Чотирибойковий кувальний пристрій для кувальних пресів

Реферат: Запропонований чотирибойковий кувальний пристрій для кувальних пресів містить тримачі верхнього і нижнього бойків з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів верхнього і нижнього бойків, установлені з можливістю переміщення відносно тримачів верхнього і нижнього бойків і пов'язані з ними за допомогою розвідних напрямних. Також пристрій містить щонайменше одну систему переміщення щонайменше одного бойка відносно його тримача. Система містить проміжну плиту, прикріплену за допомогою притисків і стяжних шпильок до основи бойка, гвинти і напрямні колонки, встановлені, з одного боку, у проміжній плиті, а з іншого - у тримачі бойка, з можливістю переміщення проміжної плити вздовж вертикальної осі пристрою, черв'ячну передачу, розташовану у тримачі бойка, яка включає черв'ячні колеса, що жорстко з'єднані за допомогою гайок із гвинтами і входять у зачеплення із черв'ячним валом, з'єднаним із двигуном. Тримач бойка і проміжна плита виконані з можливістю встановлення між ними щонайменше одної регулювальної пластини. UA 108019 C2 (12) UA 108019 C2 UA 108019 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області обробки металів тиском, а саме до чотирибойкових кувальних пристроїв, і може бути використаний при куванні злитків і заготовок з різних сталей і сплавів на кувальних пресах, у тому числі на гідравлічних кувальних пресах. Винахід може бути використаний у машинобудівній і металургійній промисловості при виготовленні виробів з подовженою віссю переважно прямокутного поперечного перерізу, а також при виробництві кованих заготовок зі злитків і прокату з вуглецевих, середньолегованих, інструментальних і високолегованих сталей і сплавів, а також кольорових металів і сплавів. Відомий чотирибойковий кувальний пристрій для кувальних пресів, що містить тримачі верхнього і нижнього бойків з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів верхнього і нижнього бойків, установлені з можливістю переміщення відносно тримачів верхнього і нижнього бойків і пов'язані з ними за допомогою розвідних напрямних, антифрикційні пластини, встановлені на похилих площинах тримачів бойків, і чотири бойки, закріплені на своїх тримачах за допомогою притисків і стяжок (UA 95431 С2, МПК (2006.01) B21J 13/02, B21J 7/16, оп. 25.07.2011). Відомий пристрій забезпечує високу продуктивність процесу, високу якість металу одержуваних поковок, високу надійність його роботи і підвищення строку експлуатації без ремонтів. Недоліком відомого пристрою є те, що він не передбачає регулювання закритої висоти бойків, а отже, у ньому не можна виготовляти поковки прямокутного поперечного перерізу в широкому діапазоні розмірів в одному комплекті бойків. Відомий чотирибойковий кувальний пристрій, що містить тримачі верхнього і нижнього бойків з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів верхнього і нижнього бойків, і чотири бойки, прикріплені до тримачів бойків за допомогою притисків і стяжок. Верхній і нижній бойки мають по дві робочі ділянки на кожному бойку, розділених вирізом, а бічні бойки - по одній робочій ділянці, що заходить у вирізи верхнього і нижнього бойків. Між тримачем нижнього бойка і нижнім бойком установлена одна або кілька регулювальних пластин (RU 2257278 С1 7 МПК B21J 13/02, 7/16, оп. 27.07.2005). Відомий пристрій забезпечує одержання поковок прямокутного поперечного перерізу в широкому діапазоні розмірів в одному комплекті бойків за рахунок переналагодження в проміжках часу між куванням злитків (заготовок). Недоліком відомого пристрою є те, що за необхідності зміни розмірів прямокутного поперечного перерізу поковок, що виготовляються, потрібно тривале трудомістке переналагодження пристрою. Крім того, це переналагодження не може бути виконане під час кування заготовки (між її проходами), що іноді потрібно за технологією, через необхідність зняття бойка при встановленні регулювальних пластин. Найближчим аналогом пристрою, що заявляється, є багатобойковий кувальний пристрій, що містить тримачі верхнього і нижнього бойків з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів верхнього і нижнього бойків, установлені з можливістю переміщення відносно тримачів верхнього і нижнього бойків і пов'язані з ними за допомогою розвідних напрямних, і бойки, закріплені на своїх тримачах. Пари протилежних бойків мають або по дві робочі ділянки, розташовані з кожного боку від площини симетрії пристрою, або по одній робочій ділянці, виконаній з можливістю розташування між згаданими двома робочими ділянками бойків. Пристрій забезпечений щонайменше однією системою переміщення щонайменше одного бойка відносно його тримача, що містить розташований у тримачі бойка гідроциліндр зі штоком або плунжером і системою керування, гідропривод і пристрій вимірювання положення бойка відносно його тримача (RU 2352428 С2 МПК B21J 13/02, 7/16, оп. 20.04.2009). Відомий пристрій забезпечує зменшення трудомісткості й часу на його переналагодження, а також можливість переналагодження пристрою на інші розміри під час кування між проходами заготовки. Недоліком відомого багатобойкового кувального пристрою є складність конструкції системи переміщення бойка, що потребує збільшення габаритів пристрою для розміщення гідравлічного приводу і запобігання потраплянню рідини гідроприводу в робочу зону пристрою під час кування. Крім того, при застосуванні гідроприводу існує ймовірність, по-перше, витоку робочої рідини через ущільнення і зазори, особливо при підвищеній температурі й, відповідно, зменшеній в'язкості робочої рідини, а по-друге, пожежонебезпеки у випадку застосування горючих робочих рідин, що призводить до зниження надійності і безпеки роботи пристрою. Також недоліком, що знижує надійність роботи пристрою, є те, що бойок, утримуваний на 1 UA 108019 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тримачі за допомогою гідроциліндра, при великих зусиллях кування може змінити своє осьове положення, а це може призвести до заклинювання бойків. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення чотирибойкового кувального пристрою для кувальних пресів, у якому шляхом зміни конструкції системи переміщення бойка забезпечується виключення із системи переміщення бойка гідравлічного приводу з робочою рідиною, а також підвищення надійності кріплення переміщуваного бойка, що дозволяє досягти технічний результат - спрощення конструкції пристрою, зменшення його габаритів і підвищення надійності й безпеки його роботи. Поставлена задача вирішується тим, що в чотирибойковому кувальному пристрої для кувальних пресів, що містить тримачі верхнього і нижнього бойків з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів верхнього і нижнього бойків, установлені з можливістю переміщення відносно тримачів верхнього і нижнього бойків і пов'язані з ними за допомогою розвідних напрямних, причому всі бойки закріплені на відповідних тримачах, і щонайменше одну систему переміщення щонайменше одного бойка відносно його тримача з приводом, якою оснащений нижній бойок, або верхній бойок, або нижній і верхній бойки, новим є те, що як привод використано двигун, а згадана система містить проміжну плиту, прикріплену за допомогою, переважно притиску і стяжних шпильок до основи бойка, щонайменше один гвинт, установлений, з одного боку, у проміжній плиті, а з іншого - у тримачі бойка, з можливістю переміщення проміжної плити вздовж вертикальної осі пристрою, черв'ячну передачу, розташовану у тримачі бойка, яка включає щонайменше одне черв'ячне колесо, що жорстко з'єднане за допомогою гайки із гвинтом і входить у зачеплення із черв'ячним валом, з'єднаним із двигуном, при цьому тримач бойка і проміжна плита виконані з можливістю встановлення між ними однієї або більше регулювальних пластин, при цьому система переміщення додатково містить щонайменше одну напрямну колонку, встановлену, з одного боку, в проміжній плиті, а з іншого - в тримачі бойка. Поставлена задача вирішується також тим, що між черв'ячним валом і двигуном установлена зубчаста передача. Поставлена задача вирішується також тим, що двигун закріплений на тримачі бойка або виконаний переносним. Поставлена задача вирішується також тим, що регулювальна пластина складена щонайменше з двох частин. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Конструктивні зміни системи переміщення бойка, а саме: - використання як привода двигуна; - виконання системи такою, що містить проміжну плиту, прикріплену за допомогою переважно притиску і стяжних шпильок до основи бойка, щонайменше один гвинт, установлений, з одного боку, у проміжній плиті, а з іншого - у тримачі бойка, з можливістю переміщення проміжної плити вздовж вертикальної осі пристрою, черв'ячну передачу, розташовану в тримачі бойка, яка включає щонайменше одне черв'ячне колесо, що жорстко з'єднане за допомогою гайки із гвинтом і входить у зачеплення з черв'ячним валом, з'єднаним із двигуном; - виконання тримача бойка і проміжної плити з можливістю встановлення між ними однієї або більше регулювальних пластин; - наявність у системі переміщення додатково щонайменше однієї напрямної колонки, встановленої, з одного боку, в проміжній плиті, а з іншого - в тримачі бойка; у сукупності з відомими ознаками винаходу, що заявляється, забезпечує спрощення конструкції пристрою, зменшення його габаритів і підвищення надійності й безпеки його роботи за рахунок заміни гідравлічного приводу переміщення бойка з гідроциліндром черв'ячною передачею і гвинтовою парою (гайка-гвинт), що виключає використання робочих рідин і недоліки, пов'язані з таким використанням, і дозволяє при забезпеченні необхідного передатного відношення і, відповідно, величини переміщення бойка знизити розміри і масу системи переміщення і спростити її конструкцію. А використання проміжної плити для кріплення бойка забезпечує його щільне і надійне кріплення по всій робочій поверхні, що практично унеможливлює зсув бойка в процесі кування, що також підвищує надійність роботи пристрою. Застосування регулювальних пластин необхідних розмірів і в необхідній кількості дозволяє регулювати величину переміщення проміжної плити, а отже і закриту висоту бойків, на кожному проході при закритості частини пристрою між тримачем бойка і проміжною плитою, що призводить до можливості одержання поковок прямокутного поперечного перерізу з різними 2 UA 108019 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 необхідними розмірами на кожному проході при забезпеченні стійкості й надійності роботи всього пристрою. А наявність напрямної колонки сприяє рівному, без зсувів і відхилень від вертикального напрямку, переміщенню проміжної плити при зміні закритої висоти бойка, що також призводить до підвищення надійності роботи пристрою. Крім того, встановлення між черв'ячним валом і двигуном зубчастої передачі дозволяє регулювати передатне відношення і встановлювати необхідну кутову швидкість обертання черв'ячного колеса і гвинтової пари і, відповідно, величину переміщення проміжної плити з бойком, що також сприяє підвищенню надійності роботи пристрою. Виконання двигуна закріпленим на тримачі бойка або переносним дозволяє, з одного боку, розширити можливості пристрою і за необхідності швидко і легко замінити двигун, а з іншого, підвищити компактність пристрою. Виконання регулювальної пластини із щонайменше двох частин забезпечує можливість її встановлення без зняття гвинта, що також сприяє досягненню технічного результату. Суть винаходу, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематично зображений вид спереду чотирибойкового кувального пристрою для кувальних пресів зі зведеними бойками, оснащений системами переміщення верхнього і нижнього бойків, із двигунами, закріпленими на тримачах бойків; на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - розріз ВВ на фіг. 1; на фіг. 4 - вид С на фіг. 1 із двигуном, жорстко з'єднаним із черв'ячним валом; на фіг. 5 - вид С на фіг. 1 з виведеним із тримача бойка черв'ячним валом для встановлення переносного двигуна (на кресленні не показаний); на фіг. 6 - вид С на фіг. 1 із двигуном, жорстко з'єднаним з валом зубчастої передачі; на фіг. 7 - вид спереду чотирибойкового кувального пристрою зі зведеними бойками, оснащений системами переміщення верхнього і нижнього бойків, з виведеними із тримачів бойків черв'ячними валами для встановлення переносних двигунів; на фіг. 8 - вид спереду чотирибойкового кувального пристрою у процесі роботи (показаний заштрихований поперечний переріз заготовки) із системою переміщення верхнього і нижнього бойків із двигунами, закріпленими на тримачах бойків. Чотирибойковий кувальний пристрій містить тримач 1 нижнього бойка, тримач 2 верхнього бойка з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі 3, 4 бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів 1, 2 верхнього і нижнього бойків, і закріплені на відповідних тримачах бойки 5-8. Тримачі 3, 4 бічних бойків установлені з можливістю переміщення відносно тримачів 1, 2 верхнього і нижнього бойків і пов'язані з ними за допомогою розвідних напрямних 9-12, що забезпечують синхронне розведення і зведення бічних бойків 5, 6 (фіг. 1, 7, 8). Пари протилежних бойків 5, 6 або 7, 8 для забезпечення їх зведення мають або по дві робочі ділянки, розташовані з кожного боку від площини симетрії пристрою, або по одній робочій ділянці, виконаній з можливістю розташування між згаданими двома робочими ділянками бойків (на кресленнях не показано). Бойки 5, 6 прикріплені до тримачів 3, 4 бічних бойків, а бойки 7, 8 - до проміжних плит 35, 36 за допомогою притисків 13-16 і стяжних шпильок 37, 38 (фіг. 1, 2, 3). Тримач 1 нижнього бойка та/або тримач 2 верхнього бойка оснащені системами переміщення бойків 7, 8 відносно тримачів 1, 2 цих бойків (фіг. 2, 3). Системи переміщення бойків 7, 8 відносно тримачів 1, 2 цих бойків містять черв'ячні передачі, що розташовані в тримачах 1, 2 бойків і включають черв'ячні вали 31, 32, черв'ячні колеса 29, 30, заглушки 39, 40, гайки 27, 28, гвинти 25, 26, напрямні колонки 23, 24, а також регулювальні пластини 17, 18 і шпонки 19, 20, 21, 22, розташовані між тримачем 1 нижнього бойка і проміжною плитою 36 і тримачем 2 верхнього бойка і проміжною плитою 35 (фіг. 2, 3). Гвинти 25, 26 і напрямні колонки 23, 24 встановлені, з одного боку, у проміжних плитах 35, 36, а з іншого - у тримачах 1, 2 бойків, з можливістю переміщення проміжних плит уздовж вертикальної осі пристрою. Черв'ячні колеса 29, 30 жорстко з'єднані за допомогою гайок 27, 28 із гвинтами 25, 26 і входять у зачеплення із черв'ячними валами 31, 32. Привод системи переміщення бойків 7, 8 відносно тримачів 1, 2 цих бойків здійснюється двигунами 33, 34, що входять у зачеплення із черв'ячними валами 31, 32 (фіг. 1, 4, 7, 8). Привод черв'ячних валів 31, 32 системи переміщення бойків також може здійснюватися за допомогою переносних двигунів (не показані) (фіг. 5, 7) і за допомогою жорстко закріплених двигунів 33, 34, що входять у зачеплення із черв'ячними валами 31, 32 через зубчасту передачу 41 (фіг. 1, 6) або будь-яку іншу механічну передачу. Чотирибойковий кувальний пристрій для кувальних пресів може бути оснащений системами переміщення як одного нижнього або верхнього бойка, так і одночасно нижнього і верхнього бойків відносно їх тримачів бойків. Двигуни 33, 34, розташовані на тримачах бойків 1, 2, забезпечують переміщення бойків 7, 8 відносно їх тримачів на певну величину, яка залежить від товщини і кількості регулювальних 3 UA 108019 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пластин 17, 18, що дозволяє формувати заготовку прямокутного поперечного перерізу з різними розмірами на кожному проході (фіг. 2, 3). Найбільшими технологічними можливостями зміни закритої висоти бойків має конструкція чотирибойкового кувального пристрою, у якому нижній і верхній бойки оснащені системами переміщення відносно їх тримачів бойків (фіг. 1). Однак і чотирибойкові кувальні пристрої, у яких один бойок оснащений системою переміщення бойка відносно свого тримача, також дозволяють одержувати поковки прямокутного поперечного перерізу в певному діапазоні розмірів, дещо меншому, ніж пристрій, у якому два бойки (верхній і нижній) оснащені цими системами. Робота чотирибойкового кувального пристрою здійснюється в такий спосіб. Чотирибойковий кувальний пристрій установлюють у робочу зону кувального преса. При цьому тримач 1 нижнього бойка 8 жорстко закріплюють на нижній плиті преса, а тримач 2 верхнього бойка 7 жорстко прикріплений до верхньої плити, встановленої на рухливій траверсі преса. Для зміни висоти бойків 7, 8 системою їх переміщення чотирибойковий кувальний пристрій розкривають на необхідний розмір за рахунок руху вгору тримача 1 верхнього бойка за допомогою рухливої траверси преса. Зміну закритої висоти бойків 7, 8 здійснюють приведенням у дію черв'ячних валів 31, 32 за допомогою стаціонарних двигунів 33, 34 або переносних двигунів (не показані) (фіг. 1, 2, 3, 8). Крутний момент, переданий від черв'ячних валів 31, 32 до черв'ячних коліс 29, 30 з жорстко закріпленими гайками 27, 28, обертає гвинти 25, 26, які зафіксовані в проміжних плитах 35, 36. Обертанням гвинтових пар 25, 27 і 26, 28 здійснюється переміщення проміжних плит 35, 36 із закріпленими бойками 7, 8 уздовж вертикальної осі пристрою по напрямних колонках 23, 24. Величина переміщення проміжних плит залежить від розміру регулювальних пластин 17, 18, необхідних для одержання поковок прямокутного поперечного перерізу певного розміру. Після від'єднання проміжних плит 35, 36 від тримачів нижнього і верхнього бойків в утворені зазори встановлюють регулювальні пластини 17, 18 і шпонки 19-22. Установивши пластини 17, 18, реверсивним обертанням двигунів 33, 34 або переносних двигунів приводять в обертання гвинти 25, 26, які переміщають у зворотному напрямку проміжні плити 35, 36 до щільного з'єднання їх через регулювальні пластини 17, 18 із тримачем1 нижнього бойка і тримачем 2 верхнього бойка. Після того, як бойки займуть задане технологічне положення в чотирибойковому кувальному пристрої (певну закриту висоту бойків), пристрій розкривають на необхідний розмір за рахунок руху вгору тримача 2 верхнього бойка за допомогою рухливої траверси преса. При переміщенні вгору тримача 2 разом з ним переміщається і верхній бойок 7, і одночасно тримач 2 за допомогою розвідних напрямних 9-12 розводить тримачі 3, 4 разом з бічними бойками 5, 6, відкриваючи робочий простір пристрою. Після того, як бойки розведені, маніпулятором (не показаний) подають заготовку в робочий простір. Потім включають робочий хід преса, при якому його рухлива траверса переміщає вниз тримач 2 разом з верхнім бойком 7 у напрямку до заготовки 42. Тримач 2 верхнього бойка через похилі площини впливає на похилі площини тримачів 3, 4 бічних бойків, які за рахунок цього рухаються разом з бічними бойками 5, 6 у радіальних напрямках і до нижнього бойка 8 і починають одночасно обжимати заготовку 42. При обтисненні заготовки зусилля від бойків 7, 8 передаються через регулювальні пластини 17, 18 на тримачі верхнього і нижнього бойків, не впливаючи при цьому на системи переміщення бойків. Після закінчення обтиснення заготовки рухлива траверса преса разом із тримачем 2 і верхнім бойком 7 переміщається вгору. Розводящі напрямні 9-12 при цьому переміщають угору й у боки тримачі 3, 4 разом з бічними бойками 5, 6, відкриваючи тим самим робочий простір кувального пристрою для поздовжнього переміщення заготовки. Після цього цикл обтиснення повторюється. При переході на інший поперечний переріз заготовки чотирибойковий кувальний пристрій розкривають на необхідний розмір за рахунок руху вгору тримача 1 верхнього бойка за допомогою рухливої траверси преса для зміни висоти бойків 7, 8 системою їх переміщення. При цьому також, як і при встановленні регулювальних пластин, надають руху системі переміщення бойків 7, 8 за допомогою стаціонарних двигунів 33, 34 або переносних двигунів (не показані) і здійснюють заміну регулювальних пластин 17, 18 на пластини з іншими розмірами по висоті, які забезпечать одержання поковки прямокутного поперечного перетину також з іншими розмірами по висоті. Така конструкція пристрою значно простіша за конструкцію найближчого аналога, має значно менші габарити для кування аналогічних заготовок, а також дозволяє підвищити надійність і безпеку при роботі. 4 UA 108019 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 1. Чотирибойковий кувальний пристрій для кувальних пресів, що містить тримачі верхнього і нижнього бойків з похилими площинами, кінематично пов'язані з ними тримачі бічних бойків з похилими площинами, що відповідають похилим площинам тримачів верхнього і нижнього бойків, установлені з можливістю переміщення відносно тримачів верхнього і нижнього бойків і пов'язані з ними за допомогою розвідних напрямних, причому всі бойки закріплені на відповідних тримачах, і щонайменше одну систему переміщення щонайменше одного бойка відносно його тримача з приводом, якою оснащений нижній бойок або верхній бойок, або нижній і верхній бойки, який відрізняється тим, що як привід використано двигун, а згадана система містить проміжну плиту, прикріплену за допомогою переважно притиску і стяжних шпильок до основи бойка, щонайменше один гвинт, установлений, з одного боку, у проміжній плиті, а з іншого - у тримачі бойка, з можливістю переміщення проміжної плити вздовж вертикальної осі пристрою, черв'ячну передачу, розташовану у тримачі бойка, яка включає щонайменше одне черв'ячне колесо, що жорстко з'єднане за допомогою гайки із гвинтом і входить у зачеплення із черв'ячним валом, з'єднаним із двигуном, при цьому тримач бойка і проміжна плита виконані з можливістю встановлення між ними однієї або більше регулювальних пластин, при цьому система переміщення додатково містить щонайменше одну напрямну колонку, встановлену, з одного боку, в проміжній плиті, а з іншого - в тримачі бойка. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що між черв'ячним валом і двигуном установлена зубчаста передача. 3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що двигун жорстко закріплений на тримачі бойка або виконаний переносним. 4. Пристрій за пп. 1-3, який відрізняється тим, що регулювальна пластина складена щонайменше з двох частин. 5 UA 108019 C2 6 UA 108019 C2 7 UA 108019 C2 8 UA 108019 C2 9 UA 108019 C2 10 UA 108019 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11