3.4  Штамповочные прессы


Основу кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП) составляет кривошипно-шатунный механизм. КГШП (рис. 3.23, а) приводятся от электродвигателя 1. Через передачи вращение передается на шестерню 5, свободно сидящую на кривошипном валу 4.
При нажатии штамповщиком педали фрикционная муфта 6 соединяет шестерню 5 и кривошипный вал 4, кривошип поворачивается и связанный с ним шатуном 3 ползун 7 движется в направляющих вниз, деформирует заготовку
и,              пройдя нижнюю мертвую точку, возвращается. В верхнем положении ползуна муфта 6 выключается и тормоз 2 останавливает кривошипный вал 4 и ползун 7. Верхняя плита 8 блока штампа крепится к ползуну и ходит по двум направляющим колонкам 13. Штамповые ручьи располагаются во вставках 9 и 10, имеющих выталкиватели 14 и закрепленных в верхней 8 и нижней 11 плитах блока. В стандартном блоке три пары вставок. Клин 12 позволяет регулировать штамповую высоту.
Скорость движения ползуна КГШП (около 0,8 м/с) примерно в 10 раз меньше, чем у ПШМ, т. е. его воздействие на заготовку близко к статическому и главной характеристикой КГШП является номинальное усилие, которое может быть от 6,3 до 160 МН. Считается, что при штамповке одна тонна массы падающих частей ПШМ эквивалентна 10 МН усилия КГШП.
Неударный характер работы КГШП влечет за собой некоторые последствия. Хуже заполняются тонкие глубокие полости в штампе из-за отсутствия действующих на металл инерционных сил. Хуже чем на ПШМ отделяется окалина, что делает необходимым введение механической очистки или гидроочистки струей воды либо применение безокислительного и малоокислительного нагрева. Штампы КГШП изготавливают сборными. Каждый ручей — в своей паре вставок. Каждую пару вставок можно использовать до полного ее износа, заметим, что после изнашивания чистового ручья штампа ПШМ в ремонт идет весь штамп.
Фундаменты КГШП не столь мощны, как у ПШМ, здания прессовых цехов могут быть более легкими и дешевыми, вибрация при работе КГШП значительно слабее и поэтому не так вредно сказывается на окружающем оборудовании, как со-

трясение при работе ПШМ. Отсутствие шума и сотрясений снижает утомляемость работающих. Работа на КГШП безопаснее и требует меньшей квалификации, чем на ПШМ.







Верхний и нижний штампы КГШП имеют выталкиватели, что позволяет уменьшить уклоны на поковках, тем самым экономя металл и уменьшая стоимость обработки резанием. На ПШМ баба после израсходования своей кинетической энергии на деформирование металла может остановиться в любой точке своей траектории. Ползун КГШП при каждом ходе должен обязательно пройти через нижнюю мертвую точку, когда кривошип и шатун находятся на одной прямой. Это порождает опасность аварийного заклинивания, делает невозможным (как на ПШМ) нанесение по поковке слабых и сильных ударов, что, с одной стороны, упрощает работу, но с другой — затрудняет проведение протяжки и подкатки на КГШП (которые при штамповке длинных поковок позволяют получить заготовки с большой разницей площадей поперечных сечений по их длине). На ПШМ с помощью легких ударов штамповщик осаживает при протяжке заготовку на 30% (рис. 3.24, б).



Такая деформация обычно обеспечивает заготовке соотношение размеров, удовлетворяющее требованиям правила устойчивости после ее кантовки, и отсутствие продольного изгиба. На КГШП каждый ход одинаков и сильное обжатие заготовки приведет к ее продольному изгибу после кантовки (рис. 3.24, а). Заметим, что протяжку и подкатку на КГШП выполнять все-таки можно, но по стадиям, в двух ручьях, что часто не оставляет места в штампе для других необходимых ручьев. Поэтому при штамповке поковок с большой разницей площадей поперечных сечений на КГШП заготовки предварительно обрабатывают на ковочных вальцах, электровысадочных машинах, горизонтально-ковочных и других машинах; спаривают поковки "валетом" для выравнивания величины сечений по длине (рис. 3.25). В массовом производстве применяют периодический прокат (рис. 3.26).
Невозможность остановки ползуна КГШП в любой точке его траектории при штамповке в закрытых штампах требует устройства в них специальных компенсаторов для размещения избытка металла и предотвращения заклинивания пресса. В таком штампе (рис. 3.23, б) при наличии избытка металла в конце хода верхней вставки 3 резко выросшее усилие преодолевает сопротивление мощных тарельчатых пружин 1 и компенсатор 2 отходит вниз. В этом случае избыток металла увеличит длину ступицы поковки 4.




Точность поковок КГШП выше, чем поковок ПШМ благодаря фиксированному нижнему положению ползуна, которое может изменяться лишь незначительно (жесткость КГШП достигает 13 МН/мм) за счет увеличения или уменьшения пружи- нения механической системы КГШП (станины, кривошипно-шатунного механизма) при изменении условий штамповки (отклонения температуры заготовки, ее объема и др.) и благодаря наличию направляющих колонок в блоках штампов.
Стоимость КГШП приблизительно в три раза больше, чем соответствующего ПШМ, производительность больше на 30% (т. к. в одном ручье по поковке наносится один удар против двух-пяти на ПШМ), КПД — в 3-4 раза выше, чем у ПШМ, источник энергии для КГШП (электроэнергия) — универсальный (не требуется строительства котельных, как для ПШМ).
На КГШП выполняют следующие переходы: осадку, пережим, формовку, гибку, предварительную штамповку, окончательную штамповку в открытом или закрытом штампе, штамповку выдавливанием, калибровку, отрубку (ножи выполняются как у пресс-ножниц во избежание заклинивания). Отрубка встречается редко, т. к. в большинстве случаев на КГШП штампуют из штучной заготовки. При штамповке в автоматическом режиме иногда выполняют обрезку облоя и прошивку отверстий. Из названных переходов ранее не рассматривалось выдавливание, которое бывает прямое (рис. 3.23, в, г), обратное (д), комбинированное (е), поперечное (ж). На рис. 3.23, в цифрами обозначены: 1 — выталкиватель, 2 — матрица, 3 — заготовка, 4 — пуансон. При прямом выдавливании угол дна матрицы а должен быть не более 150° (лучше — не более 120°) Коэффициент вытяжки X = Flf где F— площадь поперечного сечения контейнера матрицы, /— площадь поперечного сечения выдавливаемого стержня. При X lt; 7,8 выдавливание происходит без образования торцевого заусенца (в зазоре между матрицей и пуансоном); при 7,8 lt; X lt; 15 выдавливание сопровождается образованием торцевого заусенца; при Хgt; 15 выдавливание не рекомендуется, т.
к. заусенец настолько велик, что пуансон заклинивает. При выдавливании с заусенцем зазор между матрицей и пуансоном рекомендуется иметь по 1,2-1,4 мм на сторону. Желательно, чтобы штамповка выдавливанием в предварительном ручье происходила без заусенца, т. к. есть опасность заштам- повки его в тело поковки на последующих переходах. Если образования заусенца в предварительном ручье избежать не удается, то нужно, чтобы при окончательной штамповке он вытекал в заусенечную канавку. При штамповке без заусенца зазор составляет 0,1-0,4 мм.
Для штамповки в разъемных матрицах выпускают КГШП двойного действия, с двумя ползунами: внешним (который при штамповке смыкает верхний штамп, закрепленный на нем, с нижним, расположенным на столе пресса) и внутренним (производящий деформирование).



Рис. 3.27. Винтовые прессы и их штампы
Винтовые прессы (ВП) устроены следующим образом (рис. 3.27, а). При включении обмоток статора 2 ротор 1 с винтом 4 вращается электромагнитными силами в подшипниках станины 3. Винт фиксирован в осевом направлении, поэтому при его вращении гайка 5 перемещается вверх и вниз вместе с ползуном 6, жестко связанным с гайкой и двигающимся в направляющих станины вместе с выталкивателем 7 нижнего штампа. Новые прессы имеют устройство программирования энергии серий ударов; в их ползуне может быть установлен верхний выталкиватель (механический). Пример маркировки: Ф1740.
Универсальный штамповый блок ВП (рис. 3.27, б) при переходе от штамповки одной поковки к другой требует замены только пуансона 1 и матрицы 4, которые крепятся с помощью разрезных колец 2 и обойм 3, притягиваемых к опорным плитам гайками. Верхняя опорная плита 9 крепится Т-образными болтами к ползуну и центрируется хвостовиком 10 в отверстии ползуна. Матрица 4 прижата к нижней плите 7 через закаленную плитку 5 и основание 8, имеет выталкиватель 6. Каналы для охлаждающей жидкости выполнены в основании 8.
Предусматривается выпуск прессов в двух исполнениях. Первое — с верхним и нижним выталкивателями, устройствами сдува окалины, механизированной установки и снятия штампов, программирования уровней энергии ударов. Второе — дополнительно к устройствам первого, оснащается устройствами для загрузки заготовок в рабочую зону пресса, удаления отштампованных изделий, ориентации нагретых заготовок и автоматической их подачи к устройству загрузки, свободно программируемым командоконтроллером и инерционным механизмом переключения.
Для безоблойной штамповки в разъемных матрицах применяют винтовые прессы двойного действия. Здесь (рис. 3.27, в) заготовка 5 укладывается в нижний штамп 6, движением внешнего ползуна 2 верхний штамп 4 смыкается с нижним, затем движением внутреннего ползуна 1 с пуансоном 3 осуществляется штамповка.
В начале деформирования скорость ползуна ВП достаточно большая (3-4 м/с), поэтому их иногда относят к молотам. Однако технологически они ближе к прессам. Поэтому ВП характеризуют номинальным усилием и эффективной номинальной энергией удара. Конец хода ползуна ВП не фиксирован, поэтому в одном ручье штампа по поковке может наноситься несколько ударов (до соударения штампов); отсутствует опасность заклинивания; закрытые штампы не нуждаются в компенсаторах (избыток металла просто увеличивает высоту поковки).
Конструкция ВП не допускает значительных эксцентричных нагрузок, поэтому их применяют преимущественно для одноручьевой торцевой штамповки в открытых и закрытых штампах, а также для гибки, правки, обрезки, чеканки, калибровки, листовой штамповки. Наличие выталкивателей расширяет номенклатуру штампуемых изделий, позволяет уменьшить штамповочные уклоны. ВП просты по конструкции, в наладке и обслуживании, обеспечивают стабильную точность поковок. Они распространены в мелкосерийном и серийном производстве (благодаря простоте наладки и обслуживания и низким затратам на переналадку штампов), а также в массовом, в составе комплексов. ВП обеспечивают точную штамповку турбинных лопаток, дисков, шестерен, сложных деталей с отростками (в закрытых штампах с разъемной матрицей).
Гидравлические штамповочные прессы (ГП) имеют усилие до 750 МН (уникальные ГП) и применяются для штамповки крупных поковок, штамповки из малопластичных материалов и выполнения операций, требующих большого усилия на протяжении большого хода. На ГП обычно выполняют следующие операции: выдавли-
вание обратное (прошивка в закрытой матрице), прямое и боковое; вытяжку с утонением стенки (протяжку гильзы); осадку в закрытой матрице и высадку; гибку; штамповку в закрытых и открытых штампах. Основные группы штампуемых на ГП поковок: I — поковки типа стаканов с глухими и сквозными отверстиями (корпуса снарядов, гильзы, втулки, муфты, цилиндры); II — поковки типа дисков (невысокие чашки и диски с фланцами, роторы турбин); III — поковки с вытянутой осью (коленчатые валы и др.): IV — поковки типа крестовин; V — поковки типа панелей.

Рис. 3.28. Схема многоплунжерных ГП и детали, получаемые на них


Многоплунжерные гидравлические прессы для безоблойной штамповки позволяют получать многополостные детали сложной формы (рис. 3.28, а) штамповкой (вместо литья или сварки штампованных частей), что значительно увеличивает вязкость и пластичность материала, обеспечивая более высокую прочность; обеспечивают выгодное направление волокна, однородность структуры, большую степень деформации за один нагрев, экономию до 30-40% металла за счет уменьшения в 1,52 раза припусков, уменьшение или полное устранение напусков и отсутствие об- лоя. Производительность труда повышается за счет сокращения числа переходов (ручьев). Коэффициент необрабатываемой поверхности (КНП) увеличивается с 0,1 до 0,2-0,3 для стальных поковок и с 0,5 до 0,7 для алюминиевых. Себестоимость деталей снижается на 40-50%, а трудоемкость последующей механической обработки — на 20-35%. При многополостной безоблойной штамповке (рис. 3.28, б) заготовку помещают в разъемный штамп, половины 1 и 2 которого сначала смыкаются, после чего вертикальные пуансоны 4 и 6 и до четырех горизонтальных пуансонов 3 и 5 образуют в поковке полости. ПО "Уралмаш" разработал ряд таких прессов. Известен пресс с усилием на главном ползуне 500 МН, на нижней прошивной системе 100 МН и на каждой из четырех боковых — по 60 МН. Пресс "Уралмаша" 20/37 МН имеет две стационарные вертикальные и две поворотные горизонтальные прошивные системы, которые можно переустанавливать в пределах дуги 45° в горизонтальной плоскости. Серийные многоплунжерные прессы снабжены прижимной траверсой, двумя вертикальными пуансонами с выталкивателями и двумя горизонтальными противостоящими пуансонами. 
<< | >>
Источник: В. А. Салтыков, В. П. Семенов, В. Г. Семин, В. К. Федюкин. Машины и оборудование машиностроительных предприятий. 2012

Еще по теме               3.4  Штамповочные прессы:

  1. КРИВОШИПНЫЕ КОВОЧНО-ШТАМПОВОЧНЫЕ ПРЕССЫ
  2. ПОЛОЖЕНИЕ О ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИИ УПРАВЛЕНИЕМ ПРЕСС-СЛУЖБЫ АППАРАТА СОВЕТА ФЕДЕРАЦИИ (Пресс-службой Совета Федерации) пресс-конференций и брифингов1
  3. 2. Пресс-секретарь (иногда — пресс-атташе)
  4. Я.Л. ФИРСОВ, начальник отдела по работе со средствами массовой информации пресс-службы Министерства обороны РФ Информационная деятельность пресс-центров в «горячих точках»
  5. РЕВОЛЬВЕРНЫЕ ПРЕССЫ
  6. Методы проведения пресс-конференций
  7. Б. ВИНТОВЫЕ ПРЕССЫ
  8. Работа с прессой: адресность
  9. 1. Глава пресс-службы
  10. Пресс-конференция
  11. ПРОЧИЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРЕСС-АВТОМАТЫ
  12. Ё. ХОЛОДНОВЫСАДОЧНЫЕ ПРЕСС-АВТОМАТЫ
  13. Гласные под прессом