ЧЕТЫРЕХБОЙКОВОЕ КОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
FOUR-FLAT FORGING DEVICE

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к четырехбойковым ковочным устройствам, и может быть использовано при ковке слитков и заготовок на ковочных прессах в машиностроительной и металлургической промышленности.
Известно четырехбойковое ковочное устройство, содержащее держатели верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанные с ними держатели боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, и четыре бойка, прикрепленные к соответствующим держателям бойков с помощью П-образных прижимов и проходящих сквозь держатели бойков крепежных деталей, например шпилек (RU 2283718 C2, МПК (2006.01) B21J 7/16, 13/04, оп. 20.09.2006).
Недостатком известного устройства является то, что при замене бойков перед их отсоединением от держателей необходимо сначала снять прижимы с бойков и держателей, предварительно сняв крепежные детали.
Наиболее близким аналогом заявляемого устройства, выбранным в качестве прототипа, является четырехбойковое ковочное устройство, содержащее держатели верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанные с ними держатели боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, и четыре бойка, прикрепленные к соответствующим держателям бойков с помощью П-образных прижимов и проходящих сквозь держатели бойков стяжных шпилек. При этом прижимы своими выступами входят в пазы, выполненные в держателях и бойках (RU 2282517 C2, МПК (2006.01) B21J 1/04, 13/00, 7/16, оп. 27.08.2006, фиг.6).
В известном ковочном устройстве обеспечивается надежное крепление бойков к держателям, однако недостатком известного устройства то, что при необходимости замены бойков требуется выполнение ряда операций, связанных со снятием шпилек и прижимов с устройства и их последующей установкой на заменяющие бойки, что приводит к высокой трудоемкости операции замены бойков и потере времени в технологическом процессе. Кроме того, конструкция известного устройства не обеспечивает возможность одновременной замены сразу всех четырех бойков.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования четырехбойкового ковочного устройства, в котором путем конструктивных изменений обеспечивается возможность отсоединения бойков от соответствующих держателей без снятия прижимов с устройства, что приводит к упрощению процесса замены бойков и, как следствие, снижению времени на его осуществление, в результате чего достигается повышение производительности работы устройства. Кроме того, возможна одновременная замена сразу всех четырех бойков.
Поставленная задача решается тем, что в четырехбойковом ковочном устройстве, содержащем держатели верхнего и нижнего бойков с наклонными плоскостями, кинематически связанные с ними держатели боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, и четыре бойка, прикрепленные к соответствующим держателям бойков с помощью прижимов, при этом в бойках выполнены пазы для захода прижимов, а в держателях боковых бойков - углубления для фиксации бойков, новым является то, что прижимы выполнены с возможностью присоединения к бойкам и отсоединения от них с помощью упругих элементов, предпочтительно пружин, установленных в выполненные в держателях бойков отверстия, при этом прижимы выполнены с возможностью при отсоединении от бойков удерживаться или на держателях бойков, или на проходящих сквозь них стяжных шпильках, а на поверхности прижимов со стороны держателей боковых бойков выполнена по меньшей мере одна шпонка, а в соответствующем месте на поверхности боковых бойков и держателей боковых бойков выполнен по меньшей мере один паз.
Поставленная задача решается также тем, что прижимы выполнены Г-образными с возможностью поворота вместе с осью, установленной в проушинах, закрепленных на держателе и прижатых к хвостовым частям прижима, в прижиме между частью, входящей в паз, и осью установлен в отверстие винт, выполненный с возможностью его частичного выхода из отверстия, а указанные пружины установлены с возможностью взаимодействия с хвостовыми частями прижима.
Поставленная задача решается также тем, что прижимы выполнены П-образными с возможностью захода в пазы, выполненные в бойках и держателях бойков, и выхода из пазов с помощью установленных на шпильках гаек и указанных пружин.
Поставленная задача решается также тем, что в углах бойков со стороны держателей выполнены скосы, предпочтительно параллельные наклонной поверхности частей Г-образных прижимов, входящих в пазы.
Поставленная задача решается также тем, что бойки выполнены с возможностью жесткого соединения между собой в сведенном до соприкосновения друг с другом положении с помощью П-образных стяжек, установленных в отверстия, выполненные на боковых поверхностях бойков.
Поставленная задача решается также тем, что нижние стенки углублений в держателях боковых бойков наклонены в сторону держателя нижнего бойка под углом не менее 45°.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Конструктивные изменения, а именно:
- выполнение прижимов с возможностью присоединения к бойкам и отсоединения от них с помощью упругих элементов, предпочтительно пружин, установленных в выполненные в держателях бойков отверстия;
- выполнение прижимов с возможностью при отсоединении от бойков удерживаться или на держателях бойков, или на проходящих сквозь них стяжных шпильках;
- выполнение на поверхности прижимов со стороны держателей боковых бойков по меньшей мере одной шпонки, а в соответствующем месте на поверхности боковых бойков и держателей боковых бойков по меньшей мере одного паза;
в совокупности с известными признаками заявляемого изобретения, обеспечивают при необходимости замены бойков быстрое отсоединение бойков от соответствующих держателей за счет быстрого выхода прижимов из пазов в бойках и снятия бойков с держателей без снятия самих прижимов и крепежных деталей вследствие того, что прижимы выполнены или откидными и закрепленными на держателях бойков, или удерживаемыми на некотором расстоянии от держателей, а также за счет центрирования и удерживания прижимов на боковых бойках и их держателях с помощью соединения шпонка-паз. Таким образом, в отличие от прототипа операции по отсоединению и снятию крепежных деталей и прижимов, причем одновременно с двух сторон держателей, и выведению их из рабочего пространства устройства, а при закреплении заменяющих бойков операции по установке прижимов и крепежных деталей, не производятся, что приводит к упрощению процесса замены бойков и снижению времени на проведении этой операции, а это способствует повышению производительности работы устройства.
Кроме того, выполнение прижимов Г-образными, с возможностью поворота вместе с осью, установленной в проушинах, закрепленных на держателе и прижатых к хвостовым частям прижима, установление в прижиме между частью, входящей в паз, и осью в отверстие винта, выполненного с возможностью его частичного выхода из отверстия, и установление указанных пружин с возможностью взаимодействия с хвостовыми частями прижима, обеспечивает выполнение прижимов откидными с закреплением на держателях и без необходимости их снятия при отсоединении от бойков. При этом быстрый выход прижима из паза в бойке происходит за счет упора винта в держатель при его выходе из отверстия и поворота, вследствие этого, прижима вокруг оси с одновременным сжатием пружин, а быстрый заход прижима в паз в бойке и, соответственно, быстрое присоединение бойка к держателю, осуществляется за счет захода винта в отверстие и поворота прижима вокруг оси уже в противоположном направлении, вследствие разжатия пружин. В результате упрощается замена бойков и снижается время на проведение этой операции. Кроме того, прижатие проушин к хвостовым частям препятствует смещению прижимов относительно проушин, закрепленных на держателях боковых бойков.
А выполнение прижимов П-образными с возможностью захода в пазы, выполненные в бойках и держателях бойков, и их выхода с помощью установленных на шпильках гаек и указанных пружин обеспечивает быстрый заход прижимов в пазы и, соответственно, быстрое присоединение бойков к держателям за счет закручивания гайки с одной стороны шпильки, прижатия прижимов к бойкам и держателям и сжатия при этом пружин, а выход из пазов и, соответственно, быстрое отсоединение бойков от держателей - за счет разжатия пружин при раскрученной гайке. Быстрое отсоединение бойков от держателей обеспечивается также отсутствием необходимости снятия и выведения из рабочего пространства устройства прижимов, которые остаются висеть на шпильке. В результате также упрощается замена бойков и снижается время на проведение этой операции.
Выполнение в углах бойков со стороны держателей скосов, предпочтительно параллельных верхней наклонной поверхности частей Г-образных прижимов, входящих в пазы, обеспечивает при установке бойков в случае расположения прижимов вдоль держателей бойков при разжатых пружинах возможность защелкивания прижимов за счет давления скошенных углов бойков на поверхность частей, входящих в пазы, их некоторое отклонение и сжатие пружин вследствие этого и последующий заход в пазы бойков за счет разжатия пружин. Такой вариант ускоряет процесс присоединения бойков к держателям.
Выполнение бойков с возможностью жесткого соединения между собой в сведенном до соприкосновения друг с другом положении с помощью П-образных стяжек, установленных в отверстия, выполненные на боковых поверхностях бойков, обеспечивает получение единой конструкции из соединенных между собой бойков, установленной на держателе нижнего бойка, с отсоединенными и разведенными держателями верхнего и боковых бойков и с удерживаемыми на держателях или на некотором расстоянии от них прижимами, с возможностью захвата этой единой конструкции и выведения из рабочего пространства устройства, что приводит к возможности одновременной замены сразу четырех бойков, что также упрощает и ускоряет процесс замены бойков.
При этом наклон нижних стенок углублений в держателях боковых бойков в сторону держателя нижнего бойка под углом не менее 45° обеспечивает возможность разведения/сведения держателей при их отсоединении/присоединении к единой конструкции из соединенных между собой бойков за счет того, что скосы позволяют боковым бойкам двигаться вверх и в стороны и в обратном направлении, без чего невозможна одновременная замена четырех бойков.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид спереди четырехбойкового ковочного устройства с Г-образными прижимами; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1 с прижимами, выведенными из пазов; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - вид спереди четырехбойкового ковочного устройства с П-образными прижимами; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6 с прижатыми прижимами; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 6 с отжатыми прижимами; на фиг. 9 - разрез Е-Е на фиг. 6 с прижатыми прижимами; на фиг. 10 - разрез Е-Е на фиг. 6 с отжатыми прижимами; на фиг. 11 - разрез Ж-Ж на фиг. 6 с прижатыми прижимами; на фиг. 12 - разрез Ж-Ж на фиг. 6 с отжатыми прижимами; на фиг. 13 - вид спереди четырехбойкового ковочного устройства с бойками, соединенными П-образными стяжками; на фиг. 14 - вид спереди четырехбойкового ковочного устройства, показанного на фиг. 13, с разведенными держателями верхнего и боковых бойков; на фиг. 15 - разрез З-З на фиг. 14.
Четырехбойковое ковочное устройство (фиг. 1, 6) содержит держатель 1 верхнего бойка и держатель 2 нижнего бойка с наклонными плоскостями, кинематически связанные с ними держатели 3, 4 боковых бойков с наклонными плоскостями, соответствующими наклонным плоскостям держателей верхнего и нижнего бойков, и четыре бойка 5-8, прикрепленные к соответствующим держателям бойков с помощью прижимов, которые могут быть выполнены Г-образными прижимами 9 (фиг. 1-5) или П-образными прижимами 10 (фиг. 6-12). Прижимы выполнены с возможностью присоединения к бойкам и отсоединения от них с помощью упругих элементов, предпочтительно пружин 11, установленных в выполненные в держателях бойков отверстия 12, при этом концы пружин 11 закрыты стаканами 13 с наружной резьбой, на которую накручены втулки 14 (фиг. 2, 3, 9, 10). Прижимы также выполнены с возможностью при отсоединении от бойков удерживаться или на держателях бойков (фиг. 4), или на проходящих сквозь них стяжных шпильках 15 (фиг. 8).
Прижимы 9 выполнены с возможностью поворота вместе с осью 16, установленной в проушинах 18, закрепленных на держателе и прижатых к хвостовым частям 17 прижима. При повороте прижима 9 его часть 19 заходит и выходит в выполненный в бойке паз 20. В прижиме между частью 19 и осью 16, предпочтительно посредине, в отверстие 21 установлен винт 22, выполненный с возможностью его частичного выхода из отверстия 21, для чего винт 22 выполнен с внутренним шестигранником под ключ. Пружины 11 установлены с возможностью взаимодействия с хвостовыми частями 17 (фиг. 1-5).
Прижимы 10 выполнены с возможностью захода в пазы 23, выполненные в бойках, и в пазы 24, выполненные в держателях бойков, и выхода из пазов с помощью установленных на шпильках 15 гаек 25 и пружин 11 (фиг. 6-12).
Кроме того, для обеспечения центрирования бойков относительно держателей в держатели нижнего и верхнего бойков запрессованы штифты 26 (фиг. 2) или шпонки (на чертежах не показаны) с коническим заходом, а в соответствующих местах нижнего и верхнего бойков выполнены отверстия. В углублениях держателей боковых бойков выполнены поперечные шпонки 27 (фиг. 1, 3), а в соответствующих им местах боковых бойков выполнены пазы на всю ширину бойков.
В углах бойков со стороны держателей могут быть выполнены скосы 28 (фиг. 2), предпочтительно параллельные верхней наклонной поверхности частей 19 Г-образных прижимов.
Для центрирования и удерживания прижимов на боковых бойках и их держателях, а также для фиксации боковых бойков и предотвращения их смещения вниз на поверхности прижимов 9, 10 со стороны держателей боковых бойков закреплена болтами 29 одна или две шпонки 30, а в соответствующем месте на поверхности боковых бойков и их держателей выполнены пазы 31, 32 (фиг. 1, 3, 11, 12).
Бойки могут быть выполнены с возможностью жесткого соединения между собой в сведенном до соприкосновения друг с другом положении с помощью П-образных стяжек 33, установленных в отверстия 34, выполненные на боковых поверхностях бойков (фиг. 13-15).
Нижние стенки 35 углублений в держателях боковых бойков могут быть наклонены в сторону держателя нижнего бойка под углом не менее 45° (фиг. 14).
Четырехбойковое ковочное устройство работает следующим образом.
Перед началом работы прижимы 9 разведены, для этого во внутренний шестигранник винта 22 устанавливают шестигранный ключ, проворачивая который винт 22 перемещают до выхода из отверстия 21 и упора в торцевую поверхность держателя. Отталкиваясь от этой поверхности, прижим 9 поворачивается вокруг оси 16, при этом его хвостовые части 17 давят на стаканы 13, перемещая их и сжимая пружины 11.
Нижний боек 5 и верхний боек 7 устанавливают на штифты 26 или шпонки, а боковые бойки 6, 8 - на шпонки 27, после чего бойки прикрепляют к держателям бойков путем ввода и фиксации частей 19 прижимов 9 в пазах 20 бойков. Для этого шестигранный ключ проворачивают в обратном направлении, винт 22 при этом перемещается внутрь прижима 9, снимая давление на пружины 11. Пружины 11 разжимаются и, в свою очередь, давят на хвостовые части 17, поворачивая прижим 9 в обратном направлении до захода частей 19 в пазы 20.
В случае, когда перед установкой бойков прижимы 9 расположены вдоль держателей бойков при разжатых пружинах 11, бойки своими скосами 28 давят на наклонную поверхность частей 19, вызывая их некоторое отклонение и сжатие, вследствие этого, пружин 11. При дальнейшем движении бойков части 19 заходят в пазы 20 бойков за счет разжатия пружин 11, при этом прижимы 9 работают как защелки.
В случае использовании прижимов 10 перед установкой бойков прижимы выведены из пазов 23 и находятся на некотором расстоянии от держателей бойков, достаточном для беспрепятственной установки бойков, и удерживаются на шпильках 15. Для этого раскручивают гайки 25 с одной стороны шпилек 15, ослабляя при этом давление на пружины 11, которые разжимаются и выводят прижимы из пазов 23 и 24.
После установки бойков на соответствующие держатели гайки 25 закручивают, плотно прижимая к бойкам и их держателям, прижимы 10, которые входят в пазы 23 и 24. Пружины 11 также сжимаются.
При включении рабочего хода пресса подвижная траверса перемещается вниз вместе с держателем 1 верхнего бойка, передающего движение на держатели 3, 4 боковых бойков, которые перемещаются в направлении к заготовке вместе с боковыми бойками 6, 8, обжимая ее одновременно с верхним бойком 7 и нижним бойком 5. После окончания обжатия заготовки подвижная траверса пресса перемещается вверх, раскрывая устройство.
При необходимости замены бойков прижимы 9 или 10 выводят из пазов в бойках, не снимая самих прижимов, и сразу же снимают бойки с держателей. При установке на держателях заменяющих бойков прижимы вводят в пазы в бойках, не устанавливая их заново. Это значительно ускоряет процесс замены бойков.
При этом при выведении прижимов 9 или 10 из пазов в боковых бойках, а также при введении в них шпонки 30, выполненные на поверхности прижимов 9, 10, выходят из пазов 31, 32 на поверхности боковых бойков и их держателей или входят в них.
При необходимости замены одновременно четырех бойков заготовку не устанавливают, а держатели бойков сводят до соприкосновения бойков друг с другом. Ближайшие пары бойков соединяют, устанавливая П-образные стяжки 33 в отверстия 34, выполненные на боковых поверхностях бойков. После этого прижимы 9 или 10 выводят из пазов в бойках, не снимая самих прижимов, и разводят держатели, отсоединяя их от бойков. При этом единая конструкция из жестко соединенных между собой четырех бойков удерживается на держателе нижнего бойка. С помощью грузоподъемного устройства единую конструкцию удаляют из рабочего пространства устройства и заводят единую конструкцию из заменяющих бойков, после чего сводят держатели до соединения с бойками и закрепляют эти соединения с помощью прижимов.
Таким образом, за счет упрощения и ускорения операции замены бойков обеспечивается повышение производительности работы четырехбойкового ковочного устройства.