Технологический модуль для объемной штамповки Советский патент 1992 года по МПК B21D43/00 

Изобретение относится к механизации и автоматизации обработки металлов давлением, а именно к устройствам для переноса заготовок от нагревательного устройства к прессу и укладки их в штамп. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при автоматизации штамповки поковок с удлиненной осью на горячештамповочных прессах.

Известен роботизированный технологический комплекс (FTK) для штамповки поковок с удлиненной осью, имеющий нагревательное устройство, робот и штамповочный молот, а также непрямолинейный

склиз для заготовок, позволяющий поворачивать заготовку в плане в процессе скольжения ее по склизу, ориентируя в необходимом направлении при подаче к роботу. Этот РТК позволяет механизировать перенос заготовки от нагревательного устройства к роботу и ее поворот, но доступ к заготовке при этом ограничен, так как она находится на склизе, что вызывает необходимость в выполнении дополнительных ее перемещений при подаче в штамп.

Из известных модулей для объемной горячей штамповки поковок наиболее близким техническим решением является

Os

ю

ЯО&

4

Ы

укладчик заготовок к штамповочному прессу, выбранный в качестве прототипа. Укладчик установлен о окне станины пресса, содержит механизм разворота в горизонтальной плоскости заготовки, поступающей из нагревательного устройства, захватный механизм, смонтированный на каретке с приводом ее возвратно-поступательного перемещения, а также механизм поворота захватного механизма в вертикальной пло- скости. Механизм разворота заготовки в горизонтальной плоскости выполнен в виде кронштейна, закрепленного на станине, несущего в направляющих втулках скалку с уравновешивателем, поворотным устройст- вом и лотком.

Недостатком данного укладчика является то, что с его помощью не представляется возможным надежно принять заготовку с транспортера от нагревательного устройст- ва. Необходимость использования транспортера возникает при штамповке поковок повышенного веса (10-40 кг, 0100-150 мм), когда размеры и масса нагревательного устройства не позволяют размещать его не- посредственно у пресса над укладчиком. Кроме того, несущие элементы механизма разворота заготовки при автоматической работе, значительную часть времени находятся, под воздействием теплового излуче- ния нагретых заготовок, перегреваются и имеют пониженную надежность в работе.

Целью изобретения является повышение надежности работы модуля зз счет автоматизированного приема заготовок с транспортера нагревательного устройства и охлаждения элементов, подвергающихся тепловому облучению,

Поставленная цель достигается созданием технологического модуля для объем- ной штамповки поковок, состоящего из нагревательного устройства с транспортером, штамповочного пресса и смонтированного в окне станины пресса для передачи заготовок между ними укладчика, имеющё- го механизм их разворота, выполненный в виде кронштейна, закрепленного на станине и несущего в направляющих втулках скалку с уравнооешивателем, поворотным устройством и лотком для заготовки. При этом скалка с лоткзм, направляющими втулками, уравновешиоателем и поворотным устройством размещены в общем корпусе. шарнирно соединенном с кронштейном, образуя качающийся лоток, а механизм разво- рота заготовок снабжен механизмом отклонения качающегося-лотка в положение для приема заготовок с транспортера нагревательного устройства, выполненным в виде смонтированного в подшипниках на

кронштейне качающегося поршневого цилиндра, содержащего в полостях пружины сжатия, в крышке штоковой полости - обратный клапан, дроссель, и связанного шарнирно штоком с корпусом качающегося лотка. Причем уравновешиватель скалки выполнен пружинным, лоток снабжен противовесом, в скалке, лотке и корпусе выполнены полости для подвода охлаждающей жидкости, а поворотное устройство выполнено в виде установленных на жестко закрепленных на скалке осях роликов, размещенных о винтовых копирных пазах корпуса качающегося цилиндра.

Скалка качающегося лотка выполнена двухстенной, имеющей две полости для ох- лаждающей жидкости, одна из которых образуется внутренней замкнутой стенкой, а вторая - наружной и внутренней стенками. Скалка несет лоток, выполненный из двух жестко соединенных со скалкой криволинейных труб и двух прямолинейных труб - направляющих для заготовки, жестко связывающих криволинейные трубы, при этом полости скалки и прямолинейных труб соединены с полостями криволинейных труб. Кроме того, корпус качающегося лотка выполнен из двух замкнутых стенок, образующих полость для охлаждающей жидкости, полости скалки и корпуса имеют отверстия для ее подвода и отвода.

Скалка качающегося лотка снабжена буртом, несущим пружину сжатия, и съемным упором, ограничивающим ее ход, пружинный уравновешиватель выполнен в виде пружины сжатия, размещенной между скалкой и корпусом, опирающейся в дно корпуса в нажимную втулку, контактирующую со съемным упором скалки и направляющей втулкой корпуса.

Противовес жестко закреплен на прямолинейной трубе лотка, обеспечивая создание момента ввертывания скалки в корпус при наклонном положении качающегося лотка с помощью поворотного устройства.

Лоток снабжен указателем положения заготовки, выполненным в виде диска указателя, установленного на винте, регулирующем положение упора заготовки, и шкалы, закрепленной но лотке.

На фиг. 1 показан общий вид модуля для горячей штамповки поковок;на фиг. 2 - вид/i на фиг, 1; us фиг. 3 - место I на фиг. 1 при вертикальном положении качающегося пот- ка и опущенной скалке; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг„ 3,

Технологический модуль для объемной штамповки состоит из нагревательного уст- ройстеа 1, выполненного в виде индукционной установки, с транспортером 2, штамповочного пресса 3 со штампом 4 и смонтированного в окне станины 5 пресса 3 для передачи заготовок 6 между ними укладчика 7. Укладчик 7 имеет механизм разворота 8 (см. фиг. 3) заготовок б в горизонтальной плоскости, выполненный в виде кронштейна 9 (см. фиг. 1), закрепленного на станине

5и несущего в направляющих втулках 10 (см. фиг. 3) скалку 11 с уравновешивателем 12, поворотным устройством 13 и лотком 14. Укладчик 7 имеет Захватный механизм 15 (см. фиг. 2) с керновыми захватами, смонтированный на каретке 16 с приводом 17 ее возвратно-поступательного перемещения, а также механизм 18 (см. фиг. 1) поворота захватного механизма 15 в вертикальной плоскости. Скалка 11 с лотком 14, направляющими втулками 10, уравновешивателем 12 и поворотным устройством 13 размещены в корпусе 19, шарнирно соединенном с осью 20 (см. фиг. 4) с кронштейном 9, образуя качающийся лоток 21 (см. фиг. 1). Механизм разворота 8 заготовки 6 снабжен механизмом 22 (см. фиг. 3) отклонения качающегося лотка 21 в положение для приема заготовки

6с транспортера 2 нагревательного устройства 1, выполненным в виде смонтированного в подшипниках 23 (см. фиг, 4) на кронштейне 9 качающегося поршневого цилиндра 24 (см. фиг. 3), содержащего в поршневой полости пружину сжатия 25 (витая) и пружину 26 (тарельчатая) в штоковой полости, а в крышке 27 штоковой полости цилиндра - обратный клапан 28 и дроссель 29. Обратный клапан 28 выполнен в виде шарика 30, установленного в отверстии, соединяющем полость цилиндра с атмосферой, и прижимаемого к гнезду пружиной 31, непозволяющего истекать сжатому воздуху из штоковой полости в атмосферу. Дроссель 29 выполнен в виде болта 32, имеющего скос на резьбовой части, ввернутого в резьбовое отверстие крышки 27. Скос на болте позволяет регулировать давление воздуха в штоковой полости цилиндра 24 при перемещении поршня 33, имеющего уплотнение в виде поршневых колец 34, в направлении крышки 27. Шток 35 цилиндра 24 шарнирно с помощью оси 36 (см. фиг. 4) связан с корпусом 19 качающегося лотка 21. Уравновешиватель 12 скалки 11 выполнен пружинным, лоток 14 снабжен противовесом 37 (см. фиг. 5). В скалке 11, лотке 14 и корпусе 19 выполнены полости для подвода охлаждающей жидкости, а поворотное устройство 13 выполнено в виде установленных на жестко закрепленных на скалке 11 осях 38 (см. фг.г. 3) роликов 39, размещенных в винтовых пазах 40 (см. фиг. 1) корпуса 19 качающегося лотка 21.

Скалка 11 качающегося лотка 21 выполнена двухстенной, имеющей две полости

для охлаждающей жидкости, одна из которых 41 (см. фиг, 5) образуется внутренней замкнутой стенкой 42, а вторая 43 - наружной 44 и внутренней 42 стенками. Лоток 14 выполнен из двух жестко соединенных (сваренных) со скалкой 11 криволинейных труб 45, 46 и двух прямолинейных труб 47 - направляющих для заготовки 6, жестко связывающих криволинейные трубы 45 и 46, При этом полости 41, 43 скалки 11 и полости

прямолинейных труб 47 соединены соответственно с полостями криволинейных труб 45 и 46. Кроме того,корпус 19 выполнен из двух замкнутых стенок 48 и 49 (см. фиг. 3), образующих полость 50 для охлаждающей

жидкости. Полости 41 и 43 скалки 11 и полость 50 корпуса 19 имеют отверстия 51 для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Скалка 11 снабжена буртом 52, несущим пружину сжатия, и съемным упором 53,

ограничивающим ее ход. Пружинный урав- новешиватель 12 выполнен в виде пружины сжатия 54, размещенной между скалкой 11 и корпусом 19, опирающейся в дно корпуса 19 и нажимную втулку 55, контактирующую

со съемным упором 53 скалки 11 и направляющей втулки 10 корпуса 19.

Противовес 37 жестко закреплен на прямолинейной трубе 47 лотка 14, обеспечивая создание момента ввертывания скалки 11 в корпус 19 при наклонном положении лотка 21 с помощью поворотного устройства 13.

Лоток 14 снабжен указателем положения заготовки 6 на лотке 14, выполненным в

виде диска-указателя 56 (см. фиг. 5), установленного на винте 57, регулирующем положение упора 58 для заготовки 6, и шкалы 59. закрепленной на лотке 14.

Кроме того,на крышке 27 поршневого

цилиндра 24 установлена амортизационная прокладка 60 (см. фиг. 4), имеющая возможность взаимодействовать со штоком 35, снабженным буртом, а на бурте скалки 11 качающегося лотка 21 установлена тарельчатая пружина 61 (см. фиг, 3). Вертикальное положение качающегося лотка 21 фиксируется датчиком 62, наклонное датчиком 63 (см. фиг. 1), раскрытое положение клещей захватного механизма 15 - датчиком 64 (см.

фиг. 2), закрытое - датчиком 65. Горизонтальное положение захватного механизма 15 фиксируется датчиком 66 (см. фиг. 1), а левое положение каретки 16 -датчиком 67, Поступление нагретой заготовки 6 на правый конец транспортера фиксируется тепловым датчиком 68

Технологический модуль для объемной штамповки работает следующим образом.

В исходном положении перед началом штамповки поковок заготовка 6 находится на выходе из нагревательного устройства 1, транспортер 2 включен, качающийся лоток 21 механизма 8 (см. фиг. 3) разворота заготовки б находится в отклоненном в сторону транспортера 2 (см, фиг. 1) положении и удерживается в нем механизмом 22 (см. фиг. 3) отклонения лотка. Скалка 11 и лоток 14 находятся в верхнем положении и удерживаются пружинным уравновешивателем 12. При этом упор 58 (см. фиг. 5) с помощью диска-указателя 56 и шкалы 59 установлен на соответствующую длину заготовки, а продольная ось лотка 14 (см. фиг. 3} направлена в сторону транспортера 2 (см. фиг, 1). Механизм 18 поворота захватного механизма 15(см. фиг. 2)удерживает его при каретке 16, находящейся в левом крайнем положении, в поднятом состоянии, при этом керно- вые захваты этого механизм находятся в зоне расположения торцов заготовки 6 при вертикальном положении качающегося лотка 21 (см. фиг. 1). При выталкивании нагретой заготовки 6 (см. фиг. 1) из нагревательного устройства 1 она транспортером 2 подается в лоток 14. При наклонном положении качающегося лотка 21 пружинный ураоновешиватель 12 (см фиг. 3) и противовес 37 (см. фиг. 5) удерживают лоток 14 (см. фиг. 1) с заготовкой 6 в верхнем положении. Под действием полного веса заготовки б качающийся лоток 21 начинает перемещаться из наклонного положения в вертикальное, сжимая пружину 25 (см. фиг. 3) поршневого цилиндра 24. При приближении лотка 21 к вертикальному положению действие момента ввертывания скалки 11 о корпус 19, создаваемого противовесом 37, значительно уменьшается, а величина усилия сжатия пружины 54 весом заготовки 6 увеличивается и скалка 11 опускается, разворачивая заготовку 6 вокруг своей оси. При вертикальном положении качающегося лотка 21 (см. фиг. 3), которое определяется штоком 35, опирающимся своим буртом через амортизационную прокладку 60 (см. фиг. 4) в крышку 27 (см. фиг. 3) поршневого цилиндра 24, заготовка 6 размещается между кер- новыми захватами захватного механизма 15 (см, фиг, 2). Датчик 62 (см. фиг. 3) вертикального положения качающегося лотка 21 (см. фиг. 1) и сигнал о готовности пресса к работе дают сигнал на захват заготовки 6 захватным механизмом 15 (см. фиг. 2). При захвате заготовки 6 датчик 65 (см. фиг. 2) закрытого

положения клещей дает сигнал на включение привода 17 каретки 16, которая перемещает захватный механизм 15 с заготовкой 6 в левое положение. В процессе этого перемещения механизм 18 (см. фиг. 1) поворота захватного механизма 15 в вертикальной плоскости под действием веса заготовки 6 переводит его в горизонтальное положение и заготовка 6 укладывается в ручей штампа

04, При этом датчик 66 горизонтального положения захватного механизма 15 (см. фиг. 2) дает сигнал на раскрытие захозтного механизма 15, а датчик 64 (см. фиг. 2) его раскрытого состояния - нз отвод каретки 16 и

5 эти механизмы занимают исходное положение. Датчик 67 (см. фиг. I) левого положения каретки 16 дает сигнал системе управления па включение пресса и штамповку заготовки Качающийся лоток 21 после освобожде0 ния от заготовки 6 под действием пружины 25 (см, фиг. 3) поршневого цилиндра 24 механизмом отклонения 22 отводится в наклонное положение. При этом воздух, находящийся в штоковой полости поршне5 вого цилиндра 24, благодаря обратному клапану 28 сжимается и скорость перемещения качающегося лотка 21 в наклонное положение определяется сечением регулируемого дросселя. Амортизация это0 го перемещения в конце хода поршня 33 осуществляется тарельчатой пружиной 27. Одновременно после освобождения лотка 14 от заготовки 6 пружинный уравновеши- ватель 12 осуществляет подъем лотка 14.

5 Кинетическую энергию, возникающую при этом перемеа(ении скалки 11, поглощает тарельчатая пружина 61. К моменту окончания штамповки заготовки прессом 3 (см. фиг. 1) толкатель нагревательной установки, кото0 рым определяется темп штамповки, подает следующую заготовку 6, которая до окончания штамповки подается транспортером 2 в лоток 14 и качающийся лоток 21 занимает вертикальное положение. Включение меха5 низмов укладчика на следующий цикл осуществляется блоком управления модулем после окончания прессом 3 штамповки поковки. Блокировка несинхронной работы модуля осуществляется тепловым датчиком

0 68, фиксирующим положение заготовки 6 в конце транспортера 2, и датчиком 63, фиксирующим наклонное положение качающегося лотка 21. При поступлении сигнала от теплового датчика 68 и отсутствии сигнала

5 от датчика 63 транспортер 2 отключается системой управления и останавливается до того момента, когда качающийся лоток 21 займет наклонное положение. Выполнение модуля для горячей штамповки описанным способом благодаря тому, что он имеет возможность принимать нагретые заготовки с транспортера нагревательного устройства, сохраняя работоспособность при повышенных температурных условиях, позволяет повысить надежность работы модуля и автоматизировать штамповку поковок при подаче заготовок от нагревательного устройства транспортером.

Формула изобр е.т е н и я 1. Технологический модуль для объем- ной штамповки, содержащий нагревательное -устройство с транспортером, штамповочный пресс и смонтированный в окне станины пресса укладчик для передачи заготовок между ними, механизм разворота заготовок в виде кронштейна, закрепленного на станине, имеющий в направляющих втулках скалку с уравновешивателем, поворотным устройством и лотком, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, скалка с лотком, направляющими втулками, уравновешивателем и поворотным устройством размещены в общем корпусе, шарнирно соединены с кронштейном, образуя качающийся лоток, а механизм разворота заготовок снабжен механизмом отклонения качающегося лотка в положение для приема заготовок с транспортера нагревательного устройства, выполненным в виде смонтированного в подшипниках на кронштейне качающегося поршневого цилиндра, содержащего в полостях пружины сжатия, а в крышке штоковой полости - обратный клапан и дроссель, и связанного шарнирно штоком с корпусом качающегося лотка, при этом уравновешиватель скалки выполнен пружинным, лоток снабжен противовесом, в скалке,лотке и корпусе выполнены полости для охлаждающей жидкости, а поворотное устройство выполнено в виде установленных на жестко закрепленных на скалке осях роликов, размещенных в винтовых копирных пазах корпусах качающегося лотка.

2.Модуль по п. 1,отличающийся тем, что скалка .качающегося лотка выполнена двухстенной, имеющей две полости для охлаждающей жидкости, одна из которых образована внутренней замкнутой стенкой, а вторая - наружной и внутренней стен ками, лоток выполнен из двух жестко соединенных со скалкой криволинейных труб и двух прямолинейных труб - направляющих для заготовки, жестко связывающих криволинейные трубы, при этом полости скалки и прямолинейных труб соединены с полостями криволинейных труб, а корпус качающегося лотка выполнен в виде двух замкнутых стенок, образующих полость для охлаждающей жидкости, при этом в полостях скалки и корпуса выполнены отверстия для ее под вода и отвода.

3.Модуль по п. 1,отличающийся тем, что скалка снабжена буртом с пружиной сжатия, нажимной втулкой и съемным упором, установленным с возможностью ограничения ее хода, пружинный уравновешиватель выполнен в виде пружины сжатия, размещенной между скалкой и корпусом и установленной с возможностью опоры в дно корпуса, и нажимную втулку, которая размещена с возможностью контакта со съемным упором скалки и направляющей втулкой корпуса.

4.Модуль по п. 1,отличающийся тем, что лротивовес жестко закреплен на прямолинейной трубе лотка.

5.Модуль по п. 1,отличающийся тем, что лоток снабжен указателем положения заготовки, винтом регулировки положения упора для заготовки, шкалой, закрепленной на лотке, а указатель положения заготовки выполнен в виде диска-указателя, установленного на упомянутом винте.

CN CD Г-

fe

I

j

5; &

,-If t.-ПЯ- 11 J - .

TfT 1

-Lai

3

.j

S7ФигЗ

n /&

46

Фиг. 5

Сущность изобретения: технологический модуль содержит качающийся лоток, состоящий из скалки, пружинного уравнове- шивателя (ПУ), поворотного устройства (ПВУ), размещенных в корпусе. ПУ выполнен в виде пружины, опирающейся в дно корпуса, и распорную втулку, контактирующую со съемным упором, закрепленным на скалке, ПВУ выполнено в виде роликов, размещенных на осях скалки и расположенных в копирных пазах. В лотке имеется регулирующий упор для установки на нем заготовки и указатель ее положения. Скалка имеет пружину. Лоток, корпус и скалка имеют полости для охлаждающей жидкости. Качающийся лоток соединен шарниром с кронштейном, закрепленным на станине, и снабжен механизмом отклонения (МО) в виде поршневого качающегося цилиндра, установленного в подшипниках на кронштейне и соединенного шарнирно с корпусом. Цилиндр содержит пружины, обратный клапан и дроссель. При работе модуля заготовка подается транспортером в отклоненный лоток. Под действием веса заготовки пружины МО и ПУ сжимаются, а лоток с заготовкой поворачивается на 90° с помощью ПВУ, занимая вертикальное положение. После захвата заготовки укладчиком лоток под действием пружин МО и ПУ занимает исходное положение. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л С