ЧЕТЫРЕХБОЙКОВОЕ КОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
FOUR-HAMMER FORGING DEVICE

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.
Оно 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 для последующей обработки давлением, например поковок из конструкционных, инструментальных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
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 /1/.
Недостатком данного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает высокую надежность и долговечность работы устройства, а также точность получаемых изделий.
Известно также четырехбойковое ковочное устройство, содержащее два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными поверхностями, два держателя боковых бойков с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми направляющих, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков, каждая из которых неподвижно закреплена на боковой поверхности держателя соответствующего верхнего или нижнего бойка и выполнена с плоскостью, которая расположена в подвижном контакте с плоскостью, выполненной на держателе бокового бойка, и четыре бойка /2/.
Недостатком известного четырехбойкового ковочного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает длительный срок эксплуатации без поломок направляющих, а также не соответствует высоким требованиям по технике безопасности, предъявляемым к таким устройствам. Крепление направляющих в известной конструкции ковочного устройства осуществляется с помощью шпилек, расположенных параллельно продольной оси устройства. В процессе работы такого ковочного устройства возможны смещения держателя верхнего бойка относительно держателя нижнего бойка, что приводит к разрыву шпилек, которые в результате этого вылетают из устройства и могут травмировать находящихся возле пресса рабочих. Кроме того, данная конструкция устройства является сложной, что приводит к увеличению его стоимости.
В основу изобретения поставлена задача путем изменения конструкции устройства упростить ее и увеличить срок эксплуатации направляющих или полностью исключить поломки этих направляющих, а также улучшить условия по технике безопасности.
Поставленная задача достигается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, содержащем два держателя верхнего и нижнего бойков с наклонными поверхностями, два держателя боковых бойков с наклонными поверхностями, соответствующими наклонным поверхностям держателей верхнего и нижнего бойков, кинематически связанные с упомянутыми держателями верхнего и нижнего бойков с помощью восьми направляющих, установленных на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков, каждая из которых неподвижно закреплена на боковой поверхности держателя соответствующего верхнего или нижнего бойка и выполнена с плоскостью, которая расположена в подвижном контакте с плоскостью, выполненной на держателе бокового бойка, и четыре бойка, новым является то, что держатели верхнего и нижнего бойков выполнены с расположенными на их боковых поверхностях выступами с отверстиями, оси которых расположены в плоскостях, параллельных фронтальным плоскостям бойков, при этом направляющие выполнены с отверстиями и неподвижно закреплены на выступах с помощью штырей, шпилек или болтов, проходящих через упомянутые отверстия в выступах и направляющих.
Патентуемое четырехбойковое ковочное устройство поясняется чертежами (фиг.1-3).
На фиг.1 показано четырехбойковое ковочное устройство в статическом состоянии; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - четырехбойковое ковочное устройство при обжатии заготовки (заштриховано поперечное сечение заготовки в начальный момент обжатия).
Четырехбойковое ковочное устройство состоит из держателя верхнего бойка 1, прикрепленного к верхней подвижной плите 2, держателя нижнего бойка 3, прикрепленного к нижней неподвижной плите 4, двух держателей боковых бойков 5, 6, четырех бойков 7-10, установленных в держателях бойков, восьми направляющих 11, с помощью которых обеспечивается кинематическая связь держателей боковых бойков с держателями верхнего и нижнего бойков (фиг.1). Держатели верхнего и нижнего бойков 1, 3 имеют наклонные поверхности, соответствующие наклонным поверхностям держателей боковых бойков 5, 6. При этом на боковых поверхностях держателей верхнего и нижнего бойков имеются выступы с отверстиями, оси которых расположены в плоскостях, параллельных фронтальным плоскостям бойков (фиг.2). Все восемь направляющих 11-18 закреплены на этих выступах с помощью штырей, шпилек или болтов 19-26 (фиг.2). Крепление направляющих 11-18 с помощью штырей, шпилек или болтов 19-26 осуществляется через отверстия, имеющиеся в выступах и в направляющих.
Такая конструкция крепления направляющих к держателям верхнего и нижнего бойков значительно проще и надежнее известной конструкции, принятой в качестве прототипа.
Четырехбойковое ковочное устройство работает следующим образом.
Четырехбойковое ковочное устройство перед подачей заготовки 27 раскрывают на необходимый размер за счет движения вверх подвижной траверсы ковочного пресса. При движении вверх плиты 2, к которой прикреплен держатель верхнего бойка 1 ковочного устройства, также вверх перемещается и боек 9, прикрепленный к этому держателю. Кроме того, держатель верхнего бойка 1 перемещает также вверх и в стороны держатели 5, 6 боковых бойков вместе с бойками 8, 10 за счет направляющих 11-18, испытывающих нагрузки не только от собственного веса перемещаемых держателей 5, 6 и бойков 8, 10, но и от сил трения скольжения, возникающих на плоскостях скольжения этих направляющих. Эти силы трения могут быть значительными, так как при работе ковочного устройства в реальных условиях кузнечно-прессового цеха на плоскости скольжения направляющих попадает окалина и грязь. После того как устройство раскрыли, заготовку 27 с помощью манипулятора (не показан) подают в рабочее пространство ковочного устройства и производят ее обжатие бойками 7-10, перемещая подвижную траверсу вниз (фиг.3). В процессе обжатия заготовки 27 усилие пресса передается через подвижную траверсу и плиту 2 на держатель верхнего бойка 1, затем на держатели 5, 6 боковых бойков и на неподвижный держатель нижнего бойка 3 (фиг.3). Передача усилия пресса на держатели боковых бойков 5, 6 осуществляется через наклонные поверхности держателей верхнего и нижнего бойков 1, 3 в процессе движения держателей боковых бойков 5, 6 (фиг.3). При этом направляющие 11-18 не испытывают нагрузку. После окончания обжатия заготовки 27 начинается цикл раскрытия ковочного устройства. С помощью верхней подвижной траверсы держатель верхнего бойка 1 вместе с бойком 9 начинает движение вверх, одновременно с помощью направляющих 11-18 перемещая вверх и в стороны держатели боковых бойков 5, 6 с бойками 8, 10. В этом случае направляющие 11-18 испытывают большие нагрузки из-за залипания заготовки на бойках.
Патентуемая конструкция четырехбойкового ковочного устройства обеспечивает высокую надежность крепления направляющих, делающую их поломку маловероятной, и значительно улучшает условия по технике безопасности. Кроме того, она проще конструкции-прототипа.
Промышленные испытания четырехбойковых ковочных устройств, одно из которых было изготовлено по предлагаемой конструкции, а другое - по прототипу, показали преимущества патентуемого ковочного устройства. В четырехбойковых ковочных устройствах ковали слитки массой 10 тонн из конструкционных сталей на гидравлическом ковочном прессе усилием 20 МН. После ковки 26300 тонн поковок в четырехбойковом ковочном устройстве-прототипе произошла поломка направляющей, а в ковочном устройстве патентуемой конструкции было проковано более 52000 тонн поковок без поломок направляющих, то есть в 2 раза больше.
Таким образом, конструкция четырехбойкового ковочного устройства, которая патентуется, проще и надежнее известной конструкции, что позволяет увеличить срок ее безремонтной эксплуатации, а также она обеспечивает значительно лучшие условия по технике безопасности.
Источники информации
1. Японская заявка № 58-12088, кл. B21J 9/06, 9/02, 13/02, опубл. 83.03.07.
2. Патент РФ № 2242322, МПК 7 B21J 13/02, 7/16, 2003.