Способ горячей штамповки поковок и автоматическая линия для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B21D43/00 

меньше величины с стрелки выпуклого основания 2 чашеобразного диска-заготовки 1.

Угол наклона «плоскости вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки 1 к горизонтальной плоскости определяют из соотношения

arctg а arctg 2 Yo-BD(r-H )

Нижний предел угла наклона а , определяемый соотношением arctg f/tg--- , выбирают из условия обеспечения скатывания чашеобразного диска-заготовки 1 по наклонной плоскости 5 при трении его об опорную пластину 6. Верхний предел угла наклона а, определяемый соотношением

arct9 2 уо - В ( г - Н ) : выбирают из условия обеспечения прилегания плоскости вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки 1 к опорной пластине 6 во избежание опрокидывания, перекосов и заклинивания заготовок.

Ориентированные чашеобразные диски-заготовки 1 пакетируют в стопу 7 и нагревают в индукционном нагревателе, откуда поштучно выводят и штампуют из них поковку 8. Затем на поковке бобрубаюттехно- логические отходы 9 с получением готового изделия 10.

Автоматическая линия горячей штамповки содержит установленные по ходу технологического процесса загрузочное устройство в виде бункера 11 с приводом и тракового подъемника 12, ориентирующее устройство 13, лоток 14 возврата неориентированных чашеобразных дисков-заготовок, индукционный нагреватель 15 с толкателем 16, лоток 17 выдачи заготовок, промышленный робот 18 для подачи чашеобразных дисков-заготовок, устройство для штамповки в виде штамповочного пресса 19, транспортное средство 20, промышленный робот 21 для подачи поковок и устройство для обрезки технологических отходов в виде обрезного пресса 22.

На штамповочном прессе 19 закреплены штамп 23 и склиз 24, а на обрезном прессе 22 - обрезной штамп 25 и склиз 26. На штамповочном прессе 19 в верхнем и нижнем положениях ползуна 27 закреплены соответственно верхний 28 и нижний 29 датчики блокировки промышленного робота 18, электрически связанные с ним. На склизе 24 штамповочного пресса 19 смонтирован датчик 30 выхода штампованных поковок, электрически связанный со штамповочным прессом 19.

Траковый подьемник 12 выполнен в виде наклонно расположенной бесконечной транспортирующей ленты 31 и закрепленных на ней под углом ут к горизонтальной плоскости в продольном направлении траков 32.

Ориентирующее устройство 13 закреплено на траковом подъемнике 12 и выполнено в виде опорной 6, ограничительной 33 и

0 несущей 34 пластин, из которых опорная 6 и ограничительная 33 пластины расположены параллельно одна относительно другой и параллельно транспортирующей ленте 3/ тракового подъемни - з 12, а несущая пласти5 на 34 закреплена между ними на опорной пластине 6 с продольным наклоном ее наклонной плоскости 5 к горизонтальной плоскости под углом унп и с зазором S относительно ограничительной пластины

0 33. Зазор S между несущей 34 и ограничительной 33 пластинами ориентирующего устройства 13 больше высоты Н чашеобразного диска-заготовки 1. Продольные углы наклона к горизонтальной плоско5 сти траков 32 тракового подъемника 12 и несущей пластины 34 ориентирующего устройства 13 связаны соотношением tg ут f 1 tg УНП f2

0 Где ут, унп - продольные углы наклона к горизонтальной плоскости соответственно траков тракового подъемника и несущей пластины ориентирующего устройства, град;

fi, h - коэффициенты трения скольжения материала чашеобразного диска-заготовки о материалы соответственно транспортирующей ленты тракового подъемника и опорной пластины ориентирующего устройства.

Автоматическая линия горячей штамповки работает следующим образом.

Чашеобразные диски-заготовки 1 -технологические отходы штамповочного про5 изводства - загружаются в бункер 11, откуда траками 32 тракового подъемника 12 предварительно ориентируются и подаются в ориентирующее устройство 13.

На наклонных траках 32 чашеобразные

0 диски-заготовки предварительно ориентируются чашеобразные диски-заготовки 1 предварительно ориентируются качением по ним с опорой на транспортирующую ленту 31. В ориентирующем устройстве 13 ча5 шеобразные диски-заготовки 1 окончательно ориентируются качением цилиндрической боковой поверхностью 4 по наклонной плоскости 5 несущей пластины 34, при этом чашеобразные диски-заготовки

5

0

1,обращенные к опорной пластины 6 вогнутым основанием 3, перекатываются к индукционному нагревателю 15 и толкателем 16 подаются в нагревательную зону. Чашеобразные диски-заготовки 1, обращенные к опорной пластине 6 выпуклым основанием

2,соскальзывают с несущей пластины 34 и через зазор S между несущей 34 ограничительной 33 пластинами падают на лоток 14 возврата неориентированных чашеобраз- ных дисков-заготовок 1 и возвращаются в бункер 11. Ориентированные чашеобразные диски-заготовки 1 располагаются стопой 7 в канале индукционного нагревателя

15, плотно прижимаясь друг к другу, и рав- номерно нагреваются до заданной температуры. Нагретые чашеобразные диски-заготовки 1 выходят на лоток 17 выдачи заготовок, откуда промышленным ро- ботом 18 подаются в штамп штамповочного пресса 19. При этом в нижнем положении ползуна 27 нижний датчик 29 дает сигнал промышленному роботу 18 на захват чашеобразного диска-заготовки 1 и подачу его в штамп 23, а в верхнем положении ползуна 27 верхний датчик 28 блокирует работу промышленного1 робота 18 в положении его руки вне зоны штамповки. Штампованная поковка 8 со штампа 23 штамповочного пресса 19 сталкивается рукой промышленного робота 18 при подаче следующего чашеобразного диска-заготовки 1 в зону штамповки, при этом штампованная поковка 8 при движении по склизу 24 воздейству- ет на датчик 30 выхода поковок, который дает сигнал готовности к работе на пусковой механизм штамповочного пресса 19. При штамповке на штамповочном прессе 19 возможно залипание штампованной поков- ки в штампе 23 и при отсутствии проходящей поковки по склизу 24 датчик 30 выхода поковки 8 дает сигнал на отключение пускового механизма штамповочного пресса 19 по избежание поломки оборудования и при- способлений.

Штампованная поковка со склиза 24 поступает на транспортное средство 20, захватывается промышленным роботом 21 и подается в штамп 25 обрезного пресса 22, где вырубается готовое изделие 10, которое по склизу 26 направляется в тару, а технологические отходы 9 удаляются в тару для обрезки,

Пример. Исходную заготовку в виде чашеобразного диска-заготовки из стали ШХ15 с размерами: г 110 мм; ,5 мм; с 6,0 мм; CT 6,5 мм; D 72 мм; Н 16,5 мм ориентируют путем установки ее на цилиндрическую боковую поверхность и качением по наклонному траку тракового

подьемника шириной В 5 мм, котора5 меньше величины стрелки с 6 мм выпукло го основания. Трак закреплен под углом ут 15° к горизонтальной плоскости. При ори ентировании чашеобразный диск-заготовку подпирают транспортной лентой со сторо ны вогнутого основания с наклоном ее пло скости к горизонтальной плоскости по/ углом а- 75°. Величина этого угла больше нижнего предела, определяемого соотно шением

амин arctg - arctg

arctg 0, ,

где ft - коэффициент трения скольжени$ стали ШХ15 о транспортную ленту (f 1 0,15) но меньше верхнего предела, определяемого соотношением

«макс arctg arctg CJTT

2 уо - В - (г - Н ) 72

2 102 -5 -(110-1637 arctg 10,, где уо- расстояние от центра тяжести чашеобразного диска-заготовки до центра сфер его оснований, определяемого из соотношения

о ,4 D

(-Cf,|(M-c1(2H-c-H -c(ir,.c,f

fr4U;

Ю2 м«

(«-0- (-,-Ј)

gMo-ef УОб5-б)ио-е- б.5)-б,5.ТО-б|5)а (o-|)(

На ориентирующем устройстве чашеобразные диски-заготовки ориентируются окончательно качением по наклонной плоскости, несущей пластины такой же ширины В 5 мм и с наклоном пластины под тем же углом а- 75° к горизонтальной плоскости, что и соответствующие элементы тракового подъемника. Чашеобразные диски-заготовки, обращенные выпуклыми основаниями к опорной поверхности, падают с траков или с несущей пластины, так как величина стрелки с превышает ширину трака или наклонной плоскости несущей пластины.

Величина продольного угла наклона наклонной плоскости несущей пластины унп составляет 10°, что отвечает требованию соотношения

tg ут f 1 tg Унп f2

для обеспечения равномерности подачи заготовок, так как коэффициент трения скольжения fa чашеобразного диска-заготовки об опорную пластину равен 0,1.

Сориентированные чашеобразные диски-заготовки пакетируют в стопу в канале индукционного нагревателя и нагревают до заданной температуры, Затем нагретые заготовки поштучно выводят из нагревателя и штампуют круглую в плане поковку диаметром 82 мм и высотой 6,0 мм. Отштампованную поковку передают на обрезной пресс, где обрезают технологические отходы и вырубают комплект изделий, состоящий из двух вписанных одно в другое колец, Наружное кольцо имеет следующие размеры: наружный диаметр 66,4 мм; внутренний длиаметр 42,4 мм; внутренее кольцо имеет наружный и внутренний диаметры соответственно 42,4 и 23,8 мм. Высота каждого из колец составляет 6,0 мм.

Наружное кольцо является заготовкой для колец упорного подшипника типа 8109, внутренние-для колецупорного подшипника типа 8105.

Формула изобретения

1. Способ горячей штамповки поковок, при котором исходные заготовки ориентируют, пакетируют в стопу, нагревают в индукционном нагревателе, поштучно выводят их из нагревателя, штампуют из них поковки и обрезают технологические отходы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и экономии металла путем обеспечения возможности использования в качестве исходной заготовки технологического отхода в виде чашеобразных дисков-заготовок с выпуклым и вогнутым основаниями и цилиндрической боковой поверхностью, чашеобразный диск-заготовку ориентируют в заданном положении, при этом ориентирование чашеобразного диска-заготовки осуществляют установкой его своей цилиндрической боковой поверхностью на наклонную плоскость и качением по ней, при этом чашеобразный диск-заготовку подпирают опорным элементом со стороны вогнутого основания с наклоном его плоскости к горизонтальной плоскости под углом, определяемым соотношением

arctg - а агсгд 2 f уо в°( г н )

где а - угол наклона плоскости вогнутого основания чашеобразного диска-заготовки к горизонтальной плоскости, град;

f - коэффициент трения скольжения материала чашеобразного диска-заготовки с материалом опорного элемента;

и -угол наклона наклонной плоскости к горизонтальной плоскости, град;

0

0

D Н -соответственно диаметр и общая высота чашеобразного диска-заготовки, мм; Уо расстояние от центра тяжести чашеобразного диска-заготовки до центра сфер его основания, мм;

В - ширина наклонной плоскости, мм; г - радиус с-феры выпуклого основания чашеобразного диска-заготовки, мм, а ширину наклонной плоскости выбирают меньше величины стрелки выпуклого основания чашеобразного диска-заготовки, причем при последовательном ориентировании чашеобразных дисков-заготовок с использованием ряда наклонных плоскостей и

5 опорных пластин, продольные углы наклона наклонных плоскостей к горизонтальной плоскости связаны соотношением; tgyi Щ уг fi f2

где yi , у2 - продольные углы наклона последовательно установленных наклонных плоскостей к горизонтальной плоскости, град;

fi, f2 - коэффициенты трения скольже5 ния материала чашеобразного диска-заготовки о материалы соответствующих последовательно установленных пластин.

2. Автоматическая линия для горячей штамповки поковок, содержащая установленные по ходу технологического процесса загрузочное устройство, ориентирующее устройство, индукционный нагреватель, устройство для штамповки поковок, устройство для обрезки технологических отходов,

5 два промышленных робота, один из которых установлен перед устройством для штамповки поковок, а другой - перед устройством для обрезки технологических отходов, и систему датчиков, включающую датчик вы0 хода штампованных поковок и датчики блокировки, отличающаяся тем, что она снабжена склизом, смонтированным на устройстве для штамповки поковок, датчик выхода штампованных поковок смонтиро5 вам на этом склизе и электрически связан с устройством для штамповки поковок, датчики блокировки установлены в верхней и нижнем положениях ползуна устройства для штамповки поковок и электрически связаны

0 с первым роботом, загрузочное устройство выполнено в виде бункера и тракового подъемника с наклоннорасположенной бесконечной транспортирующей лентой и с закрепленными на ней под углом к горизонтальной плоскости в продольном направлении траками, ориентирующее устройство закрепленно натраковом подъемнике и выполнено в виде опорной, ограничительной и несущей пластин, из которых опорная и ог0

5

раничительная расположены параллельностине с продольным наклоном ее наклонно

одна относительно другой с з&зором междуплоскости к горизонтальной плоскости и с

ними и параллельно транспортирующейзазором относительно ограничительное

ленте тракового подъемника, а несущаяпластины,

закреплена между ними на опорной пла-5

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к горячей штамповке круглых в плане изделий, и может быть применено в машиностроительной промышленности, в частности в подшипниковой промышленности. В качестве исходной заготовки используют технологический отход в виде чашеобразных дисков-заготовок с выпуклым и вогнутым основаниями и цилиндрической боковой поверхностью . Исходную заготовку ориентируют в заданном положении путем ее качения по наклонной плоскости и подпора опорным элементом. Даются формулы для определения параметров ориентирующего устройства. После ориентации заготовки пакетируют в стопу, нагревают и штампуют. 2 с.п. ф-лы, 10 ил. на фиг.6 - автоматическая линия горячей штамповки, общий вид; на фиг.7 - вид Б на фиг.6; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.6; на фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.7; на фиг.10 - вид Д на фиг.6. Способ горячей штамповки поковок осуществляют следующим образом. Исходную заготовку в виде чашеобразного диска-заготовки 1 с выпуклым 2 и вогнутым 3 основаниями и цилиндрической боковой поверхностью 4 ориентируют в заданном положении. Для этого чашеобразный диск-заготовку 1 устанавливают на цилиндрическую боковую поверхность 4 и катят по наклонной плоскости 5, при этом плоскость вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки опирают на опорную пластину 6 с наклоном к горизонтальной плоскости под углом а , а ширину В наклонной плоскости 5 выбирают Ё -Ч Сл5 CJ СЬ 00

1 2

Фиг.

Фиг.5.

v Bui A

Фиг. 2.

4JL 45

Фиг.6.

я и

Фи.1

Г-Г

§иг.9.

Редактор А.Лежнина

Составитель И.Ментягова

Техред М.МоргенталКорректор М.Кучерявая

24

К прессу 19 Фиг.8

биЭД

fipauomif4&

фиг.Ю.