ЧЕТЫРЕХБОЙКОВОЕ КОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2007 года по МПК B21J13/02 B21J1/06 B21K29/00 

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.

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при производстве изделий с удлиненной осью, например штанг, колонн, промежуточных валов, торсионных валов, валов прокатных станов и тому подобных изделий, а также при производстве кованных заготовок для последующей обработки давлением, например поковок из конструкционных, нержавеющих, жаропрочных и других труднодеформируемых сталей и сплавов.

Известно 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, соответствующим поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, и четырех бойков, прикрепленных к соответствующим держателям бойков [1].

Недостатком данного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает длительный срок эксплуатации устройства.

Известно также четырехбойковое ковочное устройство, состоящее из двух держателей верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанных с ними двух держателей боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, с установленными на наклонных плоскостях антифрикционными пластинами, образующих пары скольжения, четырех бойков с рабочими поверхностями, прикрепленных к соответствующим держателям бойков, и системы подачи смазки к парам скольжения [2].

Недостатком известного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает длительный срок эксплуатации антифрикционных пластин и бойков из-за их перегрева в процессе ковки.

В основу изобретения поставлена задача путем изменения конструкции четырехбойкового ковочного устройства обеспечить более длительный срок эксплуатации антифрикционных пластин и бойков за счет отвода избыточного тепла от этих деталей.

Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, состоящем из двух держателей верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанных с ними двух держателей боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, с установленными на наклонных плоскостях антифрикционными пластинами, и четырех бойков с рабочими поверхностями, прикрепленных к держателям бойков, новым является то, что ковочное устройство оснащено системой охлаждения бойков и держателей бойков, включающей вентиль подачи воды, коллекторы подвода и слива воды, трубопроводы, гибкие шланги, при этом в держателях бойков и в бойках выполнены каналы, а трубопроводы, выходящие из коллектора подвода воды, соединены с каналами в держателях бойков и в бойках, которые с другой стороны соединены трубопроводами с коллектором слива воды, при этом каналы в держателях бойков расположены под местами крепления антифрикционных пластин, а каналы в бойках - под их рабочими поверхностями.

Поставленная задача достигается также тем, что трубопроводы, соединяющиеся с каналами в бойках, соединены также между собой, образуя с каналами в бойках замкнутые контуры, при этом на каждом из этих трубопроводах установлен вентиль, а в каждом замкнутом контуре на одном из трубопроводов, соединенном с каналом в бойке, установлен предохранительный клапан.

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется схемами (фиг.1-3). На фиг.1 представлено четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии; на фиг.2 - четырехбойковое ковочное устройство с системой охлаждения, позволяющей отключать охлаждение бойков; на фиг.3 - четырехбойковое ковочное устройство в процессе работы (показано заштрихованное поперечное сечение 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, антифрикционных пластин 13-16, установленных в держателях верхнего и нижнего бойков, антифрикционных пластин 17-20, установленных в держателях боковых бойков, коллектора подвода воды 21, коллектора слива воды 22, трубопроводов 23-32, каналов 33-37 в держателях бойков и в бойках, гибких шлангов 38, 39, вентилей 40-46, предохранительных клапанов 47, 48 (фиг.1, 2).

С коллектором подвода воды 21 соединен трубопровод для подачи в него цеховой водопроводной воды. Непосредственно перед коллектором 21 установлен вентиль подачи воды 40 (фиг.2). Коллектор 21 соединен с помощью трубопроводов 23, 25-31 и гибких шлангов 39 с каналами 33-36, выполненными в держателях боковых бойков 3, 4, в держателях верхнего и нижнего бойков 1, 2, а также в бойках 5-8 (фиг.1, 2). Каналы 33, 35, 37 проходят в непосредственной близости от мест крепления антифрикционных пластин 13-16. Каналы 33, 35, 37 в держателях бойков соединены трубопроводами 25-27 и 28-30, которые вместе с каналами 34, 36 образуют замкнутые контуры. Трубопроводы 25-30 вместе с вентилями 41-46 обеспечивают подачу воды в каналы 34, 36, выполненные в бойках, а также отключение этих каналов от охлаждения (фиг.2).

Работа четырехбойкового ковочного устройства осуществляется следующим образом.

После установки ковочного устройства в рабочее пространство пресса и закрепления его на столе пресса подключают систему охлаждения устройства к цеховой водопроводной системе, а гибкий шланг, идущий от коллектора слива воды, помещают в сливную воронку.

Непосредственно перед ковкой открывают вентиль 40 для подачи воды в систему охлаждения устройства. Из коллектора подвода воды 21 вода по трубопроводам 23, 31 и гибким шлангам 39 попадает в каналы 33, 35, расположенные параллельно антифрикционным пластинам 13-16 и 17-20 (фиг.2). Пройдя по каналам 33, 35, вода отбирает часть тепла, которое образовалось в результате трения антифрикционных пластин в процессе работы устройства и нагрева его от нагретой до высокой температуры обрабатываемой заготовки (фиг.2, 3). Перед началом ковки вентили 43 и 45 закрывают, а вентили 44, 46 и 41, 42 открывают. Вода попадает в трубопровод 25, проходит через открытый вентиль 42, канал 34, трубопровод 27 с открытым вентилем 41, а затем через канал в держателе верхнего бойка, гибкий шланг 38, трубопровод 24 и попадает в коллектор слива воды 22. Проходя через канал 34, вода охлаждает верхний боек 6, а затем охлаждает держатель верхнего бойка 1 в зоне крепления антифрикционных пластин 13-16 (фиг.1, 2). Из коллектора слива воды 22 вода поступает через гибкий шланг в сливную воронку (на фигурах не показана), а затем - в цеховую систему регенерации воды (фиг.2). Аналогично охлаждается нижний боек 8 и держатель нижнего бойка 2 в зоне крепления антифрикционных пластин 13-16 (фиг.1, 2).

При охлаждении бокового бойка 5 закрывают вентиль 45 и открывают вентили 44 и 46. В этом случае вода, пройдя по каналу 35 и трубопроводу 28, попадает в канал 36, расположенный под рабочей поверхностью бойка, которая нагревается в процессе ковки горячей заготовки (фиг.1, 2). Из канала вода, частично отобравшая тепло у бойка 5, проходит трубопровод 30, канал 37 в держателе бокового бойка 3, через трубопровод 32 попадает в коллектор слива воды 22, а затем - в сливную воронку (фиг.1, 2). Таким образом, охлаждается одновременно рабочая поверхность бойка, держатель бойков и антифрикционные пластины. Аналогично охлаждается второй боковой боек 7, держатель бокового бойка 4 и антифрикционные пластины 17-20 (фиг.1).

Существует ряд сталей и сплавов, например, таких как жаростойкие, титановые и другие, пластическая обработка которых может осуществляться только в узком температурном интервале. В связи с этим принудительное охлаждение рабочих поверхностей бойков недопустимо, так как охлаждаемые бойки быстро снизят температуру заготовки и проковать ее будет невозможно.

В патентуемой конструкции ковочного устройства предусмотрено отключение подачи охлаждающей воды в каналы, выполненные в бойках. Для того чтобы перекрыть канал 36 в боковом бойке 5, закрывают вентили 44 и 46 и открывают вентиль 45 (фиг.1, 2). Охлаждающая вода проходит по каналам 35, 37, охлаждая держатель бокового бойка 3 в местах крепления антифрикционных пластин. Таким образом, отводится тепло от антифрикционных пластин и за счет этого устраняется возможность их выхода из строя из-за перегрева. Оставшаяся в канале бокового бойка 5 вода нагревается до парообразного состояния, а образовавшейся пар выходит в атмосферу через предохранительный клапан 47 (фиг.1, 2). Аналогично поступают и с другими бойками, перекрывая вентили на трубопроводах, соединяющих каналы в бойках, и открывая вентили в трубопроводах, соединяющих каналы в держателях бойков. Оставшаяся в каналах бойков вода превращается в пар и через предохранительные клапаны выходит в атмосферу, что предотвращает разрушение трубопроводов и бойков.

Предлагаемая конструкция четырехбойкового ковочного устройства уменьшает возможность выхода из строя антифрикционных пластин из-за из перегрева в процессе ковки, а также обеспечивает повышение стойкости бойков в 3-5 раз при ковки углеродистых и низколегированных конструкционных и инструментальных сталей в четырехбойковом ковочном устройстве на гидравлическом ковочном прессе.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент Российской Федерации №2242322, МПК B 21 J 13/02, 7/16, опубл. в Бюл. изобр. №35, 20.12.2004 г.

2. Патент Украины №69879, МПК B 21 J 13/02 от 15.04.2004 г.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков и заготовок на гидравлических ковочных прессах и радиально-обжимных машинах. Устройство содержит два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанные с ними два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, установленные на наклонных плоскостях антифрикционные пластины и четыре бойка. В устройстве предусмотрена система охлаждения бойков и держателей бойков. Упомянутая система включает вентиль подачи воды, коллекторы подвода и слива воды, трубопроводы и гибкие шланги. В держателях бойков и в бойках выполнены каналы. Трубопроводы, выходящие из коллектора подвода воды, соединены с каналами в держателях бойков и в бойках. Указанные каналы с другой стороны соединены трубопроводами с коллектором слива воды. Каналы в держателях бойков расположены под местами крепления антифрикционных пластин, а каналы в бойках - под их рабочими поверхностями. В результате обеспечивается увеличение срока эксплуатации антифрикционных пластин и бойков за счет отвода от них избыточного тепла. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Четырехбойковое ковочное устройство, содержащее два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанные с ними два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, установленные на наклонных плоскостях держателей антифрикционные пластины и четыре бойка с рабочими поверхностями, прикрепленные к держателям бойков, отличающееся тем, что оно снабжено системой охлаждения бойков и держателей бойков, включающей вентиль подачи воды, коллекторы подвода и слива воды, трубопроводы, гибкие шланги, при этом в держателях бойков и в бойках выполнены каналы, а трубопроводы, выходящие из коллектора подвода воды, соединены с каналами в держателях бойков и в бойках, которые с другой стороны соединены трубопроводами с коллектором слива воды, при этом каналы в держателях бойков расположены под местами крепления антифрикционных пластин, а каналы в бойках - под их рабочими поверхностями.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопроводы, соединенные с каналами в бойках, соединены между собой с образованием с каналами в бойках замкнутых контуров, при этом на каждом из этих трубопроводов установлен вентиль, а в каждом замкнутом контуре на одном из трубопроводов, соединенном с каналом в бойке, установлен предохранительный клапан.