RU2501625C1

RU2501625C1 - Four-hammer forging device

Info

Publication number: RU2501625C1
Application number: RU2012126426/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Володин; Владислав Алексеевич Сорокин; Николай Павлович Петров; Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН; Василий Васильевич Никитин; Владислав Вадимович Горшков
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш"
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2013-12-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used at four-hammer forgoing devices of hydraulic forges. Device comprises two holders of top and bottom hammers articulated with side hammer holders by eight lateral pull-away and four centering guides. Centering guides are arranged symmetrically at both sides of the device mirror plane and have axial cavities. Said cavities accommodate compression springs to displace vertically top hammer holder relative to bottom hammer holder. Antifriction plates are mounted at aforesaid inclined surfaces.

EFFECT: higher reliability, longer life, simplified design.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к четырехбойковым ковочным устройствам, и может быть использовано при ковке слитков и заготовок из различных сталей и сплавов на гидравлических ковочных прессах.The invention relates to the field of metal forming, in particular to four-sided forging devices, and can be used for forging ingots and billets of various steels and alloys on hydraulic forging presses.

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при производстве изделий с удлиненной осью, например штанг, колонн, промежуточных валов, торсионных валов, валков прокатных станов и тому подобных изделий, а также при производстве кованых заготовок из слитков и проката из углеродистых, среднелегированных, инструментальных и высоколегированных сталей и сплавов, а также цветных металлов и сплавов.The invention can be used in the engineering and metallurgical industries in the manufacture of products with an elongated axis, for example, rods, columns, intermediate shafts, torsion shafts, rolls of rolling mills and the like, as well as in the production of forged billets from ingots and rolled from carbon, medium alloyed, tool and high alloy steels and alloys, as well as non-ferrous metals and alloys.

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 (японская заявка №58-12088, Кл. B21J 9/02, 13/02, опубл. 83.03.07).Known four-sided forging device, consisting of two holders of the upper and lower strikers with inclined surfaces, kinematically, using guides - links associated with them of two holders of side strikers with inclined surfaces corresponding to the inclined surfaces of the upper and lower holders and four strikers attached to the respective holders (Japanese application No. 58-12088, CL. B21J 9/02, 13/02, publ. 83.03.07).

Недостатком данного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает высокую надежность и долговечность работы устройства, а также точность получаемых изделий и поковок.The disadvantage of this four-sided forging device is that its design does not provide high reliability and durability of the device, as well as the accuracy of the resulting products and forgings.

Известно также четырехбойковое ковочное устройство, содержащее два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми боковых разводящих направляющих, четырех центрирующих направляющих, расположенных симметрично с двух сторон относительно продольной плоскости симметрии устройства, вне зоны перемещения держателей боковых бойков, с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих держателя верхнего бойка и имеющие возможность центрирования держателей бойков, пружины сжатия, установленные с возможностью обеспечения вертикального перемещения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка, антифрикционные пластины, установленные на наклонных плоскостях держателей бойков, и бойки (патент РФ №2446906, МПК B21J 13/02, 13/04; B21K 31/00, 2010 г.).A four-sided forging device is also known, comprising two holders of the upper and lower strikers with inclined planes, two holders of the side strikers with inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers, kinematically connected with the said holders of the upper and lower strikers using eight lateral guide rails, four centering rails located symmetrically on both sides relative to the longitudinal plane of symmetry of the device, outside the zone of movement holders of the side strikers, with the possibility of vertical movement in these guides of the holder of the upper striker and having the possibility of centering the holders of the strikers, compression springs installed with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker relative to the holder of the lower striker, antifriction plates mounted on the inclined planes of the striker holders, and strikers (RF patent No. 2446906, IPC B21J 13/02, 13/04; B21K 31/00, 2010).

Недостатком известного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает высокую надежность и долговечность работы устройства, особенно при ковке высоколегированных сталей и сплавов при которой требуются большие усилия в начальный период обжатия слитка или заготовки. Это связано с тем, что в начальный период обжатия заготовки, имеющей максимальные размеры в поперечном сечении, на антифрикционные пластины, расположенные на наклонных плоскостях держателей бойков, действуют максимальные сжимающие напряжения. В известной конструкции устройства, за счет размещения пружин сжатия по оси продольной плоскости симметрии устройства, уменьшены рабочие площади антифрикционных пластин. Поэтому, при максимальном раскрытии устройства, в процессе обжатия заготовок из высоколегированных сталей и сплавов, на антифрикционные пластины, у которых в этот момент будут минимальные площади контакта, могут действовать напряжения, превышающие допустимые. Это приведет к быстрому выходу из строя антифрикционных пластин.A disadvantage of the known four-sided forging device is that its design does not provide high reliability and durability of the device, especially when forging high alloy steels and alloys, which require great effort in the initial period of compression of the ingot or billet. This is due to the fact that in the initial period of compression of the workpiece having the maximum dimensions in cross section, the maximum compressive stresses act on the antifriction plates located on the inclined planes of the die holders. In the known design of the device, due to the placement of compression springs along the axis of the longitudinal plane of symmetry of the device, the working areas of antifriction plates are reduced. Therefore, with the maximum disclosure of the device, in the process of crimping workpieces made of high alloy steels and alloys, on antifriction plates, which at this moment will have minimal contact areas, stresses may exceed the permissible ones. This will lead to a quick failure of the anti-friction plates.

Кроме того, известная конструкция устройства отличается сложностью, так как кроме направляющих колонок отдельно расположены пружины сжатия.In addition, the known design of the device is difficult, since in addition to the guide columns, compression springs are separately located.

В основу изобретения поставлена задача путем изменения конструкции ковочного устройства обеспечить повышение надежности и долговечности работы устройства и упростить его конструкцию.The basis of the invention is the task by changing the design of the forging device to provide increased reliability and durability of the device and to simplify its design.

Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, содержащем два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми боковых разводящих направляющих, четырех центрирующих направляющих, расположенных симметрично с двух сторон относительно продольной плоскости симметрии устройства, вне зоны перемещения держателей боковых бойков, с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих держателя верхнего бойка и имеющие возможность центрирования держателей бойков, пружины сжатия, установленные с возможностью обеспечения вертикального перемещения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка, антифрикционные пластины, установленные на наклонных плоскостях держателей бойков, и бойки, новым является то, что центрирующие направляющие имеют осевые полости, а пружины сжатия установлены в эти полости с возможностью вертикального перемещения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка.The problem is achieved in that in a four-gang forging device containing two holders of the upper and lower strikers with inclined planes, two holders of the side strikers with inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers kinematically connected with the said holders of the upper and lower strikers using eight lateral guide rails, four centering rails located symmetrically on both sides relative to the longitudinal plane of symmetry devices, outside the zone of movement of the holders of the side strikers, with the possibility of vertical movement in these guides of the holder of the upper striker and having the possibility of centering the holders of the strikers, compression springs installed with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker relative to the holder of the lower striker, anti-friction plates mounted on inclined planes holders of strikers, and strikers, new is that the centering guides have axial cavities, and compression springs are installed in these cavities with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker relative to the holder of the lower striker.

Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется чертежами (фиг.1-5).Patented four-sided forging device is illustrated by drawings (Fig.1-5).

На фиг.1 показано четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии, вид спереди (в сомкнутом положении); на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - вид A на фиг.2 (узел крепления пружины сжатия); на фиг.4 - вид B на фиг.3; на фиг.5 - четырехбойковое ковочное устройство при обжатии заготовки (заштриховано поперечное сечение заготовки в момент обжатия).Figure 1 shows a four-side forging device in a static state, front view (in the closed position); figure 2 is a side view; figure 3 is a view A in figure 2 (node mounting the compression spring); figure 4 is a view of B in figure 3; figure 5 - four-sided forging device during compression of the workpiece (cross hatched cross section of the workpiece at the time of compression).

Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1, держателя нижнего бойка 2, установленного на столе пресса (показан тонкими линиями), двух держателей боковых бойков 3, 4, восьми боковых разводящих направляющих 5-8, с помощью которых обеспечивается кинематическая связь держателей боковых бойков с держателями верхнего и нижнего бойков, верхнего бойка 9, нижнего бойка 10, боковых бойков 11, 12, четырех центрирующих направляющих 13-15 (фиг.1, 2). Держатели верхнего и нижнего бойков 1, 2 имеют наклонные плоскости, соответствующие наклонным плоскостям держателей боковых бойков 3, 4. Держатели верхнего и нижнего бойков 1, 2 на своих боковых стенках имеют приливы с отверстиями, симметрично расположенными относительно продольной плоскости симметрии устройства «0-0» и совпадающими в держателях верхнего и нижнего бойков. В эти отверстия установлены четыре центрирующих направляющих 13-15, выполненные в виде пустотелых колонок. При этом участки этих центрирующих направляющих 13-15 запрессованы в отверстиях держателя нижнего бойка 2 с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих держателя верхнего бойка 1. На наклонных плоскостях держателей верхнего и нижнего бойков 1, 2 установлены антифрикционные пластины 16. Внутри центрирующих направляющих 13-15, имеющих осевые полости, установлены пружины сжатия 17, 18 с возможностью вертикального перемещения держателя верхнего бойка 1 относительно держателя нижнего бойка 2 (фиг.1-5). Центрирующие направляющие колонки 13-15 в верхней части выполнены с разрезами в которые заходят толкатели 19, жестко закрепленные с держателем верхнего бойка 1 и втулкой 20. Между пружиной 17 и втулкой 20 расположена шайба 21, через которую давление передается на пружины 17 (фиг.3, 4). Толкатель 19 выполнен охватывающем втулку 20 так, что своей наружной поверхностью он скользит по внутренней поверхности полой направляющей 13 и за счет этого обеспечивается центрирование держателя верхнего бойка 1 относительно держателя нижнего бойка 2. Для центрирования пружины 17 на оси полой направляющей расположена ось 22. В каждой полой направляющей 13 на оси 22 может быть размещена одна или две пружины сжатия 17, как показано на фиг.3.The four-side forging device consists of the holder of the upper striker 1, the holder of the lower striker 2, mounted on the press table (shown by thin lines), two holders of the side strikers 3, 4, eight side distributing guides 5-8, with which the kinematic connection of the holders of the side strikers is provided with holders of the upper and lower strikers, the upper striker 9, the lower striker 10, the side strikers 11, 12, the four centering guides 13-15 (Fig.1, 2). The holders of the upper and lower strikers 1, 2 have inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the side strikers 3, 4. The holders of the upper and lower strikers 1, 2 have tides on their side walls with holes symmetrically located relative to the longitudinal plane of symmetry of the device “0-0 »And matching in the holders of the upper and lower strikers. Four centering guides 13-15 are installed in these holes, made in the form of hollow columns. While the sections of these centering guides 13-15 are pressed into the holes of the holder of the lower striker 2 with the possibility of vertical movement in these guides of the holder of the upper striker 1. On the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers 1, 2, antifriction plates 16 are installed inside the centering guides 13-15 having axial cavities, compression springs 17, 18 are installed with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker 1 relative to the holder of the lower striker 2 (Fig.1-5). The centering guide columns 13-15 in the upper part are made with cuts into which the pushers 19 are rigidly fixed with the holder of the upper striker 1 and the sleeve 20. Between the spring 17 and the sleeve 20 there is a washer 21 through which pressure is transmitted to the springs 17 (Fig. 3 , four). The pusher 19 is made covering the sleeve 20 so that it slides on the inner surface of the hollow guide 13 with its outer surface and this ensures centering of the holder of the upper striker 1 relative to the holder of the lower striker 2. To center the spring 17, an axis 22 is located on the axis of the hollow guide. hollow guide 13 on the axis 22 can be placed one or two compression springs 17, as shown in Fig.3.

В патентуемой конструкции устройства центрирующие направляющие колонки 13-15 вместе с пружинами сжатия 17, 18 расположены вне зоны размещения антифрикционных пластин 16 и, таким образом, не приводят к уменьшению рабочих площадей этих пластин. Этим достигается повышение надежности и долговечности устройства и упрощение его конструкции. Четырехбойковое ковочное устройство может быть также снабжено системой подачи смазки на антифрикционные пластины и водяной системой охлаждения бойков и держателей бойков (не показаны).In the patented design of the device, the centering guide columns 13-15 together with the compression springs 17, 18 are located outside the area of the antifriction plates 16 and, thus, do not lead to a decrease in the working areas of these plates. This is achieved by increasing the reliability and durability of the device and simplifying its design. The four-forging forging device can also be equipped with a lubrication system for anti-friction plates and a water cooling system for the strikers and strikers holders (not shown).

Четырехбойковое ковочное устройство работает следующим образом.Four-sided forging device operates as follows.

Устройство устанавливают в рабочую зону гидравлического ковочного пресса под его верхний плоский боек (не показано). При этом держатель верхнего бойка 1 не имеет крепления на подвижных частях пресса. В тоже время, держатель нижнего бойка 2 жестко закрепляют на подвижном столе пресса (показано тонкими линиями на фиг.1). При ходе верхнего бойка пресса вверх под действием пружин 17, 18 держатель верхнего бойка 1 вместе с верхним бойком 9 перемещается вверх и одновременно с помощью боковых разводящих направляющих 5-8 разводит держатели боковых бойков 3, 4 вместе с боковыми бойками 11, 12, открывая рабочее пространство устройства (фиг.1, 5). При подъеме держателя верхнего бойка 1 осуществляется его центрирование с помощью центрирующих направляющих 13-15 и толкателей 19, которые взаимосвязаны друг с другом. После того, как бойки разведены, манипулятором (не показан) подают заготовку в рабочее пространство. Затем включают рабочий ход пресса, при котором его подвижная траверса через верхний плоский боек (показан тонкими линиями) перемещает держатель верхнего бойка 1 вместе с верхним бойком 9 по направлению к заготовке 23 (показана заштрихованной на фиг.5). Одновременно держатели боковых бойков 3, 4 вместе с боковыми бойками 11, 12 также движутся по направлению к заготовке 23 (фиг.5). Все три подвижных бойка (9, 11, 12) и нижний неподвижный боек 10 начинают обжимать заготовку 23 (фиг.5). В процессе обжатия заготовки 23 бойками 9-12, пружины 17, 18, находящиеся в полых центрирующих направляющих колонках 13-15, сжимаются, запасая энергию для подъема держателя верхнего бойка 1. Так как центрирующие направляющие 13-15 вместе с пружинами сжатия 17, 18 вынесены за зону перемещения держателей боковых бойков 3, 4 и нахождения антифрикционных пластин 16, то это не приводит к уменьшению полезной контактной площади этих пластин, а соответственно и к увеличению удельных давлений на них. Это способствует повышению надежности и долговечности устройства. После окончания обжатия заготовки 23, подвижная траверса пресса с верхним плоским бойком пресса перемещается вверх, держатель верхнего бойка 1 под действием пружин 17, 18 также перемещается вверх, открывая рабочее пространство устройства для продольного перемещения и/или поворота заготовки 23 вокруг оси, после чего цикл обжатия повторяется. Для вывода устройства из рабочей зоны пресса требуется только поднять верхнюю траверсу пресса, создав тем самым небольшой зазор (10-200 мм) между рабочей поверхностью верхнего плоского бойка пресса и держателем верхнего бойка 1, а затем вывести все устройство из рабочей зоны пресса.The device is installed in the working area of the hydraulic forging press under its upper flat head (not shown). Moreover, the holder of the upper striker 1 does not have fasteners on the moving parts of the press. At the same time, the holder of the lower striker 2 is rigidly fixed on the movable table of the press (shown by thin lines in figure 1). During the course of the upper press head upwards under the action of the springs 17, 18, the holder of the upper hammer 1 together with the upper hammer 9 moves up and simultaneously with the help of the side distributing guides 5-8 pushes the holders of the side hammer 3, 4 together with the side hammer 11, 12, opening the working device space (Figs. 1, 5). When lifting the holder of the upper striker 1 it is centered using the centering guides 13-15 and pushers 19, which are interconnected with each other. After the strikers are divorced, a workpiece (not shown) is fed into the workspace. Then, the working stroke of the press is turned on, in which its movable crosshead through the upper flat striker (shown by thin lines) moves the holder of the upper striker 1 together with the upper striker 9 towards the workpiece 23 (shown shaded in FIG. 5). At the same time, the holders of the side strikers 3, 4 together with the side strikers 11, 12 also move towards the workpiece 23 (Fig. 5). All three movable strikers (9, 11, 12) and the lower stationary striker 10 begin to compress the workpiece 23 (figure 5). In the process of crimping the workpiece 23 by the strikers 9-12, the springs 17, 18 located in the hollow centering guide columns 13-15 are compressed, storing energy to lift the holder of the upper striker 1. Since the centering guides 13-15 together with the compression springs 17, 18 taken out of the zone of movement of the holders of the side strikers 3, 4 and the location of the antifriction plates 16, this does not lead to a decrease in the useful contact area of these plates, and, accordingly, to an increase in specific pressures on them. This helps to increase the reliability and durability of the device. After crimping the workpiece 23, the movable crosshead of the press with the upper flat head of the press moves up, the holder of the upper head 1 under the action of the springs 17, 18 also moves upward, opening the working space of the device for longitudinal movement and / or rotation of the workpiece 23 around the axis, after which the cycle crimping is repeated. To withdraw the device from the working area of the press, you only need to raise the upper crosshead of the press, thereby creating a small gap (10-200 mm) between the working surface of the upper flat press head and the holder of the upper head 1, and then remove the entire device from the working area of the press.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает повышение надежности и долговечности работы устройства и упрощение его конструкции.Thus, the proposed design of the device provides increased reliability and durability of the device and simplification of its design.

Claims

Четырехбойковое ковочное устройство, содержащее два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, два держателя боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми боковых разводящих направляющих, четырех центрирующих направляющих, расположенных симметрично с двух сторон относительно продольной плоскости симметрии устройства, вне зоны перемещения держателей боковых бойков, с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих держателя верхнего бойка и имеющие возможность центрирования держателей бойков, пружины сжатия, установленные с возможностью обеспечения вертикального перемещения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка, антифрикционные пластины, установленные на наклонных плоскостях держателей бойков, и бойки, отличающееся тем, что центрирующие направляющие имеют осевые полости, а для возможности обеспечения вертикального перемещения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка пружины сжатия установлены в указанных полостях. A four-side forging device comprising two holders of the upper and lower strikers with inclined planes, two holders of the side strikers with inclined planes corresponding to the inclined planes of the holders of the upper and lower strikers, kinematically connected with the said holders of the upper and lower strikers using eight lateral guide rails, four centering guides located symmetrically on both sides relative to the longitudinal plane of symmetry of the device, outside the range of movement of the holders lateral strikers, with the possibility of vertical movement in these guides of the holder of the upper striker and having the ability to center the holders of the strikers, compression springs installed with the possibility of vertical movement of the holder of the upper striker relative to the holder of the lower striker, antifriction plates mounted on the inclined planes of the striker holders, and strikers, characterized in that the centering guides have axial cavities, and for the possibility of ensuring vertical movement of the holder the primary striker relative to the holder of the lower striker compression springs are installed in the specified cavities.