Устройство для изготовления коленчатых валов

,ю Ь О и 1 4 1)4 В 21 К 1/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Института обрубки Пластичнэй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯКОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именнок конструкциям устройств для изготовления коленчатых валов. Цельюобретения является уменьшение рабочего усилия деформирования и расширение диапазона типоразмеров получаемых изделий. Для достижения цели подвижные промежуточные корпуса с инструментами расположены по однусторону от вертикальной оси рабочегоинструмента верхней плиты, а остальные промежуточные:корпуса образуютверхнюю и нижнюю секции. Первая секция связана с верхней плитой, а вторая - жестко с основанием. Устройство снабжено механизмом смыканияуказанных секций и дополнительнымиинструментами для фиксации положения обработанной части вала, установленными с возможностью переналадки. Промежуточные корпуса, образующие указанные две секции, смещеныотносительно оси рабочего инструмента верхней плиты. Основание устройства выполнено в виде двух параллельно расположенных балок Н-образногосечения. Верхние участки каждой избалок связаны между собой продольно расположенной балкой. Шарнирнорычажные системы связаны с одной иэпоперечно расположенных балок, а нижняя секция - с другой. Механизм смыкания верхней и нижней секций выполнен в виде по меньшей мере одногокрюка, шарнирно связанного с основанием, а также по меньшей мере одногоповоротного вала с лыской. Дополнительные инструменты выполнены в видеверхней и нижней частей с рабочимпрофилем под элементы изготавливаемого вала, а также вкладьппа с рабочим профилем для ориентации вала.Верхняя плита и основание имеют вертикальные направляющие для ориентацииверхней плиты, Верхняя секция соединена с верхней плитой посредствомразъемного соединения. При деформировании заготовки осуществляют поэтапное переналаживание устройства и .переориентацию инструментов для осуществления последовательного формирования участков изделия. Деформирование осуществляют гибкой и высадкойучастков заготовки, 5 э.п. ф-лы,23 ил.440333 Составитель А,Быстр Техред Л.Сердюкова рректор А,Обруч дактор Н.Тупи Заказ 6091/5 Тираж 589 ВПИИПИ Государств по делам изобр 13035, Москва, Жпис нного комитета СССтений и открытийРаушская наб., д. графическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Произв еннИзобретение относится к обработкеметаллов давлением, а именно к конструкциям устройств для изготовленияколенчатых валов.Цель изобретения - уменьшение ра 5бочего усилия деформирования и расширение диапазона типоразмеров получаемых изделий,На фиг. 1 представлено устройство,10общий вид; на фиг, 2 - то же, вертикальный разрез; на фиг. 3 - то же,в момент зажима заготовки, на фиг.4 -то же, верт.кальный разрез; нафиг, 5 - то же, в момент завершенияформирования плеча вала; на фиг, 6то же, вид спереди; на фиг. 7 - тоже, в момент завершения формированиядругого плеча вала, вертикальныйразрез; на фиг. 8 - разрез А-А нафиг, 3; на фиг, 9 - продольная балкавид сбоку; на фиг. 10 - то же, видсверху; на фиг. 11 - верхняя и нижняя части дополнительных инструментов устройства, вертикальный разрез;на фиг, 12 - то же, вид с торца, вариант инструмента для.полученияшестиколенных валов; на фиг. 13то же, вариант инструмента для семиколенных валов; на фиг. 14 - то же,вариант инструмента для восьмиколенЭОных валов; на фиг. 15 - вкладыш дополнительных инструментов, вертикальный разрез; на фиг. 16 - то же, видспереди; на фиг. 17 - дополнительныеинструменты в положении фиксирования 35коренной шейки вала; на фиг. 18то же, в положении фиксирования шатунной шейки вала; на фиг. 19 - тоже в положении фиксирования коренной цапфы вала на фиг, 20 - располо-"0жение инструментов при фиксированииположения заготовки для полученияпервого плеча вала, разрез; нафиг, 21 - диаграмма мгновенных скоростей высадки и гибки в начале рабочего хода; на фиг. 22 " расположение инструментов при окончанииформировании первого плеча вала,разрез; на фиг. 23 - диаграмма мгновенных скоростей высадки и сдвига 50в конце рабочего хода.Устройство для изготовления колен"чатых валов монтируется на прессе, имеющем стол 1 иползун 2. Устройство содержит верхнюю плиту 3, прикрепляемую 55к ползуну 2, и основание в виде балок 4, монтируемое на столе 1 пресса. Верхняя плита 3 снабжена горизонтальными направляющими, на которыхс возможностью перемещения смонтирован промежуточный корпус 5, Плита 3снабжена вертикальными направляющими6, взаимодействующими с вертикальными направляющими 7, размещенными набалках 4. С основанием шарнирно соединены нижние концы четырех соедини-,тельных рычагов, из которых два внешних - крайних обозначены позицией 8,а два внутренних, т,е. находящихсяближе к середине устройства, позицией 9. Верхние концы соединительныхрычагов 8 и 9 шарнирно соединены сцромежуточным корпусом 10, Корпус 10снабжен поводком 11, сопрягающим егос корпусом и соединен дополнительнос основанием посредством рычагов 12,В"верхнем промежуточном корпусе 5закреплен индивидуальный инструмент13, В корпусе 10 закреплен инструмент 14.Устройство имеет также неподвижную секцию 15, размещенную междубалками 4. В этой секции выполненвыступ 16, служащий для крепленияинструментов. Устройство содержит,кроме того, верхнюю секцию 17, которая вместе с секцией 15 образуетвторую пару инструментальных блоков,неподвижных во время рабочего хода.Секция 17 не прикреплена жестко кплите 3, а может быть на ней подвешена во время открытия устройства,Это облегчает обслуживание во времяустановки заготовки, предназначенной для ковки, либо при удалении готовой поковки. Во время соответствующего рабочего хода секция 17 совершенно независима от плиты 3.В основании на цапфах 18 шарнирнозакреплены крюки 19. Верхняя секция17 снабжена двумя боковыми выступами 20. С воэможностью вращения вподшипниковых подпорах смонтированывалы 21 с лысками нод крюки. Верхняясекция 17 соединена с верхней плитойпосредством разъемного соединения,образованного элементами 22 и 23,Кроме того, эта секция снабжена также тягой 24, служащей для ее подвешивания к ползуну 2 пресса, Зти средства облегчают манипулирование верхней секцией во время открытия устройства,Устройство содержит также инструменты для фиксации положения обработанной части вала, состоящие из трехДля того, чтобы отковать первое плечо первого кривошипа коленчатого вала (фиг. 20 и 22), на нижнюю часть 26 инструмента накладывают нижнюю часть разъемной опорной плиты, являющейся зажимом для правого конца отковываемого материала. В верхнюю часть 25 инструмента вкладывают верхнюю часть этой разъемной опорной плиты. На инструмент 14, закрепляющий материал, а также на нижнюю половину 36 инструмента, формирующего плечо кривошила, и на нижнюю часть опорной плиты накладывается стержневая заготовка 52, нагретая до требуемой температуры и задвигаемая вместе с выдвижным столом под пресс. 45 50 55 3144033частей: верхней 25, нижней 26 и вкла"дыша 27. Верхняя часть 25 расположена в секции 17. Обе части имеют рабочий профиль, образующий ручей 28. Про 5филь нижней части 26 имеет углубления 29, используемые при ковке второго плеча каждого кривошипа. Крометого, рабочий профиль частей 25 и 26имеет углубления 30-32 и т,д., расположенные под точно определеннымиуглами в зависимости от конструкцииизготавливаемого вала,Третьей частью дополнительныхинструментов. является вкладьпп 27,имеющий в одном месте на окружностинаправляющее углубление 33, а такжедве поверхности 34, имеющие формусекторов усеченного вогнутого конуса.Вкладьпп 27 установлен соосно в ручье28 с возможностью вращения.Для формирования плеч кривошиповпредназначен разъемный инструмент,верхняя половина 35 которого расположена на торцовой поверхности корпуса 5, нижняя половина 36 этого инструмента, формирующего плечо кривошипа, смонирована в.нижней частиустройства. Рабочая торцовая поверхность 37 верхней половины инструмента, формирующего плечо кривошипа, ирабочая торцовая поверхность 38 нижней половины этого инструмента имеютформу секторов усеченного конуса, .Кроме того, в секции 17 смонтированинструмент 39 для закрепления отко 35вываемого материала, являющийсяконтринструментом по отношению кверхней рабочей поверхности 40 нижней половины 36 инструмента, формирующего плечо кривошипа.В связи с тем, что устройствопредназначено преимущественно дляковки длинномерных коленчатых валов,а пространство пресса ограничено,основание устройства состоит из двухпродольных балок 4, между которымирасположены первая поперечная балка41 и вторая, которая является одновременно нижней частью секции 15.Эти элементы имеют боковые выступы,обозначенные соответственно позицией 42 (фиг. 6) и позицией 16 (фиг. 1) .Эти выступы входят в соответствующие выемки, выполненные в балках,4Все вместе скреплено в поперечномнаправлении с помощью болтов 43.Каядая из поперечных балок 4 имеет 0"образный контур. Верхние части 34каждой продольной балки соединены между собой с помощью продольной балки 44 двутавровой формы, средняя часть которой расположена параллельно балке 4 и входит в продольные пазы, выполненные в верхних частях балок 4, а крайние поперечные части 45 опираются на торцовые поверхности 46 и 47 балок 4.Применение балок 4, усиленных в верхней части балками 44 и снабженных ручьями 48 для установки инструментов, а также размещение нижней части секции 15 в пространстве между балками 4, как и подшипниковая поддержка крюков 19 на цапфах 18, оси которых перпендикулярны к балкам 4, позволяет добиться малой ширины устройства, что весьма существенно ввиду ограниченного расстояния между колоннами корпуса пресса. Позициями 49-51 обозначены дополнительные поддерживающие вкладыши, Позицией 52 обозначена заготовка.Устройство работает следующим образом.Ползун 2 пресса поднимается до верхнего исходного положенияКорпуса 10 и 5 перемещаются до упора с помощью гидравлических силовых цилиндров (не показаны). В этом положении рычаги 8 и 9 отклонены право от вертикали. Крюки 19 отведены вправо. Большая часть прессов снабжена выдвижным столом, что дает возможность выдвижения за пресс стола вместе с нижней частью устройства. Это облегчает укладку заготовки на нижних инструментах устройства и удаление поковки после окончания ковки.33 6ментов 35 и 36, формируюп 1 их плечо кривошипа.Между этими поверхностями в конечной фазе рабочего хода формируется плечо изготавливаемого ковкой криво- шипа. Во время целого рабочего хода пресса вертикальные направляющие 6 плиты 3 скользят по вертикальным направляющим 7, принимая на себя силы трения, возникающие в результате перемещения корпуса 5 по горизонтальным направляющим,По окончании рабочего хода крюки 19 отводят вправо гидравлическими силовыми цилиндрами (не показаны) и поворачивают ползун 2 пресса до того момента, когда элементы 22 и 23 войдут в зацепление между собой. В этой позиции пресс останавливают,. накладывают тягу 24 между секцией 17 и ползуном 2, а далее отводят ползун пресса до конца, вынимают поковку и перемещают влево корпуса 5 и 10. Для ковки второго плеча первогокривошипа коленчатого вала соответственно нагретую поковку, полученнуюво время первого рабочего хода пресса,помещают в устройство описанным образом с той разницей, что цапфу, находящуюся на внешнем конце откованного первого плеча, вводят в нижнееуглубление 29 ручья 28. Далее в ручей 28 вводят вкладыш 27 так, чтобынаправляющее углубление 33 охватывало шатунную шейку. Дальнейший процессковки второго плеча протекает аналогично процессу ковки первого плеча.Таким образом, получают поковку, имеющую первый кривошип коленчатого вала,После разъема устройства, удаления поковки и возврата инструментовв исходное положение начинают ковкупервого плеча второго кривошипа коленчатого вала. Протекает она аналогично ковке второго плеча, с тойлишь разницей, что откованную вовремя предыдущего рабочего хода шатунную шейку вводят в одно из углублений 30,31 и т.д., определяющих требуемый угол, который должен бытьмежду первым и вторым кривошипом коленчатого вала.После отковки первого плеча второго кривошипа отковывают второеплечо второго кривошипа аналогичнопроцессу ковки второго плеча первого кривошипа,5 14403Далее приводят в движение пресс.В момент соприкосновения с заготовкой инструмента 39 и верхней части опорной плиты пресс останавливают и отводят крюки 19 влево. В ребзультате этой операции крюки нажимают на валы 2 1, благодаря чему секция 17 прижимается к нижней секцииинструментов. В результате последую 10щего передвижения ползуна 2 прессапроисходит соприкосновение заготовкис инструментами 13 и 35 и автоматическое закрепление левой части заготовки.Таким образом, устройство закрыто,заготовка закреплена в нем как с правой, так и с левой стороны. Корпус10 сопряжен своим поводком 11 и корпусом 5. Затем секция 17 автоматически освобождается от плиты 3, а тягу24 можно снять. Во время последующегоперемещения ползуна 2 вниз рычаги 8и 9 етводятся вправо, а корпус 10перемещается вправо вместе с сопряженным с ним корпусом 5. В начальной 2 Бфазе этого движения происходит высадка с одновременной гибкой частистержневой заготовки, находящейсямежду торцами инструментов 14 и 35,а также 36 и 39 (фиг. 21). На фиг.21буква В. обозначает длины рычагов8 и 9, измеряемые между осями ихверхнего и нижнего шарнира; г - целый путь гибки и сдвига Б - целыйпуть высадки; - угол наклона рычагов в начале рабочего, хода; Д Б,мгновенная начальная скорость высад"ки; д г - мгновенная начальная скорость гибки и сдвига. Из диаграммывытекает, что мгновенная скоростьнасадкийБ корпусов 5 и 10 вместесо смонтированными в них инструментами в горизонтальном направлениипревышает мгновенную скорость гибкийг в вертикальном направлении. Составляющая движения в вертикальном 4 Бнаправлении вызывает гибку либо сдвигдеформируемого материала. Во времяпоследующих фаз рабочего хода ползуна пресса скорость высадки уменьшается, а скорость сдвига растет80(фиг. 23). К, г и Б на фиг. 23 имеютуказанные значения, а с(.обозначаетугол наклона рычагов 8 и 9 в концерабочего хода; д Б- мгновенную конечную скорость высадки; Ьг- мгно- вввенную конечную скорость гибки исдвига. При этом приближаются другк другу торцовые поверхности инстру7 14403Во время ковки очередных плеч кривошипов полезно подпереть уже откованные ранее части коленчатого вала с помощью поддерживающих вкладьппей 49-51, которые предохраняют готовую5 часть поковки от нежелательного деформирования,Формула изобретения1. Устройство для изготовления коленчатых валов, содержащее приводную верхнюю плиту с рабочим инструментом, размещенную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, основание, а также промежуточные корпуса с индивидуальными инструментами для формирования плеч криво- шипов, коренных цапф и шатунных шеек валов, часть которых связана шарнирно-рычажными системами с основанием и установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, составляющие которого направлены вдоль и поперек относительно оси инструмента верхней плиты, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения рабочего усилия деформирования и расширения диапазона типоразмеров получаемых изделий, промежуточные корпуса, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения, расположены по одну сторону от вертикальной оси рабочего инструмента верхней плиты, а остальные промежуточные корпуса образуют верхнюю и нижнюю секции, вторая из которых жестко связана с основанием, при этом устройство снабжено механизмом смыкания указанных секций и дополнительными инструментами для фиксации положения обработанной части вала, установленными с возможностью пере- наладки.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что промежуточ 33 8ные корпуса, образующие указанные две секции, смещены относительно оси рабочего инструмента верхней плиты.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что основание выполнено в виде двух параллельно расположенных балок У-образного сечения, верхние участки каждой из которых связаны между собой продольно расположенной балкой, соединенных между собой двумя поперечно расположенными балками, при этом шарнирно- рычажные системы связаны с одной из поперечно расположенных балок, а указанная нижняя секция - с другой.4. Устройство по пп, 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что меха" низм смыкания указанных верхней и нижней секций выполнен в вице по меньшей мере одного крюка, шарнирно связанного с основанием, а также по меньшей мере одного поворотного вала с лыской, закрепленного на верхней секции промежуточного корпуса.5. Устройство по пп,1-4, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что дополнительные инструменты выполнены состоящими из верхней и нижней частей с рабочим профилем под элементы изготавливаемого вала в вцце углублений, расположенных под углами, соответствующими угловым позициям соседних плеч кривошипов, готового вала, а также связанного с указанными частями вкладыша с рабочим профилем для ориентации вала.6. Устройство по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя плита и основание снабжены размещенными с возможностью взаимодейвия между собой вертикальными направляющими для ориентации верхней плиты.