Горизонтально-ковочная машина

Горизонтально-ковочная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение производительности. Машина содержит размещенные на станине кривошипно-ползунный механизм, на ползуне которого установлен блок пуасонов, матричный блок с горизонтальным разъемом полуматриц, механизм переноса обрабатываемых заготовок. Машина снабжена дополнительной балкой, механизмом уравновешивания поворотных балок и синхронизации их поворота, установленной в напрвляющих станины с возможностью перемещения вдоль линии ковки опорой, расположенным в станине силовым цилиндром, коленорычажным механизмом, опорой и штоком силового цилиндра. 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 J 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ и ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3626816/25-27 (22) 22.07.83 (46) 07.09.89. Бюл. У 33 (71) Рязанское производственное объединение "Тяжпрессмаш" (72) M.È.Áàðàíàåâ, Е.А.Савинов, А.Н.Азаров, М.В.Меркулов, В.А.Головлев и М.В,платонкин (53) 621.974.813(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 435044, кл. В 21 J 7/18, 1972. (54)(57) 1. ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНАЯ

МАШИНА, содержащая размещенные на станине кривошипно-ползунный механизм, на ползуне которого установлен блок пуансонов, матричный блок с горизонтальным разъемом полуматриц, одна из которых закреплена на шарнирно смонтированной в станине поворотной балке, а также механизм переноса обрабатываемых заготовок, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения производительности, она снабжена дополнительной поворотной балкой, шарнирно смонтированной на станине оппозитно основной, механизмом уравновешивания поворотных балок и синхронизации их поворота, связанным с обеими поворотными балками, при этом другая полуматрица матричного блока закреплена на дополнительной поворотной балке, 2. Машина по пп. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена установленной в направляющих станины с возможностью перемещения вдоль линии ковки опорой, расположенным в станине силовым цилиндром, а также коленорычажным механизмом, связанным со станиной, опорой н штоком силово„;SU,„, 1505657 А1 го цилиндра, при этом оси шарниров обеих поворотных балок размещены в опоре.

3. Машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что механизм уравновешивания и синхронизации поворота балок выполнен в виде двух находящихся в зацеплении зубчатых колес, каждое из которых закреплено на оси соответствующей поворотной балки.

4. Машина по и. i, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что на одной из балок выполнены выступы, а на другой — соответствующие пазы для размешения выступов, при этом поверхности выступов и пазов очерчены дугами окружностей, центр которых совмещен с осью поворота балок.

5. Машина по и. 1, отличающаяся тем„ что механизм уравновешивания и синхронизации поворота балок выполнен в виде двух связанных шатунами с соответствующей поворот ной балкой зубчатых реек и смонтированного на станине с возможностью вращения зубчатого колеса, взаимодействующего с обеими рейками. Ял

6. Машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что механизм уравновешивания и синхронизации поворота © балок выполнен в виде закрепленного на станине коромысла, концы которого посредством шатунов соединены с соответству0щей балкой.

7. Машина по пп. 5 и 6, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снаб- 3 жена установленным на одной из балок эксцентриком и приводом вращения эксцентрика в виде червячной передачи, гри этом эксцентрик связан с шатуном механизма уравновешивания и синхроf низацин той же балки.

3 15056

Изобретение относится к кузнечнопрессовому оборудованию, а именно к горизонтально-ковочным машинам (ГКМ) с горизонтальным разъемом матриц, предназначенным для горячей штамповки поковок различных форм и размеров из черных и цветных металлов в много-! ручьевых штампах.

Известна ГКМ, содержащая размещен- >0 . ные на станине кривошипно-ползунный механизм, на ползуне которого установлен блок пуансонов, матричный блок.

: с горизонтальным разъемом полумат, риц, одна из которых закреплена на i5 ! шарнирно смонтированной в станине

1 поворотной балке, а также механизм переноса обрабатываемых заготовок (1), Недостатком известной машины яв! ляется то, что она имеет недостаточ- 28 но высокие технологические возможности. На ней нельзя придать некруглую, в поперечном сечении форму предва! рительно отштампованной круглой головке стержня. Например, в первом, ручье на стержне, отштампована(набраI на) цилиндрическая головка, превос ходящая диаметр стержня. Во втором ручье на этой головке необходимо

1 выполнить две диаметрально противопо- о ! ложные лыски (операция производится смыканием полуматриц). Так как в этом случае углубление в нижней полуматрице под головку меньше чем радиус головки, то стержень ложится в ручей с перекосом в вертикальной плоскости, что исключает возможность получения доброкачественного изделия. . Сравнительно невысокая производительность объясняется тем, что быст- 40 роходность машины приходится искусственно снижать, так как между двумя ходами ползуна, несущего пуансоны, необходимо время, чтобы механизм переноса успел переместить заготовку из одного ручья в другой. Так как нижняя полуматрица неподвижна, то мехайизм переноса должен поднять поковку

1 з ручья нижней полуматриць. движением вверх, горизонтально перенести ее

5О к следующему ручью и затем опустить в ручей движением вниз. Даже если скруглить острые углы такой траектории, то и тогда на перенос заготовки уходит сравнительно много времени.

Кроме того, из-за сложной траектории усложняется сам механизм переноса.

57 4

Цель изобретения — расширение технологических возможностей ГКМ за счет обеспечения штамповки заготовок с некруглыми элементами с помощью матриц, а также повышение производительности машины за счет повышения ее быстроходности.

Поставленная цель достигается тем, что ГКМ, содержащая размещенные на станине кривошипно-полэунный механизм, на ползуне которого установлен блок пуансонов, матричный блок с горизонтальным разъемом полуматриц, одна из которых закреплена на шарнирно смонтированной в станине поворотной балке, а также механизм переноса обрабатываемых заготовок, снабжена дополнительной поворотной балкой, шарнирно смонтированной на станине оппозитйо основной, механиэмом уравновешивания поворотных балок и синхронизации их поворота, связанным с обеими поворотными балками, при этом другая полуматрица матричного блока закреплена на дополнительной балке.

Кроме того, она снабжена установленной в направляющих станины с возможностью перемещения вдоль линии ковки опорой, расположенным в станине силовым цилиндром, а также коленорычажным механизмом, связанным со станиной, опорой и штоком силового цилиндра, при этом оси шарниров обеих поворотных балок размещены в упомянутой опоре, кроме того, на одной из балок выполнены выступы, а на другой — соответствующие пазы для размещения упомянутых выступов, поверхности выступов и пазов очерчены дугами окружностей, центр которых совмещен с осью поворота балок, а механизм уравновешивания и синхронизации поворота балок может быть выполнен в виде двух находящихся в зацепленИи зубчатых колес, каждое из которых закреплено на оси соответствующей поворотной балки,, в виде двух связанных шатунами с соответствующей поворотной балкой зубчатых реек и смонтированного на станине с возможностью вращения зубчатого колеса, взаимбдействующего с обеими рейками или в виде закрепленного на станине коромысла, концы которого посредством шатунов соединены с соответствующей балкой, Ма" шина также снабжена установленным на одной из балок эксцентриксм и приводом вращения эксцентрика в виде

1505657 ваны на оси.

55 червячной передачи, при этом эксцентрик связан с шатуном механизма уравновешивания и синхронизации той же балки.

На фиг. 1 схематически изображена

ГКМ с механизмом уравновешивания и синхронизации в виде сцепленных зубчатых колес и индивидуальной для каждой балки шарнирной осью; на фиг. 2 — вид Л на фиг. 1; на фиг. 3

ГКМ с механизмом уравновешивания и синхронизации в виде зубчатых реек и общей шарнирной осью для обеих балок; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 -ГКМ с механизмом уравновешивания и синхронизации в виде коромысла; на фиг. 6 — траектория движения заготовки по ручьям матричного блока; на фиг. 7 — перекошенное положение заготовки в ручье известной ГКМ; на фиг ° 8 — то же, в предлагаемой

ГКМ; на фиг. 9 — правильное положение заготовки.

ГКМ. содержит станину 1, на которой смонтирован главный кривошипноползунный механизм машины с приводом. включающий ползун 2, связанный шатуном 3 с коленчатым валом 4. Привод вращения коленвала имеет зубчатую передачу, колесо 5 которой жестко соединено с коленвалом 4, а шестерня 6 — с маховиком-муфтой 7, являющимся одновременно шкивом клиноременной передачи 8, второй шкив 9 которой закреплен на валу электродвигателя 10.

На ползуне 2 закреплен блок из нескольких пуансонов 11, установленных в горизонтальный ряд.

Матричный блок машины состоит иэ двух полуматриц — верхней 12 и нижней

13 с горизонтальным разъемом между ними. По разъему полуматриц 12 и 13 выполнено несколько (по числу пуансонов) ручьев, конфигурация каждого из которых в сочетании с конфигурацией соответствующего пуансона определяет один лэ переходов изготовления изделия. Полуматрицы 12 и 1 3 жестко закреплены на концах скобообразных балок 14 и 15 соответственно, расположенных оппоэитно (противоположно направленно) одна другой и имеющих возможность поворота на индивидуальных для каждой балки осях 16 и 17 или на одной общей для обеих балок оси 18 (балки выполнены литьем или сварные, имеют пустотелую, коробчатую в поперечном сечении форму, их конструкция сходна только в общих чертах, в частности они могут значительно отличаться одна от другой).

Для поворота балок 14 и 15 на осях

16, 17 или 18 имеется приводной механизм 19, выполненный в ниде системы шарнирно соединенных кинематических звеньев, конечное из которых— тяга 20 — связывает обе балки. Механизм 19 приводится в действие от кривошипа коленвала 4.

Так как ГКМ довольно быстроходная машина (30-80 ходов ползуна в ми15 нуту), а массы колеблющихся балок 14 и 15 довольно внушительные, то возникает необходимость в их взаимном уравновешивании. Кроме того, полуматрицы 12 и 13 должны сходиться

2р строго одновременно на линии ковки.

Обе эти функции выполняет механизм уравновешивания и синхронизации поворота, связывающий балки 14 и 15. В выполнении машины с двумя индивиду25 альными для каждой балки шарнирными осями 16 и 17 этот механизм выполнен в виде зубчатой передачи с беззазорным зацеплением, состоящим из двух зубчатых колес 21 с равным, числом

gp зубьев. Одно колесо 21 жестко закреплено на оси 16, а второе — на оси 17.

Для обеспечения беээазорного зацепления зубчатая передача продублирована с другой стороны от балок, при этом два колеса 21, закрепленные на одной оси, например, на оси 16, при сборке развернуты в противоположные стороны на величину зазора в зацеплении H в таком положении зафиксироВ другом выполнении механизм для уравновешивания н синхронизации может быть выполнен в виде двух параллельно расположенных зубчатых реек

45 22, взаимодействующих между собой посредством зубчатого колеса 23, смонтированного на станине 1 с возможностью свободного вращения. Каждая рейка 22 связана шатуном 24 с одной из балок 14, 15.

Этот механизм может быть выполнен также в виде закрепленного на станине 1 коромысла 25, концы которого шатунами 24 связаны с балками 14 и 15.

Для регулирования положения плос" кости разъема полуматриц 12 и 13 в соответствии с плоскостью ряда пуансона 11 один илн оба шатуна 24 связа1505657 иы с балкой 14 или 15 посредством эксцентрика 26, имеющего ручной прийод в виде червячной передачи 27.

Эксцентрик 26 с возможностью свободНого вращения установлен на оси, зак-5 епленной на балке 14 или 15.

Процесс ковки сопровождается бол.— ми усилиями. Поэтому возможен проольный сдвиг одной балки относитель- 10 о другой (вследствие односторонней

ыборки зазоров в осях 16-18, а также еравномерного растяжения металла алок). Для повьш ения жесткости на алках 14 и 15 выполнены выступы 28 соответствующие им пазы 29 с поерхностями, образованными дугой кружности, центр которой совпадает осью поворота балок 14 и 15. Выступ

28 одной балки входит в паз 29 другой

20 алки (и наоборот) так, что образутся подвижный замок, исключающий двиг балок.

Для предохранения от возможной ерегрузки машины усилием ковки 25 атричный блок имеет возможность пе- . емещения вдоль оси ковки. Для этого арнирные оси 16- 18 смонтированы в поре 30, подвижной по направляющим

31 вдоль линии ковки. Опора 30 свя1 ана со станиной 1 коленорычажным механизмом (так называемым "ломающим я рычагом" ) 32, колена которого разведены на угол лишь немногим меньР ший 180 . Шарнирное соединение звейьев (места "излома") коленорычажно о механизма связано со штоком гидфоцнлиндра 33, в поршневой полости которого поддерживается определенное давление.

Щ

Аналогично выполненный предохранитель 34 от перегрузки имеется и в механизме 19 привода поворота балок

14 и 15.

В рабочей зоне машины заготовка

35 переносится из одного ручья в дру-. гой механизмом переноса 36. Причем в результате того, что обе полуматрицы стали отходить от линии ковки, траектория движения заготовки 35:. при переносе ее из ручья в ручей стала прямолинейной.

ГКМ работает следующим образом.

В исходном положении полуматрицы

12 и 13 разведены (раскрыты) соответственно вверх и вниз от линии их разъема, а закрепленные на ползуне 2 пуансона 11 находятся в крайнем задНем положении.

Двигатель 10, вращая шкив 9, работает на раскрутку маховика 7, передавая на него вращения с помощью клиноременной передачи 8. Муфта сцепления выключена, вращение на коленвал 4 не передается.

Обрабатываемая заготовка 35 поперечным движением механизма переноса

36 подводится к первому ручью. Машина готова к работе. Далее включается муфта сцепления (размещена в маховике 7) и вращение от маховика 7 передается через шестерню 6 и зубчатое колесо 5 на коленвал 4. За первый полуоборот коленвала 4 кинематически связанный с ним приводной механизм

19 поворачивает балку 14, а через тягу 20 — балку 15 вокруг осей 16 и 17 или общей оси 18 до смыкания полуматриц 12, 13 в плоскости линии ковки.

В процессе смыкания полуматриц верхняя балка 14 поворачивается на своей оси 16. Закрепленное на ней зубчатое колесо 2 1 поворачивает на точно такой же угол другое колесо 21 вместе с нижней балкой 15. Основное усилие поворота балок при этом обеспечивается приводом 19 и тягой 20. Взаимодействием колес 2 1 достигается взаимное уравновешивание масс обеих балок и одновременный (синхронный) приход полуматриц 12 и 13 на линию ковки машины, для этого требуется тщательная угловая регулировка колес 21 перед их фиксацией на осях

16 и 17. Кроме того, такой механизм может быть применен только при раздельных осях поворота каждой балки.

В выполнении механизма аналогичного назначения с зубчатыми рейками 22 поворот верхней балки 14 в процессе смыкания полуматриц передается на связанную с ней шатуном 24 зубчатую рейку 22. Движение этой рейки передается зубчатым колесом 23 на другую зубчатую рейку 22, связанную с балкой 15. Насколько переместится первая рейка в одном направлении, напри" мер вниз, настолько же вторая рейка переместится в противоположном направлении, в данном примере вверх.

Таким образом, также взаимно уравновешиваются массы обеих балок и достигается их синхронный приход,на линию ковки.

В этом выполнении настройка на точное, совмещение плоскости разъема матричного блока с линией ковки маши1505657

10 ны производится перед началом работы машины (может подрегулироваться и в процессе работы) вращением червяка червячной передачи 27, в результате чего рейки 22 остаются неподвижными, а эксцентрик 26, связанный осью вращения с балкой, поднимает (или опускает) балку вместе с полуматрицей до положения, строго симметричного 10 другой балке относительно оси ковки.

В выполнении с коромыслом 25 этот механизм работает аналогично механизму с рейками — поворот одной из балок передается шатуном 24 на плечо 15 коромысла 25, второе плечо которого передает через второй шатун 24 точно такое же движение, но противоположно направленное на вторую балку.

В результате смыкания полуматриц 20

12 и 13 заготовка 35 оказывается зажатой в первом ручье матричного блока. С началом вращательного движения коленвала 4 одновременно с приводом

19 приходит в движение ползун 2, тол-25 каемый шатуном 3. К моменту полного зажима заготовки 35 коленвал завершает первый полуоборот и ползун 2 оказывается в крайнем переднем положении. При этом соответствующий пер- 30 вому ручью пуансон 11, закрепленный на ползуне 2, производит деформацию заготовки 35 — в данном случае осаживает ее конец до получения цилиндрической головки, диаметр которой

Ьольше диаметра стержня (в ручье для формования головки выполнена соответствующая полость).

При нормальном (не превышающем расчетного) усилии ковки постоянно 40 поддерживамое давление в поршневой полости гидроцилиндра 33 удерживает коленорычажный механизм 32 в развер1 нутом состоянии (под углом лишь нео значительно меньшим 180 ). В таком состоянии коленорычажный механизм 32 удерживает подвижную опору 30 в крайнем заднем положении (смещению назад опоре 30 препятствует выступ станины 1).

5Î

В случае, если усилие формообразования превысит расчетное (по причине, например, избытка металла в полости ручья или остывании заготовки ниже температуры ковки), срабатывает предохранение — давление в гидроцилиндре

33 уже не может удержать коленорычажный механизм 32 в развернутом состоянии и под действием усилия ковки, превышающего расчетное, коленорычажный механизм 32 "ломается", т.е. складывается (уменьшается угол между его коленами). При этом поршень увеличивает давление в поршневой полости гидроцилиндра 33, в результате чего открывается предохранительный клапан (не показан), сбрасывающий давление в гидроцилиндре 33. Излом коленорычажного механизма 32 и падение давле- ния в гидроцилиндре 33 обеспечивает возможность перемещения опоры 30 по направляющим 31 под действием пуансона 11. Вместе с опорой 30 вдоль оси ковки перемещаются связанные с ней осями 16-18 балки 14 и 15 с полуматрицами 12 и 13 и зажатой в последних заготовкой 35. В этом случае ползун

2 совершает полный ход без поломок механизма машины.

В процессе второго полуоборота коленвала 4 пуансоны 11 уходят в исходное положение, приводной механизм

19 поворотом балок 14 и 15 в противоположные стороны раскрывает матричный блок. При этом вес опускающейся балки 15 с помощью механизма уравновешивания компенсирует вес поднимающейся балки 14. (В свою очередь, при смыкании балка 14, опускаясь, помогает приводу 19 поднимать балку 15).

Немедленно после раскрытия матричного блока механизм 36 переноса перемещает заготовку 35 на место третьего ручья (второй ручей условно пропущен). Формовочная полость этого ручья имеет некруглую форму, очерченную, например, дугами окружности и двумя параллельными хордами, расположенными горизонтально.

За следующий полуоборот (третий) коленвала 4 происходит не только зажим заготовки 35 в третьем ручье,,но и ее деформация полуматрицами 12 и 13, т.е. выполнение лысок на круглой головке (пуансон, расположенный против третьего ручья, в данном случае заготовку не деформирует, он только замыкает формовочную полость ручья). При этом в случае черезмерной перегрузки срабатывает предохранитель 34, работа которого аналогична работе предохранительного устройства 32, 33.

В процессе работы машины, когда балки 14 и 15 сдвигаются и раздвигаются, они постоянно взаимосвязаны между собой радиусными выступами 28

1505657

12 и соответствующими им пазами 29 замка. Это исключает относительный сдвиг балок 14 и 15, повышая качество готовых изделий.

Таким образом, закрепление обеих

5 полуматриц матричного блока на двух шарнирно поворотных балках, связанных механизмом уравновешивания и синхронизации их поворота, позволяет, расширить технологические воэмож-! ,ности ГКМ, так как этим обеспечива:ется возможность ковки изделий с .некруглыми элементами с помощью матриц (такие изделия имеют широкое распространение в народном хозяйст.ве, например крепежные элементы для крепления рельсов к шпалам).. Кроме ! ,этого, обоюдный отвод обеих полуматфиц От линии ковки при разъеме мат— ричного блока обеспечивает прямоли1 неиную траекторию перемещения заго1 ,товок по ручьям, что сокращает время на перенос заготовки и, значит, в сочетании с сокращением времени 25 на разъем матричного блока позволяет повысить быстроходность машины, :а в конечном итоге повышает ее произ:водительность.

Упрощается механизм переноса за ,:счет упрощения траектории его движения (вместо волнообразной прямолинейная траектория).

Установка осей поворота балок на подвижной опоре в сочетании с коленорычажным механизмом исключает возможность поломки машины из-эа перегрузок ее механизма усилием высадки, что также повышает производительность

ГКМ за счет снижения простоев «а ремонт.

Все три варианта выполнения механизма уравновешивания и синхронизации, выполняя свои функции, способствуют расширению технологических возможностей ГКМ и повышению ее производительности. Кроме того, наличие механизма уравновешивания повышает условия безопасной работы при монтаже и демонтаже штампов (полуматриц), так как взаимное уравновешивание балок с помощью механических связей исключает их самопроизвольное угло(вое перемещение.

Силовой замок в виде радиусных выступов и соответствующих им пазов на поворотных балках машины повышает жесткость конструкции, положительно влияя, тем самым, на точность получаемых изделий, что в конечном итоге повышает технологические возможности

ГКМ.

Обеспечение регулировки взаимного расположения балок с помощью эксцентрика также способствует достижению цели.

f505657

1505657

Составитель В.Поннкаров

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Редактор О.Головач !

Заказ 5380/ 11 Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101