Способ горячей штамповки поковок и автоматическая линия для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к горячей штамповке круглых в плане изделий, и может быть применено в машиностроительной промышленности, в частности в подшипниковой промышленности. В качестве исходной заготовки используют технологический отход в виде чашеобразных дисков-заготовок с выпуклым и вогнутым основаниями и цилиндрической боковой поверхностью . Исходную заготовку ориентируют в заданном положении путем ее качения по наклонной плоскости и подпора опорным элементом. Даются формулы для определения параметров ориентирующего устройства. После ориентации заготовки пакетируют в стопу, нагревают и штампуют. 2 с.п. ф-лы, 10 ил. на фиг.6 - автоматическая линия горячей штамповки, общий вид; на фиг.7 - вид Б на фиг.6; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.6; на фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.7; на фиг.10 - вид Д на фиг.6. Способ горячей штамповки поковок осуществляют следующим образом. Исходную заготовку в виде чашеобразного диска-заготовки 1 с выпуклым 2 и вогнутым 3 основаниями и цилиндрической боковой поверхностью 4 ориентируют в заданном положении. Для этого чашеобразный диск-заготовку 1 устанавливают на цилиндрическую боковую поверхность 4 и катят по наклонной плоскости 5, при этом плоскость вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки опирают на опорную пластину 6 с наклоном к горизонтальной плоскости под углом а , а ширину В наклонной плоскости 5 выбирают Ё -Ч Сл5 CJ СЬ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 D 43/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4700640/27 (22) 20.06.89 (46) 15.05,92. Бюл, N 18 (71) Научно-производственное объединение подшипниковой промышленности (72) Г.Ф.Дзанашвили, А.Т.Катковский, С.Л.Кузин, Г.В.Трофимов, В,А.Мальцев, В,В.Захаров, М,В.Ãåíoøèëèí, В.П.Шебалкин и А.Г.Кириенко (53) 621,979.062(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 940986, кл. В 21 l 55//0000, 1980. (54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ПОКОВОК И АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ

ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ПОКОВОК

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к горячей штамповке круглых в плане изделий, и может быть применено в машиностроительной промышленности, в частности к подшипниковой промышленности.

Целью изобретения является повышение качества и экономия металла путем обеспечения возможности использования в качестве исходной заготовки технологического отхода в виде чашеобразных дисковзаготовок с выпуклым и вогнутым основаниями и цилиндрической боковой поверхностью.

На фиг.1 изображена схема ориентирования чашеобраэного диска-заготовки; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — положение стопы заготовок в индукционном нагревателе; на фиг.4 — отштампованная поковка; на фиг.5 — готовое иэделие с обрубленными технологическими отходами после обрезки; Ы 1733168 А1 (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к горячей штамповке круглых в плане изделий, и может быть применено в машиностроительной промышленности, в частности в подшипниковой промышленности. В качестве исходной заготовки используют технологический отход в виде чашеобразных дисков-заготовок с выпуклым и вогнутым основаниями и цилиндрической боковой поверхностью . Исходную заготовку ориентируют в заданном положении путем ее качения по наклонной плоскости и подпора опорным элементом.

Даются формулы для определения параметров ориентирующего устройства. После ориентации заготовки пакетируют в стопу, нагревают и штампуют. 2 с,п. ф-лы, 10 ил. на фиг.6 — автоматическая линия горячей штамповки, общий вид; на фиг.7 — вид Б на фиг.6; на фиг.8 — сечение  — B на фиг.6; на фиг,9 — сечение à — Г на фиг.7; на фиг,10 — вид

Д на фиг.6.

Способ горячей штамповки поковок осуществляют следующим образом.

Исходную заготовку в виде чашеобраэного диска-заготовки 1 с выпуклым 2 и вогнутым 3 основаниями и цилиндрической боковой поверхностью 4 ориентируют в заданном положении. Для этого чашеобразный диск-заготовку 1 устанавливают на цилиндрическую боковую поверхность 4 и катят по наклонной плоскости 5, при этом плоскость вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки опирают на опорную пластину 6 с наклоном к горизонтальной плоскости под углом а, а ширину В наклонной плоскости 5 выбирают

1733168 меньше величины с стрелки выпуклого основания 2 чашеобразного диска-заготовки

1, Угол наклона а плоскости вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки 1 к горлзонтальной плоскости определяют из соогношения

D аг"9 . у < a < arctg г (— В г — Н -9 У уо

Нижний предел угла наклона а, onpef деляемый соотношением arctg f/tg, выт9 бирают из условия обеспечения скатывания чашеобразного диска-заготовки 1 по наклонной плоскости 5 при трении его об опорную пластину 6. Верхний предел угла наклона а, определяемый соотношением

О

arctg ( выбирают из условия обеспечения прилегания плоскости вогнутого основания 3 чашеобразного диска-заготовки 1 к опорной пластине 6 во избежание опрокидывания, перекосов и заклинивания заготовок.

Ориентированные чашеобразные диски-заготовки 1 пакетируют в стопу 7 и нагревают в индукционном нагревателе, откуда поштучно выводят и штампуют из них поковку 8. Затем на поковке 8обрубают технологические отходы 9 с получением готового изделия 10.

Автоматическая линия горячей штамповки содержит установленные по ходу технологического процесса загрузочное устройство в виде бункера 11 с приводом и тракового подъемника 12, ориентирующее устройство 13, лоток 14 возврата неориентированных чашеобразных дисков-заготовок, индукционный нагреватель 15 с толкателем 16, лоток 17 выдачи заготовок, промышленныл робот 18 для подачи чашеобразных дисков-заготовок, устройство для штамповки в виде штамповочного пресса

19, транспортное средство 20, промышленный робот 21 для подачи поковок и устройство для обрезки технологических отходов в виде обрезного пресса 22.

На штамповочном прессе 19 закреплены штамп 23 и склиз 24, а на обрезном прессе 22 — обрезной штамп 25 и склиз 26, На штамповочном прессе 19 в верхнем и нижнем положениях ползуна 27 закреплены соответственно верхний 28 и нижний 29 датчлки блокировки промышленного робота 18, электрически связанные с ним. На склизе 24 штамповочного пресса 19 смонтирован датчик 30 выхода штампованных поковок, электрически связанный со штамповочным прессом 19.

Траковый подъемник 12 выполнен в виде наклонно расположенной бесконечной транспортирующей ленты 31 и закрепленных на ней под углом у, к горизонтальной

5 плоскости в продольном направлении траков 32.

Ориентирующее устройство 13 закреплено на траковом подъемнике 12 и выполнено в виде опорной 6, ограничительной 33 и

10 несущей 34 пластин, из которых опорная 6 и ограничительная 33 пластины расположены параллельно одна относительно другой и параллельно транспортирующей ленте 31 тракового подъемни: э 12, а несущая пласти15 на 34 закреплена между ними на опорной пластине 6 с продольным наклоном ее наклонной плоскости 5 к горизонтальной плоскости под углом >нп и с зазором S относительно ограничительной пластины

20 33, Зазор S между несущей 34 и ограничительной 33 пластинами ориентирующего устройства 13 больше высоты Н чашеобразного диска-заготовки 1, Продольные углы наклона к горизонтальной плоско25 сти траков 32 тракового подъемника 12 и несущей пластины 34 ориентирующего устройства 13 связаны соотношением 9 т 1

tg нп 2 где ут, y n — продольные углы наклона к горизонтальной flilocKQGTN соответственно траков тракового подъемника и несущей пластины ориентирующего устройства, град;

ft, f2 — коэффициенты трения скольжения материала чашеобразного диска-заготовки о материалы соответственно транспортирующей ленты тракового подьемника и опорной пластины ориентирующе40 го устройства.

Автоматическая линия горячей штамповки работает следующим образом.

Чашеобразные диски-заготовки 1 — технологические отходы штамповочного про45 изводства — загружаются в бункер 11, откуда траками 32 тракового подъемника 12 предварительно ориентируются и подаются в ориентирующее устройство 13.

На наклонных траках 32 чашеобразные диски-заготовки 1 предварительно ориентируются чашеобразные диски-заготовки 1 предварительно ориентируются качением по ним с опорой на транспортирующую ленту 31. В ориентирующем устройстве 13 чашеобразные диски-заготовки 1 окончательно ориентируются качением цилиндрической боковой поверхностью 4 по наклонной плоскости 5 несущей пластины

34, при этом чашеобраэные диски-заготовки

1733168

1, обращенные к опорной пластины 6 вогнутым основанием 3, перекатываются к индукционному нагревателю 15 и толкателем 16 подаются в нагревательную зону. Чашеобразные диски-заготовки 1, обращенные к опорной пластине 6 выпуклым основанием

2, соскальзывают с несущей пластины 34 и через зазор S между несущей 34 ограничительной 33 пластинами падают на лоток 14 возврата неориентированных чашеобразных дисков-заготовок 1 и возвращаются в бункер 11, Ориентированные чашеобразные диски-заготовки 1 располагаются стопой 7 в канале индукционного нагревателя

15, плотно прижимаясь друг к другу, и равномерно нагреваются до заданной температуры, Нагретые чашеобразные диски-заготовки 1 выходят на лоток 17 выдачи заготовок, откуда промышленным роботом 18 подаются в штамп штамповочного пресса 19. При этом в нижнем положении ползуна 27 нижний датчик 29 дает сигнал промышленному роботу 18 на захват чашеобразного диска-заготовки 1 и подачу его в штамп 23, а в верхнем положении ползуна

27 верхний датчик 28 блокирует работу промышленного робота 18 в положении его руки вне зоны штамповки. Штампованная поковка 8 со штампа 23 штамповочного пресса 19 сталкивается рукой промышленного робота 18 при подаче следующего чашеобразного диска-заготовки 1 в зону штамповки, при этом штампованная поковка 8 при движении по склизу 24 воздействует на датчик 30 выхода поковок, который дает сигнал готовности к работе на пусковой механизм штамповочного пресса 19.

При штамповке на штамповочном прессе 19 возможно залипание штампованной поковки в штампе 23 и при отсутствии проходящей поковки по склизу 24 датчик 30 выхода поковки 8 дает сигнал на отключение пускового механизма штамповочного пресса 19 по избежание поломки оборудования и приспособлений.

Штампованная поковка со склиза 24 поступает на транспортное средство 20, захватывается промышленным роботом 21 и подается в штамп 25 обрезного пресса 22, где вырубается готовое иэделие 10, которое по склизу 26, направляется в тару, а технологические отходы 9 удаляются в тару для обрезки, Пример. Исходную заготовку в виде чашеобразного диска-заготовки из стали

ШХ15 с размерами: г = 110 мм; c1=6,5 мм; с= 6,0 мм; с1 = 6,5 мм; D —; Н =16,5 мм ориентируют путем установки ее на цилиндрическую боковую поверхность и качением по наклонному траку тракового подъемника шириной B = 5 мм, котора меньше величины стрелки с = 6 мм выпукло го основания. Трак закреплен под углом у, =

=15 к горизонтальной плоскости. При ори

5 ентировании чашеобразный диск-заготовк, подпирают транспортной лентой со сторо ны вогнутого основания с наклоном ее пло скости к горизонтальной плоскости по углом а= 75О. Величина этого угла больш

10 нижнего предела, определяемого соотно шением

0,15 ахи« = arctg = arctg

tg gr 0,27

= агст9 0,56=29, где f1 — коэффициент трения скольжени стали ШХ15 о транспортную ленту (f1 = 0,15) но меньше верхнего предела, определяемо. го соотношением

20 D (гмакс = агстя

72

2 (102 — 5 — 110 — 16,5

arctg 10,3=85 С, где уо — расстояние от центра тяжести чаше. образного диска-заготовки до центра сфе его оснований, определяемого из соотно. шения (" Й вЂ” (-c) (2v-с-й)-c (gr,.с,) ("I -;I"-. "- -" - -, ) (<. 72 б ф «0-e) — (!б5-б)(2.«р-б-1б,б)-e,e (rZ.

4(6 (иΠ— ) — (m<-6)-6Б (НО- — )

На ориентирующем устройстве чашеобразные диски-заготовки ориентируются окончательно качением по наклонной пло40 скости, несущей пластины такой же ширины

В = 5 мм и с наклоном пластины под тем же углом Q = 75 к горизонтальной плоскости, что и соответствующие элементы тракового подъемника, Чашеобразные диски-заготов45 ки, обращенные выпуклыми основаниями к опорной поверхности, падают с траков или с несущей пластины, так как величина стрелки с превышает ширину трака или наклонной плоскости несущей пластины.

Величина продольного угла наклона наклонной плоскости несущей пластины у„п составляет 10О, что отвечает требованию соотношения

55 аду, fl

tg унп 2 для обеспечения равномерности подачи заготовок, так как коэффициент трения скольжения f2 чашеобразного диска-заготовки об опорную пластину равен 0,1, 7 !

1733168

Сориентированные чашеобразные диски-заготовки пакетируют в стопу в канале индукционного нагревателя и нагревают до заданной температуры, Затем нагретые заготовки поштучно выводят из нагревателя и штампуют круглую в плане поковку диаметром 82 мм и высотой 6,0 мм. Отштампованную поковку передают на обрезной пресс, где обрезают технологические отходы и вырубают комплект изделий, состоящий из двух вписанных одно в другое колец, Наружное кольцо имеет следующие размеры: наружный диаметр 66,4 мм; внутренний длиаметр 42,4 мм; внутренее кольцо имеет наружный и внутренний диаметры соответственно 42,4 и 23,8 мм. Высота каждого из колец составляет 6,0 мм.

Наружное кольцо является заготовкой для колец упорного подшипника типа 8109, внутренние-для колец упорного подшипника типа 8105, Формула изобретения

1, Способ горячей штамповки поковок, при котором исходные заготовки ориентируют, пакетируют в стопу, нагревают в индукционном нагревателе, поштучно выводят их из нагревателя, штампуют из них поковки и обрезают технологические отходы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и экономии металла путем обеспечения возможности использования в качестве исходнол заготовки технологического отхода в виде чашеобразных дисков-заготовок с выпукл лым и вогнутым основаниями и цилиндрической боковой поверхностью, чашеобразный диск-заготовку ориентируют в заданном положении, при этом ориентирование чашеобразного диска-заготовки осуществляют установкой его своей цилиндрической боковой поверхностью на наклонную плоскость и качением по ней, при этом чашеобразный диск-заготовку подпирают опорным элементом со стороны вогнутого основания с наклоном его плоскости к горизонтальной плоскости под углом, определяемым соотношением

D агст9 с а с агст9

f ц у где а. — угол наклона плоскости вогнутого основания чашеобразного диска-заготовки к горизонтальной плоскости, град;

f — коэффициент трения скольжения материала чашеобразного диска-заготовки с материалом опорного элемента; а — угол наклона наклонной плоскости к горизонтальной плоскости, град;

D . Н вЂ” соответственно диаметр и общая высота чашеобразного диска-заготовки, мм; уо — расстояние от центра тяжести чашеобразного диска-заготовки до центра сфер

5 его основания, мм;

 — ширина наклонной плоскости, мм;

r — радиус сферы выпуклого основания чашеобразного диска-заготовки, мм, а ширину наклонной плоскости выбирают

10 меньше величины стрелки выпуклого основания чашеобразного диска-заготовки, причем при последовательном ориентировании чашеобразных дисков-заготовок с использованием ряда нак:QHHblx плоскостей и

15 опорных пластин, продольные углы наклона наклонных плоскостей к горизонтальной плоскости связаны соотношением: 9 У1 tg Ð 1 т2

20 где у, у2 — продольные углы наклона последовательно установленных наклонных плоскостей к горизонтальной плоскости, град;

f<, f 2 — коэффициенты трения скольже25 ния материала чашеобразного диска-заготовки о материалы соответствующих последовательно установленных пластин.

2. Автоматическая линия для горячей штамповки поковок, содержащая установ30 ленные по ходу технологического процесса загрузочное устройство,, ориентиоующее устройство, индукцлонный нагреватель, усTpoNcTBG для штамповки т оковок, устройство для обрезки технологических отходов, два промышленных робота, один из которых установлен перед vcTpo_#_cTBQM для штамповки поковок, а другой — перед устройством для обрезки технологических отходов, и систему датчиков, включающую датчик Bblхода штампованных поковок и датчики блокировки, отличающаяся тем, что она . снабжена склизом, смонтированным на устройстве для штамповки поковок, датчик выхода штампованных поковок смонтиро45 ван на этом склизе и электрически связан с устройством для штамповки поковок, датчики блокировкиустановлены в верхней и нижнем положениях ползуна устройства для штамповки поковок и электрически связаны с первым роботом, загрузочное устройство выполнено в виде бункера и тракового подъемника с наклоннорасположенной бесконечной транспортирующей лентой и с закрепленными на ней под углом к горизон55 тальной плоскости в продольном направлении траками, ориентирующее устройство закреплен но на траковом подъемнике и выполнено в виде опорной, ограничительной и несущей пластин, из которых опорная и ог1733168

Фиг.5. раничительная расположены параллельно одна относительно другой с зазором между ними и параллельно транспортирующей ленте тракового подъемника, а несущая закреплена между ними на опорной пластине с продольным наклоном ее наклонно плоскости к горизонтальной плоскости и < зазором относительно ограничительно пластины.

1733168

h прессу f5 иг. О

ФиР.IO.

Составитель И.Ментягова

Техред М,Моргентал КоРРектоР М.Кучерявая

Редактор А.Лежнина

Заказ 1625 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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