт с наклонной плоскостью держателя бокового бойка, и четырех бойков, прикрепленных к держателям бойков. Новым является то, что наклонные плоскости направляющих, имеющие подвижные контакты с наклонными плоскостями других держателей бойков, расположены под углом 0-75° к наклонным поверхностям держателей бойков, а в держателе нижнего бойка, между основанием для крепления бойка и наклонными поверхностями выполнены продольные пазы шириной, составляющей (0,07-0,6)В, где В - ширина держателя нижнего бойка со скосами в направлении фронтальных поверхностей, при этом в нижней части держателей боковых бойков установлены скребки или щетки, опирающиеся своими рабочими поверхностями на поверхности скольжения держателя нижнего бойка.

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется схемами (фиг.1-4).

На фиг.1 представлено четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - четырехбойковое ковочное устройство в момент обжатия заготовки.

Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1, держателя нижнего бойка 2, держателей боковых бойков 3, 4 бойков 5-8, направляющих 9-12 (фиг.1). В держателе нижнего бойка, между основанием для крепления бойка и наклонными поверхностями, выполнены продольные пазы 13.14 шириной в=(0,07-0,6)В, где В - ширина держателя нижнего бойка, со скосами в направлении фронтальных поверхностей устройства. Продольные пазы предназначены для сбора и удаления окалины, осыпающейся со слитка или заготовки в процессе ковки. В нижней части держателей боковых бойков закреплены скребки или щетки 15, 16, предназначенные для удаления грязи и окалины, попадающей в процессе работы устройства.

В верхней плите пресса 17, закрепленной на подвижной траверсе пресса, а также к бойкодержателю 18 устройство крепится с помощью предусмотренных для данного пресса соединений (фиг.1).

Держатели 3, 4 боковых бойков 5, 7 имеют наклонные поверхности, соответствующие наклонным поверхностям держателей 1, 2 верхнего 6 и нижнего 8 бойков и кинематически связаны с ними посредством направляющих 9-12, обеспечивающих возвратно-поступательные движения держателей боковых бойков (фиг.1, 4).

Наклонные плоскости направляющих 9-12, имеющие подвижные контакты с наклонными плоскостями держателей боковых бойков 3,4, расположены под углом α=0-75° к наклонным поверхностям держателей бойков (фиг.2).

Выполнение наклонных плоскостей направляющих, имеющих подвижные контакты с наклонными плоскостями других держателей бойков, с углами α=0-75° обеспечивает плавное, без перекосов движение держателей боковых бойков относительно держателей верхнего и нижнего бойков.

При угле α>75° возможны прекосы держателей боковых бойков их заклинивание и поломка направляющих.

Размеры продольных пазов 13, 14 для накопления и удаления окалины зависят от ширины держателя нижнего бойка В (фиг.1. 3). Продольные пазы шириной в<0,07В в процессе ковки могут быстро заполниться окалиной, а затем эта окалина попадает на наклонные поверхности держателей бойков, что приведет к задирам на этих поверхностях. Задиры на наклонных поверхностях, по которым происходит скольжение держателей боковых бойков, ухудшают условия работы устройства, что в конечном итоге приводит к необходимости ремонта путем перешлифовывания наклонных поверхностей. В некоторых случаях при попадании окалины на поверхности скольжения возможно заклинивание устройства.

Выполнение продольных пазов шириной в>0,6В не целесообразно, так как в этом случае увеличиваются габариты устройства.

Скосы со стороны фронтальных поверхностей предназначены для осыпания окалины и для быстрого удаления ее из продольных пазов (фиг.3).

Работа устройства осуществляется следующим образом. При подъеме подвижной траверсы пресса с верхней плитой 17 вверх держатель верхнего бойка 1 с бойком 6 перемещается также вверх и, одновременно, с помощью направляющих 9-12, разводит в стороны держатели боковых бойков 3, 4, открывая рабочее пространство устройства (фиг.4). 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 б в направлении к заготовке 19 и вместе с бойком 8 обжимает ее в вертикальной плоскости. Одновременно, с помощью наклонных поверхностей держатель верхнего бойка 1 перемещает в направлении к заготовке 19 держатели 3, 4 боковых бойков 5, 7, которые обжимают ее в радиальном и тангенциальном направлениях. После окончания обжатия заготовки траверса пресса перемещается вверх, раскрывая устройство, и цикл обжатия повторяется.

В процессе обжатия нагретой заготовки 19 окалина падает в нижнюю часть устройства, попадая вначале в продольные пазы 13, 14, а затем по скосам осыпается на инструментальный стол. Часть разлетающейся в процессе ковки заготовки окалины попадает на открытые поверхности скольжения на держателе нижнего бойка 2. С этих поверхностей окалина удаляется с помощью скребков или щеток 15, 16 при движении держателей боковых бойков 3, 4 вниз (фиг.4).

Предлагаемая конструкция четырехбойкового ковочного устройства устраняет возможность заклинивания держателей боковых бойков в направляющих и попадания окалины на поверхности скольжения.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков и заготовок на гидравлических ковочных прессах и радиально-обжимных машинах. Два держателя верхнего и нижнего бойков и два держателя боковых бойков выполнены с соответствующими наклонными поверхностями и кинематически связаны между собой с помощью восьми направляющих П-образного поперечного сечения. Каждая из направляющих с одной стороны неподвижно закреплена на боковой поверхности держателя верхнего или нижнего бойка. С другой стороны направляющая своей наклонной плоскостью находится в подвижном контакте с наклонной плоскостью держателя бокового бойка. К держателям прикреплены бойки. Указанные наклонные плоскости направляющих расположены под углом 0-75° к наклонным поверхностям держателей бойков. Держатель нижнего бойка выполнен с продольными пазами. В нижней части держателей боковых бойков установлены скребки или щетки, которые опираются своими рабочими поверхностями на поверхности скольжения держателя нижнего бойка. В результате исключается возможность заклинивания держателей боковых бойков в направляющих и попадание окалины на поверхности скольжения. 4 ил.

Четырехбойковое ковочное устройство, содержащее два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными поверхностями, два держателя боковых бойков с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми направляющих П-образного поперечного сечения, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков, каждая из которых с одной стороны закреплена неподвижно на боковой поверхности держателя верхнего или нижнего бойка, а с другой стороны своей наклонной плоскостью имеет подвижный контакт с наклонной плоскостью держателя бокового бойка, и четыре бойка, прикрепленные к держателям бойков, отличающееся тем, что наклонные плоскости направляющих, имеющие подвижный контакт с наклонными плоскостями других держателей бойков, расположены под углом 0-75° к наклонным поверхностям держателей бойков, а в держателе нижнего бойка между основанием для крепления бойка и наклонными поверхностями выполнены продольные пазы шириной, составляющей (0,07-0,6)В, где В - ширина держателя нижнего бойка со скосами в направлении фронтальных поверхностей, при этом в нижней части держателей боковых бойков установлены скребки или щетки, опирающиеся своими рабочими поверхностями на поверхности скольжения держателя нижнего бойка.