Горизонтально-ковочная машина

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 119) 111) 150 51)4 В 21 1 7/18 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ впоре. оси ша нЯ еиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ й ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 435044, кл. В 21 ) 7/18, 1972.(54)(57) 1. ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНАЯМАШИНА, содержащая размещенные настанине кривошипно-ползунный механизм, на ползуне которого установленблок 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 дополнительнойповоротной балкой, шарнирно смонтированной на станине оппозитно основ"ной, механизмом уравновешивания поворотных балок и синхронизации ихповорота, связанным с обеими поворотными балками, при этом другая полуматрица матричного блока закрепленана дополнительной поворотной балке,2. Машина по пп, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабженаустановленной в направляющих станиныс возможностью перемещения вдоль линии ковки опорой, расположенным встанине силовым цилиндром, а такжеколенорычажным механизмом, связаннымсо станиной, опорой и штоком силового цилиндра, при этом рниро обеих поворотных балок размещены в о3, Машина по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что механизм урав навешивания и синхронизации поворот балок выполнен в виде двух находящи ся в зацеплении зубчатых колес, каждое из которых закреплено на оси со ответствующей поворотной балки,4. Машина по и. 1, 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 разме шения выступов, при этом поверхности выступов и пазов очерчены дугами окружностей, центр которых совмеще с осью поворота балок.5. Машина по и. 1, о т л аю щ а я с я тем что механизм уравновешивания и синхронизации поворота балок выполнен в виде двух связанных шатунами с соответствующей поворотной балкой зубчатых реек и смонтированного на станине с возможностью вращения зубчатого колеса, взаимод ствующего с обеими рейками.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 соответствующей балкой.7, Машина по пп. 5 и 6, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленным на одной из балок эксцентриком и приводом вращения эксцентрика в виде червячной передачи, гри этом эксцентрик связан с шатуном механизма уравновешивания и синхронизацин той же балки.3 15056Изобретение относится к кузнечнопрессовому оборудованию, а именно кгоризонтально-ковочным машинам (ГКМ)с горизонтальным разъемом матриц,предназначенным для горячей штамповки поковок различных форм и размеровиз черных и цветных металлов в много 1ручьевых штампах,Известна ГКМ, содержащая размещенные на станине кривошипно-ползунныймеханизм, на ползуне которого установлен блок пуансонов, матричный блок.с горизонтальным разъемом полумат, риц, одна из которых закреплена на 15шарнирно смонтированной в станинеповоротной балке, а также механизмпереноса обрабатываемых заготовок ЯНедостатком известной машины яв ляется то, что она имеет недостаточ Оно высокие технологические возможности, На ней нельзя придать некруглую, в поперечном сечении форму предварительно отштампованной круглой головке стержня. Например, в первом, ручье на стержне отштампована(набра на) цилиндрическая головка, превос ходящая диаметр стержня. Во второмручье на этой головке необходимовыполнить две диаметрально противопо- ЗОложные лыски (операция производитсясмыканием полуматриц), Так как в этомслучае углубление в нижней полуматрице под головку меньше чем радиус головки, то стержень ложится в ручей З 5с перекосом в вертикальной плоскости, что исключает возможность получения доброкачественного изделия.. Сравнительно невысокая производительность объясняется тем, что быстроходность машины приходится искусственно снижать, так как между двумяходами ползуна, несущего пуансоны,необходимо время, чтобы механизм переноса успел переместить заготовку из 45одного ручья в другой. Так как нижняя полуматрица неподвижна, то мехаНизм переноса должен поднять поковкуз ручья нижней полуматрицы движением вверх, горизонтально перенести ее50к следующему ручью и затем опуститьв ручей движением вниз. Даже еслискруглить острые углы такой траектории, то и тогда на перенос заготовкиуходит сравнительно много времени,Кроме того, из-за сложной траектории усложняется сам механизм переноса. 57Цель 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 11505657 ваны на оси. 40 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 инпивидуальной 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 фиг8 - 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 иэ переходов изготовления изделия. Полуматрицы 12 и Й 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 общихчертах, в частности они могут значительно отличаться одна от другой).5Для поворота балок 14 и 15 на осях16, 17 или 18 имеется приводной механизм 19, выполненный в виде 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 ми В нуту), а массы колеблющихся балок 14и 15 довольно внушительные, то возникает необходимость в их взаимномуравновешивании. Кроме того, полуматрицы 12 и 13, должны сходиться 20 строго одновременно на линии ковки.Обе эти функции выполняет механизмуравновешивания и синхронизации поворота, связывающий балки 14 и 15. Ввыполнении машины с двумя индивиду альными для каждой балки шарнирнымиосями 16 и 17 этот механизм выполненв виде зубчатой передачи с беззазорным зацеплением, состоящим из двухзубчатых колес 21 с равным, числомзубьев. 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, приэтом два колеса 21, закрепленные наодной оси, например, на оси 16, присборке развернуты в противоположныестороны на величину зазора в зацеплении и в такол положении зафиксироВ другом выполнении механизм дляуравновешивания н синхронизации может быть выполнен в виде двух параллельно расположенных зубчатых реек 4 б 22, взаимодействующих между собойпосредством 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 1 один илн оба шатуна 24 связа 1505657иы 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"5епленной на балке 14 или 15.Процесс ковки сопровождается бол;. -ми усилиями. Поэтому возможен проольный сдвиг одной балки относительо другой (вследствие одностороннейыборки зазоров в осях 16-18, а такжееравномерного растяжения металлаалок). Для повышения жесткости наалках 14 и 15 выполнены выступы 28соответствующие им пазы 29 с поерхностями, образованными дугойкружности, центр которой совпадаетосью поворота балок 14 и 15. Выступ 28 одной балки входит в паз 29 другой20алки (и наоборот) так, что образутся подвижный замок, исключающийдвиг балок.Для предохранения от возможнойерегрузки машины усилием ковки 25атричный блок имеет возможность пе- .емещения вдоль оси ковки. Для этогоарнирные оси 16-18 смонтированы впоре 30, подвижной по направляющим 31 вдоль линии ковки. Опора 30 свяана со станиной 1 коленорычажным механизмом (так называемым "ломающимя рычагом" ) 32, колена которого разведены на угол лишь немногим меньщий 180 , Шарнирное соединение звейьев (места "излома") коленорычажно о механизма связано со штоком гидфоцнлиндра 33, в поршневой полости которого поддерживается определенное давление.ЩАналогично выполненный предохранитель 34 от перегрузки имеется и в механизме 19 привода поворота балок 14 и 15.В рабочей зоне машины заготовка4535 переносится из одного ручья в дру-. гой механизмом переноса 36. Причемрезультате 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 полуматрицы12 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 маши 1505657 10ны производится перед началом работымашины (может подрегулироваться и впроцессе работы) вращением червякачервячной передачи 27, в результатечего рейки 22 остаются неподвижными,а эксцентрик 26, связанный осью вращения с балкой, поднимает (или опускает) балку вместе с полуматрицейдо положения, строго симметричного 10другой балке относительно оси ковки,В выполнении с коромыслом 25 этотмеханизм работает аналогично механизму с рейками - поворот одной из балок передается шатуном 24 на плечо 15коромысла 25, второе плечо которогопередает через второй шатун 24 точнотакое же движение, но противоположнонаправленное на вторую балку.В результате смыкания полуматриц 2012 и 13 заготовка 35 оказывается зажатой в первом ручье матричного блока. С началом вращательного движенияколенвала 4 одновременно с приводом19 приходит в движение ползун 2, тол каемый шатуном 3. К моменту полногозажима заготовки 35 коленвал завершает первый полуоборот и ползун 2оказывается в крайнем переднем положении. При этом соответствующий первому ручью пуансон 11, закрепленныйна ползуне 2, производит деформациюзаготовки 35 - в данном случае осаживает ее конец до получения цилиндрической головки, диаметр которойЬольше диаметра стержня (в ручье дляФормования головки выполнена соответствующая полость),При нормальном (не превышающемрасчетного) усилии ковки постоянно 40поддерживамое давление в поршневойполости гидроцилиндра 33 удерживаетколенорычажный механизм 32 в развер 1нутом состоянии (под углом лишь неозначительно меньшим 180 ). В такомсостоянии коленорычажный механизм 32удерживает подвижную опору 30 в крайнем заднем положении (смещению назадопоре 30 препятствует выступ станины 1).50В случае, если усилие формообразования превысит расчетное (по причи"не, например, избытка металла в полости ручья или остывании заготовки нижетемпературы ковки), срабатывает предохранение - давление в гидроцилиндре5533 уже не может удержать коленорычажный механизм 32 в развернутом состоянии и под деиствием 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 ручьяимеет некруглую форму, очерченную, например, дугами окружности и двумя параллельными хордами, расположенными горизонтально,За следующий полуоборот (третий)коленвала 4 происходит не толькозажим заготовки 35 в третьем ручье,,но и ее деформация полуматрицами 12 Й 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 чрезмерной 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 28и соответствующими им пазами 29замка. Это исключает относительныйсдвиг балок 14 и 15, повышая качество готовых изделий,Таким образом, закрепление обеих5полуматриц матричного блока на двухшарнирно поворотных балках, связанных механизмом уравновешивания исинхронизации их поворота, позволяет,расширить технологические воэмож,ности ГКИ, так как этим обеспечивается возможность ковки изделий снекруглыми элементами с помощьюматриц (такие изделия имеют широкоераспространение в народном хозяйстве, например крепежные элементы длякрепления рельсов к шпалам) Кроме,этого, обоюдный отвод обеих полуматриц от линии ковки при разъеме матричного блока обеспечивает прямолинеиную траекторию перемещения заго;товок по ручьям, что сокращает время на перенос заготовки и, значит,в сочетании с сокращением времени 25на разъем матричного блока позволяет повысить быстроходность машины,а в конечном итоге повышает ее производительность.Упрощается механизм переноса за,счет упрощения траектории его движения(вместо, волнообразной прямолинейная траектория).Установка осей поворота балок наподвижной 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 на 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 связейисключает их самопроизвольное угловое 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.1505657 игУ Заказ 5380/ 11 Тираж 572 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НТ СССР оизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин Состаедактор О.Головач Техре тель В.Поникаров А.Кравчук Корректор И.Муска