Автоматическая линия для изготовления деталей типа топоров Советский патент 1992 года по МПК B21D43/00 B21D41/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к автоматическим линиям для горячей объемной штамповки.

Известна автоматическая линия для Горячей объемной штамповки, состоящая й.з нагревательного устройства, пресса для выполнения формующих операций, обрезного пресса, ковочных вальцов и устройств для перемещения заготовки, поковки и отходов.

Недостаток известной автоматической линии заключается в том, что устройства для перемещения заготовки в инструмент линии не обеспечивают манипулирования заготовкой при ее перемещении вдоль линии и укладки в штамп, вследствие чего на линии не могут быть изготовлены поковки топоров, требующие сложного манипулирования ими как при перемещении, так и в штамповом пространстве обрабатывающих машин и приложения к заготовкам усилия при отличном друг от друга положении на технологических переходах.

Наиболее близкой к предлагаемой является поточная линия изготовления топоров, содержащая .нагревательную печь, ковочный многопозиционный пресс, передаточный стол, ковочные вальцы для раскатки полотна топора, обрезной пресс для обрезки полотна топора, штамповочный молот для калибровки, станок для двухстороннего горячего фрезерования и средства для транспортировки топора между ними.

Основной недостаток линии заключается в ее низкой производительности, так как в основу линии заложен технологический процесс, требующий большого числа технологических операций, например, только для обработки давлением порядка 16-ти переходов, что вовлекло в поточную линию большое количество оборудования и тем самым увеличило размеры капиталовложений и расходы на содержание; разнокалибер- ность оборудования, отсутствие средств ориентации и манипулирования заготовкой не только снижает производительность, но и делает невозможной автоматизацию линии и снижает точность поковок, особенно- на операциях раскатки полотна на вальцах и прошивке отверстия; отсутствие средств прижима заготовки на операциях прошивки и обрезки также снижает качество штамповок.

Цель изобретения - повышение уровня автоматизации линии и качества поковок.

Указанная цель достигается тем, что линия снабжена устройством для перемещения топора между формообразующим прессом и ковочными вальцами, выполненными в виде установленной в корпусе каретки, механизма перемещения каретки, поворотных ложементов, закрепленных на каретке, механизма поворота ложементов, траверсы с дополнительными

0 ложементами, установленной на корпусе с возможностью вертикального перемещения, и привода вертикального перемещения, устройством для перемещения топора через ручьи ковочных вальцов, выполнен5 н ым в виде ползушки с клещевым захватным органом, установленной на продольной направляющей около вальцев с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и механизмов размы0 кания захватного органа, установленных по краям упомянутой направляющей, при этом каретка устройства для перемещения топора между формообразующим прессом и ковочными вальцами связана с ползуш5 кой посредством тяги с пружинным компенсатором, устройством для перемещения топора между ковочными вальцами и оборудованием для обрезки и калибровки, выполненным в виде допол0 нительного корпуса с размещенными в нем механизмом для кантования, дополнительной кареткой с ложементами и дополнительной траверсы, имеющей возможность вертикального леремеще5 ния, также линия снабжена средством для дорнования, установленным в ковочном многопозиционном прессе, и клещевыми перекладчиками для перекладки топора по ручьям штампов.

0 Сопоставимый анализ с известной линией показывает, что предлагаемая автоматическая линия для изготовления деталей типа топоров отличается наличием шагового устройства для перемещения

5 топора между формообразующим прессом и ковочными многоклетьевыми вальцами, выполненного в виде установленной в корпусе каретки с поворотными ложементами и траверсы с дополнительными ложемен0 тами, имеющей возможность вертикального перемещения, наличием средства для дорнования размещенного в ползуне и штампе формообразующего пресса, выполненного в виде силового цилиндра,

5 ползушки с дорном, установленной на колонках, и механизма фиксации заготовки, наличием устройства для перемещения поковки между фомообразующим прессом и ковочными вальцами, выполненного в .виде ползушки с клещевым захватным органом, размещенной на горизонтальной направляющей и сочлененной с упомянутой выше кареткой посредством тяги с пружинным компенсатором, а также двух механизмов размыкания захватного органа, наличием шагового устройства для перемещения топора от ковочных многоклетьевых вальцев к оборудованию для обрезки и калибровки, выполненного в виде механизма для кантования, дополнительных каретки и траверсы, установленных в дополнительном корпусе. Перечисленные выше отличия, наряду с оснащением линии клещевыми перекладчиками для перекладки по ручьям формообразующих, обрезных и калибровочных штампов позволяют полностью автоматизировать процесс изготовления деталей типа топора и повысить их качество.

На фиг. 1 изображена линия, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А (средство до- рнования формообразующего пресса) на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - участок линии между формообразующим прессом и ковочными вальцами, общий вид; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4; на фиг, 6 - вид Г на фиг. 4; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 4 (кинематическая схема устройства для перемещения поковки между формообразующим прессом и вальцами); на фиг. 8 - разрез Е-Е на фиг. 4; на фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 4; на фиг. 10 - участок линии между ковочными вальцами и оборудованием для обрезки и калибровки (калибровочным прессом), общий вид; на фиг. 11 - вид 3 на фиг. 10; на фиг. 12 - разрез И-И на фиг. 11 (привод механизма для кантования); на фиг. 13 - вид К на фиг. 10.

Автоматическая линия для изготовления деталей tvma топоров состоит из нагревателя 1 заготовок, загрузчика 2 заготовок, формообразующего пресса 3 со смонтированной в нем клещевой подачей 4 с клещами 5-10, закрепленными на грейферной линейке 11 клещевой подачи 4, штампом 12, содержащим многопозиционный инструмент 13 для формирования обуха, всада и лезвия деталей типа топора с механизмом 14 формирования -обуха, содержащим заднюю матрицу 15, а также средства для дорнова- ния, содержащего силовой цилиндр 16, размещенный в расточке 17 ползуна 18 формообразующего пресса 3, пневмогидро- аккумулятор 19, соединенный с расточкой 17 каналом 20 и снабженный зарядным устройством 21, опорную ползушку 22 с закрепленным на ней посредством крышки 23, штифта 24 и болтов 25, дорном.26 с формирующим выступом 27, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения на вертикальных колонках 28, закрепленных в плите 29 штампа 12, сочлененную посредством толкателя 30 с поршнем 31 упомянутого силового цилиндра 16, при этом многопозиционный инструмент 13 на позиции формирования обуха также содержит нижнюю матрицу 32, закрепленную к нижней плите 33 штампа 12 и механизм фиксации заготовки, содержащий

0 размещенные в нижней плите 33 направляющую 34, ось 35 с качающимся рычагом 36 и матрицей 37 и боковой копир 38, закрепленный в верхней плите 29 штампа 12, постоянно сочленённый своими плоскостями

5 с упомянутыми направляющей 34 и качающимся рычагом 36. Автоматическая линия далее состоит из ковочных многоклетьевых вальцов 39, содержащих станину 40 и смонтированные на ней привод 41 и последова0 тельно расположенные пары валков с закрепленным на них инструментом 42-44 с общей горизонтальной плоскостью разъема и различной высотой зазора hi, h2, ha, при этом последняя (калибрующая) клеть с

5 инструментом 44 выполнена закрытой посредством траверс 45 и 46, стянутым шпильками 47; устройства 48 для перемещения поковки (топора) между формообразующим прессом 3 с ковочными вальцами 39, содер0 жащего раму 49; в верхней части которой установлена горизонтальная направляющая 50, каретку 51, перемещающуюся возвратно-поступательно по направляющей 50 на роликах 52, несущую поворотные ложе5 менты 53 и 54 со штифтовыми фиксаторами 55, опору 56, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости между упорами 57 и 58, смонтированными в раме

0 49, и несущую закрепленные на ней опорные ложементы 59-61 с фиксаторами 62, привод 63 перемещения каретки 51 и привод 64 возвратно-поступательного перемещения опоры 56 в вертикальной

5 плоскости механизма, для поворота в горизонтальной плоскости транспортируемых поковок, состоящего из вертикальных поворотных осей 65, установленных с возможностью поворота в каретке 51, в верх0 ней части которых закреплены ложементы 53 и 54, а в нижней - рычаги 66 с роликами 67, подпружиненные пружиной 68, и упоров 69 и 70, установленных вблизи направляющей 50.

5 Автоматическая линия также содержит устройство 71 для перемещения поковки (топора) через ручьи ковочных вальцов 39, состоящее из дополнительной направляющей 72, закрепленной на кронштейне 73, сочлененном со станиной 40 ковочных вальцов 39, ползушки 74, установленной на дополнительной направляющей 72 на роликах 75 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, сочлененной с кареткой 51 посредством двух тяг 76 с пружинным компенсатором 77 разности линейной скорости вальцовки и скорости каретки 51, выполненного в виде телескопической пары цилиндров 78 и 79, подпружиненных пружиной 80, опирающейся концами на размещенные в расточке цилиндра 78 втулку 81 и плавающую шайбу 82, установленную на ограничительной тяге 83 с гайками 84, клещевого захватного органа 85, смонтированного на ползушке 74, содержащего двуплечие рычаги 86 и 87, подпружиненные пружинами 88 и закрепленные на оси 89, на одних концах которых закреплены зажимные элементы (губки) 90, а на других ролики 91, механизма размыкания клещевого захвата, выполненного в виде двух силовых цилиндров 92 и 93, установленных по концам дополнительной направляющей 72, с выдвижными пальцами 94 и 95, взаимодействующими с упомя нуты- ми роликами 91. Далее в технологической последовательности расстановки оборудования автоматическая линия состоит из устройства 96 для перемещения поковки (топора) между ковочными вальцами 39 и оборудованием для обрезки и калибровки, содержащего дополнительный корпус 97, механизм 98 для кантования поковки (топора), выполненный в виде горизонтального вала 99 с ловителями 100 и 101, установленного на подшипниках 102 и 103 в корпусе 97 перпендикулярно к направлению движения поковок в линии, привода поворота вала 99, содержащего шестерню 104, закрепленную на валу 99 и находящуюся в зацеплении с зубчатой рейкой 105, несущей упоры 106 и 107 и перемещающейся возвратно-поступательно в направляющих 108 и 109 на величину хода Н и Hi, подвижный пневмоцилиндр 110с ходом Hi, сочлененный посредством своего штока 111 и штифта 112с упомянутой зубчатой рейкой 105, а посредством шарнирного соединения 113с цилиндром 114 возвратно-поступательного перемещения цилиндра 110, и закрепленных на корпусе 97 криволинейного съемника 115, буферов 116 и 117, а также содержащего дополнительную каретку 118с поворотным ложементом 119 и неподвижными ложементами 120 и 121, имеющую возможность горизонтального возвратно-поступательного перемещения в дополнительном корпусе 97 посредством зубчато-реечного привода 122, дополнительную траверсу 123 с дополнительными

опорными ложементами 124-126, привод 127 возвратно-поступательного перемещения траверсы 123 в вертикальной плоскости. Также автоматическая линия содержит

оборудование для обрезки и калибровки, состоящее из калибровочного пресса 128, трехпозиционного штампа 129, гидроприжимов 130 и 131, установленных в ползуне 132 пресса 128 над позицией 133 обрезки

лезвия и позицией 134 ребровой калибровки штампа 129, клещевой подачи 135 с четырьмя клещевыми захватами 136-139, и устройство 140 для отвода готовых деталей от калибровочного пресса 128 в тару 141.

Конструкция гидроприжимов 130 и 131 идентична конструкции силового цилиндра 16с пневмогидроаккумулятором 19 формообразующего пресса 3. Все ложементы и ловители 100 и 101 механизма 98 для кантования выполнены быстро.съемными.

Автоматическая линия работает следующим образом.

Нагретая в нагревателе до температуры

ковки заготовка (не показана) подается в ориентированном положении загрузчиком 2 к штампу 12 формообразующего пресса 3, захватывается клещами 5 клещев.ой подачи 4 и переносится в первый ручей многопозиционного инструмента 13. По команде клещевой подачи 4 осуществляется рабочий ход ползуна 18 пресса 3 и производится накол отверстия, затем клещи 6 захватывают заготовку и переносят ее с поворотом на

180° на вторую позицию инструмента 13, после чего осуществляется следующий ход ползуна 18, в результате которого прошивается отверстие в поковке (не показано), далее поковка клещами 7 захватывается и

переносится с поворотом на 180° на матрицу 32 позиции формирования обуха по- , ковки (топора). Осуществляется очередной ход ползуна 18, при этом в начале хода копир 38 давит на качающийся рычаг 36 с

матрицей 37 и фиксирует поковку в горизонтальном направлении, а затем дорн 26 заходит в отверстие, прошитое в поковке, и формирующим выступом 27 надавливает на верхний торец поковки с усилием прижима силового цилиндра 16 в конце хода ползуна 18 (на участке ходе, равном ходу поршня 31), когда усилие деформирования поковки начинает превышать усилие прижима, дорн 26 с опорной ползушкой 22

останавливается, а толкатель 30,воздействуя на поршень 31, останавливает его. В то время, как ползун 18 продолжает завершающее движение вниз, дорн 26 делает выстой, и в этот момент механизм 14 формирования обуха надавливает матрицей 15 на задний торец поковки и формирует обух.

При ходе ползуна 18 вверх поковка удерживается на матрице 32 копиром 38, воздействующим на рычаг 36 с матрицей 37, при этом дорн 26 выходит из отверстия, а механизм 14 формирования обуха отводит матрицу 15. Далее поковка захватывается клещами 8 клещевой подачи 4 и соответствующим образом сначала переносится на позицию формирования всада с поворотом на 90°, а затем клещами 9 переносится на позицию раздачи полотна поковки (топора) под вальцовку. После этого клещами 10 клещевой подачи 4 поковка укладывается, на дополнительный ложемент 59 устройства 48 для перемещения поковки между калибровочным прессом 3 и ковочными вальцами 39. После укладки заготовки в ложемент 59 клещи 10 уходят, включается привод 64 и перемещает опору 56 с опорными ложементами 59-61 вниз до упора 58. При этом поковка ложится в ложемент 53 горизонтальной каретки 51, а конечник Ki (не показан), подает команду на включение привода 63 перемещения каретки 51 в горизонтальном направлении. Каретка 51, перемещаясь вправо, подходит к упору 70, который воздействует на ролик 67 рычага 66, последний при дальнейшем ходе каретки 51 разворачивается и поворачивает поворотную ось 65 с ложементом 53 на 90°. При остановке каретки 51 после завершения рабочего шага вновь включается привод 64 и перемещает опору 56 с дополнительным ложементом 60 вверх до упора 57, при этом ложемент 60 снимает поковку с ложемента 53, после чего каретка 51 возвращается в исходное положение. Осуществляется следующий ход каретки 51 и опоры 56, при этом поковка перемещается с ложемента 60 в ложемент 61, откуда она захватывается устройством 71 для переноса поковки через ручьи ковочных вальцов 39. При этом пол- зушка 74 находится в исходном крайнем левом положении, клещевой захватный орган 85 разомкнут механизмом размыкания губок 90 клещевого захвата, выдвижной палец 94 которого, воздействуя на ролики 91, осуществляет размыкание. После укладки паковки в ложемент 61 и подъема опоры 56 вверх до упора 57, палец 94 выводится из взаимодействия с роликами 91, а пружины 88, воздействуя на рычаги 86 и 87, захватывают поковку губками 90. При следующем ходе горизонтальной каретки 51 вправо осуществляется перемещение и ползушки 74 по ее направляющей 72, так как последняя связана через пружинный компенсатор 77 разности линейных скоростей с кареткой

51, причем последняя по отношению к пол- зушке 74 является приводом. При движении ползушки 74 вправо осуществляется последовательное деформирование (раскатка)

лезвия в инструменте 42-44 ковочных вальцов 39 до толщины лезвия пз. При возникновении разности линейных скоростей кареток 51 и 74, что возможно во время операции раскатки, пружинный комленса0 тор 77 воспринимает разность скоростей посредством деформации (просадки) пружины 80. При достижении кареткой 74 крайнего правого положения клещевой захватный орган 85 подходит к устройству

5 96 для перемещения поковки между ковочными вальцами 39 и оборудованием для обрезки и калибровки, и одевает удерживаемую поковку отверстием на шты- рзобразный ловитель 101 и лезвием на вил0 кообразный ловитель 100, находящиеся в исходном положении. Затем палец 95 под воздействием цилиндра 93 размыкает клещевой захватный орган 85 и каретки 51 и 74 с захватным органом 85 возвращаются в

5 исходное положение. Подается команда на включение подвижного пневмоцилиндра 110, шток 11 которого перемещает зубчатую рейку 105 влево на ход Hi, которая, воздействуя .на шестерню 104, разворачивает вал

0 99 с ловителями 100 и 101 и поковкой (не показана) на 180° в вертикальной плоскости и укладывает поковку на поворотный Ложемент 119 каретки 118 устройства 96 для перемещения поковки между ковочными

5 вальцами 39 и оборудованием для обрезки и калибровки. Если же пресс 128 не готов принять поковку, подается команда на включение неподвижного цилиндра 114, который через шарнирное соединение

0 112, подвижный цилиндр 110, зубчато-реечное зацепление 104 и 105 поворачивает вал 99 на 90°, т.е. зубчатая рейка 105 совершает полный ход Н, равный сумме ходов подвижного 110 и неподвижного 114

5 пневмоцилиндров, до взаимодействия упора 107 с буфером 117. При этом повороте вала 99 поковка, упираясь на криволинейный съемник 115, снимается с ловителей 100 и 101 и отводится в тару (не

0 показана), а каретка 118 предварительной командой отведена своим приводом 122 в крайнее правое положение, тем самым освободив путь для прохождения ловителей 100 и 101 с поковкой. При готовности калиб5 ровочного пресса 128 к работе включается привод 122 и каретка 118 перемещается в правое положение, при этом поворачивается на 90° ложемент 119, в котором поковка ориентирована посредством вертикальных конических фиксаторов 55, затем включается привод 127 и траверса 123, поднимаясь вверх, снимает поковку своим ложементом 124 с поворотного ложемента 119, после чего каретка 118 возвращается в исходное левое положение. Последующими ходами каретки 118 и траверсы 123 поковка перемещается сначала на ложемент 125, а затем на ложемент 126, откуда захватывается за боковую стенку всада поковки (фиг. 13) клещами 136 клещевой подачи 135 и переносится на позицию 133 обрезки лезвия штампа 129. При ходе ползуна 132 вниз поковка сначала прижимается гидроприжимом 133 к нижней матрице инструмента (не показана), а затем верхней обрезной матрицей (не показана) обрезается заусенец на лезвии поковки. При ходе ползуна 132 вверх и его выстое вверху обрезанная поковка захватывается клещами 137 подачи 135 и переносится на позицию плоскостной калибровки штампа 129, а с очередным ходом подачи 135 клещи 138 переносят поковку на позицию 134 ребровой калибровки, на которой смыкающийся рычажный механизм (не показан) штампа 129 калибрует две ребровые поверхности поковки при очередном ходе ползуна 132 вниз. А при подъеме ползуна 132 вверх гидроприжим 134 возвращает упомянутый рычажный механизм в разомкнутое исходное положение. После этого готовая деталь перемещается клещами 139 с позиции 134 штампа 129 на транспортирующее устройство 140, которое перемещает готовые детали от пресса 128 в тару 141 или же передается на следующие технологические участки для термообработки и заточки лезвия (не показано).

Все движения механизмов линии и заготовки (поковки) контролируются датчиками, например, конечными выключателями и фотоголовками, сигналы которых поступают в электронную систему управления линией (не показано). При замене инструмента и ложементов автоматическая линия легко перестраивается на другой типоразмер деталей.

Технические преимущества предлагаемой автоматической линии по сравнению с известной заключаются в обеспечении автоматической объемной штамповки, обрезки и калибровки поковок на линии с сокращенным числом оборудования, в обеспечении манипулирования заготовкой (поковкой) в процессе перемещения ее между машинами для обработки металлов давлением, в изготовлении готовых поковок методом объемной штамповки и калибровки с высокой производительностью и высоким качеством.

Формула изобретения

1.Автоматическая линия для изготовления деталей типа топоров, содержащая

установленные в технологической последовательности нагревательную установку,-ковочный многопозиционный пресс, ковочные вальцы для раскатки полуфабриката, оборудование для обрезки и калибровки, устройство для транспортировки поковок между технологическим оборудованием и систему управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения уровня автоматизации и качества изгоговления топоров, она

снабжена устройством для дорнования, установленным в ковочном многопозиционном прессе, и клещевыми перекладчиками для шагового перемещения поковок между позициями штампов прессов, устройство для транспортировки поковок между формообразующим прессом и ковочными вальцами выполнено в виде установленной в корпусе каретки, механизма перемещения каретки, поворотных ложементов, закрепленных на каретке, механизмов поворота ложементов, траверсы с опорными ложементами, установленной на корпусе с возможностью вертикального перемещения, и привода вертикального перемещения траверсы, устройство для транспортировки поковок в ковочных вальцах выполнено в виде продольной направляющей, закрепленной в зоне,

примыкающей к вальцам, ползушки, установленной по продольной направляющей с возможностью возвратно-поступательного перемещения, клещевого захватного органа, размещенного на

ползушке, механизмов размыкания захватного органа, установленных по концам указанной направляющей, при этом каретка связана с ползушкой посредством пружинного компенсатора и двух тяг, сопряженных между собой посредством указанного компенсатора, устройство для транспортировки поковок между ковочными вальцами и оборудованием для обрезки и калибровки выполнено в виде дополнительного корпуса и размещенных в нем механизма для кантования, дополнительных каретки с поворотным ложементом и траверсы с тремя опорными ложементами.

2.Линия по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для дорнования выполнено в виде силового цилиндра, вертикально размещенного в ползуне пресса и связанного с силовым цилиндром пневмо- гидроаккумулятора, опорной ползушки, на которой закреплен дорн с формообразующим выступом, установленной на верхней плите штампа с возможностью возвратно- поступательного перемещения в вертикальной плоскости, толкателя, связывающего шток силового цилиндра с опорной ползуш- кой, и средство для фиксации поковки на нижней плите штампа.

3. Линия по п. 1,отличающаяся тем, что клещевой захватный орган выполнен в виде подпружиненных двуплечих рычагов, роликов, установленных на одних концах рычагов, и зажимных элементов, смонтированный на вторых концах.рычагов, а механизм размыкания клещевого захватного органа выполнен в виде дополнительного силового цилиндра, конусного пальца, закрепленного на штоке указанного силового цилиндра с возможностью взаимодействия с роликами клещевого захватного органа.

4. Линия по п. 1,отличающаяся тем, что ковочные вальцы выполнены многоклетьевыми с различной величиной зазора между инструментом и с общей горизонтальной плоскостью разъема, причем входные клети вальцев выполнены открытыми, а выходная клеть - закрытой.

5. Линия по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я

тем, что механизм для кантования поковок выполнен в виде горизонтально размещенного в дополнительном корпусе вала, двух ловителей, смонтированных на валу, привода поворота ловителей и съемника, установленного с возможностью взаимодействия с ловителем в одном из крайних их положений.

Изобретение касается обработки металлов давлением, в частности автоматических линий для горячей объемной штамповки. Цель изобретения - повышение производительности поковок и качества поковок. Автоматическая линия содержит индукционный нагреватель 1, загрузчик 2 заготовок в пресс 3 для формообразования, оснащенный клещевой подачей 4 и инструментом 13, на позиции формирования обуха которого размещены механизм выстоя дорна и механизм фиксации заготовки, транспортирующее устройство 7 с горизонтальной кареткой и поворотными ложементами, сочлененное посредством компенсатора 77 разности линейных скоростей с кареткой 71, установленной на-направляющей у ковочных многоклетьевых вальцев 39 и оснащенной клещевым захватом, а также устройством для кантовки и укладки поковки на каретку устройства 96 транспортировки, калиброванным прессом 128, оснащенным клещевой подачей 135 и инструментом 136, сочлененными с гидроприжимами 130, установленными на ползуне 129, и устройством 140 для отвода топора в тару. 4 з.п.ф-лы, 13 ил. s IW f

Р«г.З.

Р«г,9

/

/19

/

1727945

и-и