Меню

Инструмент и оборудование для горячей штамповки

Инструмент и оборудование для горячей объемной штамповки

Инструмент. Основным рабочим инструментом для горячей объемной штамповки являются специальные штампы, предназначенные для изготовления только заданной детали. В некоторых случаях применяют штампы, конструкция которых позволяет осуществлять их переналадку (путем замены отдельных частей и блоков) для выполнения одноименных операций при изготовлении различных деталей. Конструкция штампа должна обеспечивать необходимое формоизменение заготовки, а также прочное закрепление штампа на оборудовании, сохранение точности его установки и удобство транспортирования.

Штампы для горячей объемной штамповки испытывают большие механические и термические нагрузки, поэтому для их изготовления используют высококачественную легированную сталь. В целях экономии дорогостоящей легированной инструментальной стали штампы часто изготовляют не цельными, а со вставками из менее дефицитных металлов. В процессе штамповки штампы обдувают сжатым воздухом для охлаждения и сдува окалины, а также наносят на них смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ) разных составов. Смазка уменьшает износ штампов, облегчает их заполнение металлом. Изношенные ручьи можно возобновлять неоднократно путем наплавки с последующей обработкой. Стойкость штампов определяется количеством полученных в них поковок. Это количество до первого возобновления ручьев может достигать, например, при штамповке поворотных кулаков 5000 шт., шестерен — 15 000 шт.

Стойкость штампов обеспечивается правильным выбором марки штамповой стали в зависимости от штампуемых поковок, соблюдением технологии изготовления и правил эксплуатации штампов. В последнее время для повышения стойкости штампов применяют наплавку твердыми сплавами их быстроизнашивающихся частей, химико-термическую обработку и лазерное упрочнение.

Условия работы штампов, их стойкость и конструктивные особенности зависят от оборудования, на котором производится штамповка. По видам кузнечных машин штампы подразделяют на молотовые, прессовые, штампы горизонтально-ковочных машин и др.

Конструкция молотового штампа показана на рис. 11.8. Точную установку штампа на молоте осуществляют по обработанным граням 4 и 5, относительно которых изготовлена гравюра рабочей полости штампа. Крепление последнего и его фиксирование выполняют с помощью шпонки, вставляемой в паз 7, и клина, забиваемого между хвостовиком 2 штампа и соответствующей присоединительной поверхностью молота. Отверстие 3 является транспортным.

Рис. 11.8. Молотовый штамп:
1 — паз, 2 — хвостовик, 3 — транспортное отверстие, 4, 5 — обработанные грани

Прессовые штампы, использующиеся на кривошипных и гидравлических прессах, имеют более сложную конструкцию. Штамп, показанный на рис. 11.9, состоит из двух пакетов. В верхнем пакете 2 с помощью болтов 3 закрепляют ручьевые вставки: 7 — гибочный ручей, 5 — черновой ручей, 6 — чистовой ручей. Нижний пакет 9 имеет направляющие колонки 8, а верхний — втулки 4. Нижний и верхний пакеты через отверстия 1 крепятся соответственно на столе и на ползуне кривошипного пресса. Наличие направляющих колонок, во-первых, увеличивает точность совпадения верхнего и нижнего ручьев при смыкании половин штампа, во-вторых, дает возможность собирать и налаживать штампы вне оборудования, что уменьшает его простои.

Рис. 11.9. Сборный штамп кривошипного пресса:
1 — крепежные отверстия, 2, 9 — верхний и нижний пакеты, 3 — болты, 4 -втулки, 5, 6, 7 — ручьевые вставки, 8 — направляющие колонки

Штампы ГКМ (рис. 11.10) в отличие от рассмотренных ранее имеют две плоскости разъема: первую вертикальную, перпендикулярную осям пуансонов 2, и вторую вертикальную, проходящую через их оси и являющуюся плоскостью разъема между неподвижной 3 и подвижной 4 матрицами. При смыкании матриц их ручьи 5 и 6 образуют рабочие полости, в которых под действием пуансонов 2 заготовка приобретает требуемую форму. Пуансоны крепятся в блоке 1 центрального ползуна, неподвижная матрица — в станине ГКМ, а подвижная — в его боковом ползуне.

Рис. 11.10. Трехручьевой штамп ГКМ:
1 — блок центрального ползуна, 2 — пуансоны, 3, 4 — неподвижная и подвижная матрицы, 5,6 — ручьи

Оборудование. Для горячей объемной штамповки применяют штамповочные молоты, прессы, горизонтальноковочные и другие машины.

Из штамповочных молотов наиболее широко используют паровоздушные штамповочные молоты двойного действия с массой ударных частей 0,63 . 25 т (рис. 11.11). Принципы действия паровоздушных штамповочных и ковочных молотов идентичны, отдельные узлы и детали сходны между собой.

Рис. 11.11. Паровоздушный штамповочный молот двойного действия:
1 — предохранительный амортизатор, 2 — рабочий цилиндр, 3 — парораспределительное устройство, 4 — шток, 5 — саблевидный рычаг, 6 — баба, 1,9- верхний и нижний штампы, 8 — тяги системы управления, 10 — подштамповая подушка, 11 — педаль, 12 — шабот, 13 — стойки

Паровоздушные молоты просты по конструкции, удобны в эксплуатации, надежны и широко используются для многоручьевой и одноручьевой открытой штамповки (реже — для закрытой штамповки).

Особенностями конструкции штамповочного молота являются еле дующие: более жесткая конструкция станины (ее стойки 13 жестко крепятся непосредственно на шаботе 12, что обеспечивает более точное совпадение верхнего и нижнего штампов); масса шабота в 20 . 25 раз превышает массу ударных частей. Указанные особенности конструкции штамповочного молота повышают точность получаемых на нем поковок.

Из штамповочных прессов для объемной штамповки применяют кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП), а также гидравлические .

Кривошипные горячештамповочные прессы выпускают усилием до 125 МН. Кинематическая схема КГШП дана на рис. 11.12. Нижний штамп 14 крепится на клиновидной плите 15, верхний штамп 13 — к ползуну 12 пресса. Клиновидная плита 15 служит для регулирования положения нижнего штампа по вертикали. Ползун 12 пресса приводится в движение через шатун 11 от кривошипного вала 10. Последний вращается электродвигателем 4 через клиноременную передачу 3, шкив 2, промежуточный вал 6 и шестерни 7 и 8. Шестерня-маховик 8 может свободно вращаться на валу 10.

Рис. 11.12. Кинематическая схема кривошипного горячештамповочного пресса:
1 — тормоз, 2 — шкив, 3 — клиноременная передача, 4 — электродвигатель, 5 — станина, 6, 10 — промежуточный и кривошипный валы, 7,8 — шестерни, 9 — пневматическая муфта, 11 — шатун, 12 — ползун, 13, 14 — верхний и нижний штампы, 15 — плита

В момент включения пресса на рабочий ход пневматическая муфта 9 соединяет шестерню-маховик 8 с валом 10. Вал совершает один оборот, муфта выключается, а тормоз 1 останавливает вал в верхней мертвой точке. За один оборот вала ползун совершает один рабочий ход, опускаясь и поднимаясь по направляющим в станине 5. В столе и ползуне пресса имеются выталкиватели для удаления поковок из штампов. Они позволяют уменьшить штамповочные уклоны на поковках, а также широко применять штамповку выдавливанием и штамповку в закрытых штампах.

Для изготовления крупных деталей сложной формы служат штамповочные гидравлические прессы усилием до 750 МН. Принцип их действия не отличается от принципа действия ковочных гидравлических прессов, но штамповочные гидравлические прессы имеют более жесткую конструкцию, снабжены выталкивателями, механизмами для установки и смены штампов и др.

На горизонтально-ковочных машинах производят штамповку в разъемных матрицах поковок без облоя и штамповочных уклонов. При штамповке от прутка отпадает необходимость в предварительной разделке последнего на мерные заготовки, так как штампы ГКМ имеют отрезной ручей. Машина имеет жесткую конструкцию, что увеличивает точность поковок.

Привод ГКМ осуществляется от электродвигателя 8 (рис. 11.13). Через клиноременную передачу 9 разгоняется маховик с фрикционной муфтой 10. При включении муфты движение через шестерни 7 передается коленчатому валу 4, который через шатун 5 обеспечивает возврат-но-поступательное движение главного ползуна 11 с пуансоном 12.

Рис. 11.13. Кинематическая схема горизонтально-ковочной машины:
1 — рычаги, 2, 11, 17 — боковой, главный и зажимный ползуны, 3 — кулачок, 4 — коленчатый вал, 5 — шатун, 6 — тормоз, 7 — шестерни, 8 — электродвигатель, 9 — клиноременная передача, 10 — муфта, 12 — пуансон, 13 — упор, 14, 16 — неподвижная и подвижная матрицы, 15 — заготовка

В момент отключения муфты 10 включается тормоз 6, останавливающий коленчатый вал в нужном положении. Немногим раньше главного ползуна срабатывает механизм сжатия заготовки. Осуществляется это следующим образом. Боковой ползун 2 приводится в возвратно-поступательное движение кулачком 3, закрепленным на валу 4. При перемещении ползуна 2 система ломающихся рычагов 1 приводит в движение зажимный ползун 17 с подвижной матрицей 16, которая прижимает заготовку 15 к неподвижной матрице 14 на период высадки пуансоном 12. Исходная заготовка продвигается перед штамповкой до убирающегося упора 13, чем обеспечивается точное дозирование металла на одну поковку.

Читайте также:  Возможно вас также заинтересует

ГКМ выпускают усилием до 31,5 МН; на них можно штамповать поковки из круглых прутков Ø 20 .. . 270 мм.

Кроме рассмотренных универсальных кузнечно-штамповочных машин применяют специальные машины узкого технологического назначения — ковочные вальцы, горячештамповочные автоматы, электро-высадочные машины и др.

В ковочных вальцах деформирование заготовки 1 (рис. 11.14, а) осуществляется во вращающихся секторных штампах 4 и 6, закрепленных на валках 3 и 7. В момент расхождения секторных штампов заготовку 1 подают до упора 2 клещами 5. При вращении валков заготовка обжимается в соответствии с профилем штампов и выдается из вальцов в сторону вальцовщика. Вальцовка по такой схеме называется формовочной и служит для предварительного профилирования заготовок удлиненной формы — шатунов, рычагов, гаечных ключей и др. (рис. 11.14, б) перед последующей штамповкой на другом оборудовании. Достигаемое при этом перераспределение металла по длине заготовки с учетом формы и сечений поковки позволяет существенно снизить отходы металла и повысить производительность труда при штамповке. Профилирование заготовок на вальцах и их штамповку производят с одного нагрева.

Рис. 11.14. Схема вальцовки (а) и примеры получаемых заготовок (б) и поковок (в):
1 — заготовка, 2 — упор, 3, 7 — валки, 4, 6 — секторные штампы, 5 — клещи

Кроме того, вальцовку применяют для изготовления поковок простой формы (рис. 11.14, в); такую вальцовку называют штамповочной. В этом случае ручьи располагают по всей окружности валков и заготовка движется от вальцовщика. За один оборот валков можно получить цепочку из четырех-пяти поковок и более. Производительность штамповочной вальцовки достигает нескольких тысяч поковок в смену.

Горячештамповочные автоматы по принципу действия сходны с ГКМ; они отличаются высокой производительностью и точностью размеров поковок при малых отходах металла.

Особенностью электровы садочных машин является наличие высадочного механизма, совмещенного с нагревательным устройством в зоне деформации.

Контрольные вопросы

  1. Каковы преимущества и недостатки горячей объемной штамповки?
  2. Перечислите основные способы горячей объемной штамповки.
  3. Какова роль облоя при открытой объемной штамповке?
  4. В чем заключается недостаток закрытой объемной штамповки?
  5. Какова сущность многоручьевой штамповки?
  6. Перечислите отделочные операции после объемной штамповки.
  7. От чего зависит стойкость штампов и как ее можно увеличить?
  8. Назовите основное оборудование, применяемое для объемной штамповки.
  9. Каковы достоинства КГШП и ГКМ но сравнению с молотами?

Источник

Инструменты и оборудование для процессов штамповки

Рабочим инструментом для горячей объёмной штамповки являются штампы, т.е. бойки, в которых тем или иным способом выполнен рельеф, соответствующий форме поковки. Штампы состоят из двух разъемных частей, которые в собранном виде образуют один или несколько ручьёв [6, рис.68]. В одноручьевых штампах получают поковки простой формы, в многоручьевых – сложные поковки способом последовательного деформирования заготовки в нескольких ручьях. Различают штамповку в открытых и закрытых штампах и штампах для выдавливания.

В открытых штампах по разъему имеется зазор – заусеночная (облойная) канавка, в которую вытекает избыточный объём металла заготовки. При этом ковка получается с облоем (заусенцем) по месту разъёма, который затем обрезают.

В закрытых штампах деформирование металла протекает в закрытой полости. При этом поковка образуется без заусенца, расход материала меньше, но предъявляются повышенные требования к точности объёма заготовки. Штамповка в закрытых штампах позволяет штамповать малопластичные сплавы вследствие большей степени деформации, получать поковки более высокого качества, за счет рационального распределения волокон металла и более равномерной деформации.

В настоящее время наиболее распространена штамповка в открытых штампах. Объемная штамповка в закрытых штампах является прогрессивным технологическим процессом, позволяющим снизить и сократить технологический цикл изготовления поковок. Она применяется в отраслях, отличающихся наиболее отработанной технологией производства (например, автомобильной, тракторной).

Во многоручьевых штампах различают заготовительные и штамповочные ручьи.

Заготовительные ручьи предназначены для получения фасонной заготовки и перераспределения металла для подготовки к окончательной штамповке. В них производят: осадку (на плоской площадке штампа), протяжку – удлинение части заготовки, подкатку – местное увеличение сечения заготовки за счет утонения соседних, пережим – уширение заготовки поперек ее оси, формовку – придание заготовке формы, приближающейся к форме поковки, гибку и отрубку заготовки.

Штамповочные ручьи делятся на черновые (предварительные) и чистовые (окончательные). Черновой ручей не имеет облойной канавки, имеет большие радиусы закруглений и большие штамповочные уклоны, его назначение – предохранить чистовой ручей от изнашивания.

Чистовой ручей является точным отображением поковки, с учетом величины усадки (около 1,5%). По периметру чистовой ручей имеет облойную канавку [6, рис.68].

Штамповка выдавливанием производится в штампах с неразъемной или разъемной матрицей. В зависимости от направления течения металла различают прямое, обратное, боковое или комбинированное выдавливание.

Штамповка в штампах с разъемными матрицами является дальнейшим развитием метода штамповки в закрытых штампах. Наличие дополнительного разъема позволяет получить поковки очень сложной формы с выступами или отверстиями в боковых стенках, не выполнимыми при штамповке в неразъемной матрице.

Штамповкой выдавливанием изготовляют стержневые поковки с местными утолщениями (например, клапаны, полые стаканы, гильзы, втулки и т.д.). Штамповка выдавливанием позволяет производить обработку с наименьшими отходами металла за счет существенного уменьшения штамповочных припусков и уклонов или их отсутствия.

Горячую объемную штамповку выполняют на штамповочных молотах, прессах, горизонтально-ковочных и специализированных машинах.

Штамповочные молоты предназначены преимущественно для штамповки поковок во многоручьевых открытых штампах. Применяются главным образом паровоздушные молоты простого и двойного действия с массой падающих частей 0,6…2,5 тонны. Молот для штамповки отличается от молота для ковки в основном конструкцией станины и шабота, которые обеспечивают точность соударения верхней части штампа относительно нижней [6, рис.72]. Масса шабота штамповочного молота обычно в 20…30 раз больше массы падающих частей. Штамповочные молоты имеют падально-автоматизированное управление. Применяют также бесшаботные паровоздушные молоты, у которых вместо шабота установлена нижняя подвижная баба, соединенная с верхней бабой механической или гидравлической связью. При работе бабы движутся навстречу друг другу по направляющим станины. Предназначены преимущественно для штамповки крупных поковок в одноручьевых штампах.

Штамповочные прессы для объемной штамповки делятся на винтовые, фрикционные, гидравлические и кривошипные.

Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах является наиболее прогрессивным и производительным методом объемной штамповки. Такие прессы с усилием 6…100 МН применяют для получения поковок из сортового и периодического проката в открытых и закрытых штампах. На кривошипных прессах формоизменение поковки происходит за счет поступательного движения ползуна, соединенного с коленчатым валом [6, рис.79]. При этом деформирование металла в каждом ручье происходит за один ход ползуна. Большое число ходов в минуту (35…90) обеспечивает высокую производительность.

К недостаткам штамповки на кривошипных прессах относятся: необходимость точного определения массы заготовок, заготовки не должны иметь окалины, стоимость прессов в 3…4 раза выше, чем молотов.

Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) предназначены для штамповки высадкой деталей, не требующих штамповки по всей длине, а также для прошивки. Штамповка на ГКМ осуществляется в штампах с двумя плоскостями разъема (штамп для выдавливания с разъемной матрицей), что дает возможность штамповать поковки без штамповочных уклонов и облоя. По производительности ГКМ не уступают кривошипным прессам, но стоимость их в 1,5 раза выше и они менее универсальны, чем молоты и прессы. ГКМ изготавливают с усилием на главном ползуне 5…31,5МН. На них можно обрабатывать прутки диаметром до 270 мм.

Технологический процесс горячей объемной штамповки состоит из:

1) резки металла на заготовки мерной длины;

2) нагрева заготовок;

4) отделки поковок (удаление облоя, очистки).

Технологическая подготовка производства штампованных поковок включает также составление чертежа поковки, конструирование и изготовление штампа, выбор оборудования и метода штамповки. В зависимости от характера деформирования, формы, положения плоскости разъема, поперечных сечений и других факторов поковки делятся на группы. Для каждой группы рекомендуется свой метод штамповки и выбор переходов. Одноручьевую штамповку применяют для получения крупных поковок на молотах и прессах за один нагрев. Многоручьевую штамповку осуществляют чаще всего на молотах также за один нагрев.

Читайте также:  Оборудование для пищевой промышленности в г Красноярск

Источник



Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, ГОСТ

Штамповка как технологический процесс обработки заготовок, изготовленных из металла, позволяет получить готовые изделия плоского или объемного типа, отличающиеся как своей формой, так и размерами. В качестве рабочего инструмента при выполнении штамповки может выступать штамп, закрепленный на прессе или оборудовании другого типа. В зависимости от условий выполнения штамповка металла бывает горячая и холодная. Эти два вида данной технологии предполагают использование различного оборудования и соблюдение определенных технологических норм.

Штамповка – пластическая деформация металла, изменяющая форму или размеры материала

Штамповка – пластическая деформация металла, изменяющая форму или размеры материала

Особенности технологии

Кроме разделения на горячую и холодную, штамповка изделий из металла подразделяется и на ряд других категорий в зависимости от ее назначения и технологических условий. Так, операции штамповки, в результате которых происходит отделение части металлической заготовки, называются разделительными. Сюда, в частности, относятся резка, рубка и пробивка деталей из металла.

Другой категорией таких операций, в результате которых штампуемый лист металла изменяет свою форму, являются формоизменяющие штамповочные операции, часто называемые формовкой. В результате их выполнения детали из металла могут подвергаться вытяжке, холодному выдавливанию, гибке и другим процедурам по обработке.

Схемы и разновидности выдавливания (прессования)

Схемы и разновидности выдавливания (прессования)

Как уже отмечалось выше, существуют такие виды штамповки, как холодная и горячая, которые, хотя и реализуются по одному принципу, предполагающему деформирование металла, имеют ряд значимых отличий. Штамповку деталей, предполагающую их предварительный нагрев до определенной температуры, применяют преимущественно на крупных производственных предприятиях.

Это связано прежде всего с достаточно высокой сложностью такой технологической операции, для качественного выполнения которой необходимо сделать предварительный расчет и точно соблюсти степень нагрева обрабатываемой заготовки. С помощью штамповки, выполняемой по горячей технологии, из листового металла различной толщины получают такие ответственные детали, как днища котлов и другие изделия в форме полусфер, корпусные и другие элементы, используемые в судостроении.

Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах

Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах

Для нагрева деталей из металла перед их горячей штамповкой используется нагревательное оборудование, которое в состоянии обеспечить точный температурный режим. В этой функции, в частности, могут использоваться электрические, плазменные и другие нагревательные устройства. Перед началом выполнения горячей штамповки необходимо не только рассчитать нормы нагрева обрабатываемых деталей, но и разработать точный и подробный чертеж готового изделия, в котором будет учтена усадка остывающего металла.

При выполнении холодной штамповки металлических деталей процесс формирования готового изделия протекает только за счет давления, оказываемого рабочими элементами пресса на заготовку. За счет того, что заготовки при штамповке по холодной технологии предварительно не нагреваются, они не подвержены усадке. Это позволяет изготавливать изделия законченного вида, которые не требуют дальнейшей механической доработки. Именно поэтому данная технология считается не только более удобным, но и экономически выгодным вариантом обработки.

Методом холодной штамповки обрабатывают листовой металл толщиной до 10 мм

Методом холодной штамповки обрабатывают листовой металл толщиной до 10 мм

Если квалифицированно подойти к вопросам проектирования размеров и формы заготовок и к последующему раскрою материала, то можно значительно уменьшить его расход, что особенно актуально для предприятий, выпускающих свою продукцию крупными сериями. В качестве материала, заготовки из которого успешно подвергаются штамповке, может выступать не только углеродистые или легированные стали, но также алюминиевый и медный сплавы. Более того, оснащенный соответствующим образом штамповочный пресс успешно используется для обработки заготовок из таких материалов, как резина, кожа, картон, полимерные сплавы.

Разделительное штампование, целью которого является отделение от обрабатываемой заготовки части металла, – это очень распространенная технологическая операция, используемая практически на каждом производственном предприятии. К таким операциям, которые выполняются посредством специального инструмента, установленного на штамповочный пресс, относятся резка, вырубка и пробивка.

На этом прессе установлены специальные плунжеры для пробивки отверстий в заготовке

На этом прессе установлены специальные плунжеры для пробивки отверстий в заготовке

В процессе резки металлические детали разделяются на отдельные части, причем такое разделение может осуществляться по прямой или кривой линии реза. Для выполнения резки могут использоваться различные устройства: дисковые и вибрационные станки, гильотинные ножницы и др. Резку чаще всего используют для того, чтобы раскроить металлические заготовки для их дальнейшей обработки.

Вырубка – это технологическая операция, в процессе которой из металлического листа получают детали, имеющие замкнутый контур. При помощи пробивки в заготовках из листового металла делают отверстия различной конфигурации. Каждая из таких технологических операций должна быть тщательно спланирована и подготовлена, чтобы в результате ее выполнения получилось качественное готовое изделие. В частности, должны быть точно рассчитаны геометрические параметры используемого инструмента.

Перфорированный металлический лист получается в результате вырубки отверстий на координатно пробивном прессе

Перфорированный металлический лист получается в результате вырубки отверстий на координатно-пробивном прессе

Технологическими операциями штамповки, в процессе которых осуществляется изменение начальной конфигурации металлических деталей, являются формовка, гибка, вытяжка, отбортовка и обжим. Гибка – это наиболее распространенная формоизменяющая операция, в процессе которой на поверхности металлической заготовки формируются участки с изгибом.

Вытяжка – это объемная штамповка, целью выполнения которой является получение из плоской металлической детали объемного изделия. Именно при помощи вытяжки металлический лист превращается в изделия цилиндрической, конической, полусферической или коробчатой конфигурации.

По контуру изделий из листового металла, а также вокруг отверстий, которые в них выполнены, часто необходимо сформировать бортик. С этой задачей успешно справляется отбортовка. Такой обработке, выполняемой посредством специального инструмента, подвергают и концы труб, на которые необходимо установить фланцы.

Отбортовка может выполнятся различными способами

Отбортовка может выполнятся различными способами

При помощи обжима, в отличие от отбортовки, концы труб или края полостей в заготовках из листового металла не расширяют, а сужают. При выполнении такой операции, осуществляемой при помощи специальной конической матрицы, происходит наружное обжатие листового металла. Формовка, которая также является одной из разновидностей штамповки, предполагает изменение формы отдельных элементов штампованной детали, при этом наружный контур детали остается неизменным.

Инструменты и оборудование

Даже обработка мягких металлов, в частности штамповка алюминия, требует применения специального оборудования, в качестве которого могут выступать гильотинные ножницы, кривошипный или гидравлический пресс. Кроме того, необходимо умение производить расчеты расхода материала и разрабатывать технические чертежи. При этом следует учитывать требования, которые содержит соответствующий ГОСТ.

Штамповку, для выполнения которой не требуется предварительный нагрев обрабатываемой заготовки, выполняют преимущественно на гидравлических прессах, производство которых регулирует ГОСТ. Разнообразие серийных моделей этого оборудования позволяет подбирать станок для производства изделий различных конфигураций и габаритных размеров.

В мелком производстве часто используют эластичный метод штамповки, когда шаблон является металлическим элементом, а матрица – резиновым или пластиковым

В мелком производстве часто используют эластичный метод штамповки, когда шаблон является металлическим элементом, а матрица – резиновым или пластиковым

Выбирая пресс для выполнения штамповки, в первую очередь следует ориентироваться задачи, для решения которых он необходим. Например, для выполнения таких технологических операций, как вырубка или пробивка, используют штамповочное оборудование простого действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают небольшой ход. Для того чтобы выполнить вытяжку, требуется оборудование двойного действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают значительно больший ход.

Кривошипный пресс КД-238 относится к категории простого оборудования. Предназначен для холодной штамповки: гибки, пробивки, вырубки и неглубокой вытяжки

Кривошипный пресс КД-238 относится к категории простого оборудования. Предназначен для холодной штамповки: гибки, пробивки, вырубки и неглубокой вытяжки

По своей конструкции, как указывает ГОСТ, оборудование для выполнения штамповки делится на несколько типов, а именно:

  • однокривошипное;
  • двухкривошипное;
  • четырехкривошипное.

На прессах двух последних категорий устанавливают ползуны более крупных размеров. Однако вне зависимости от конструктивного исполнения каждый штамповочный пресс оснащается матрицей. Основное движение, за счет которого и выполняется обработка заготовки на штамповочном прессе, совершает ползун, нижняя часть которого соединена с подвижной частью штампа. Для сообщения такого движения ползуну пресса приводной электродвигатель связывается с ним посредством таких элементов кинематической цепи, как:

  • клиноременная передача;
  • пусковая муфта;
  • шайбы;
  • кривошипный вал;
  • шатун, при помощи которого можно регулировать величину рабочего хода ползуна.
Читайте также:  Заключение договоров с поставщиками оборудования

Схема гидравлического пресса

Схема гидравлического пресса

Для запуска ползуна, который совершает возвратно-поступательное движение по направлению к рабочему столу пресса, используется ножная пресс-педаль, напрямую связанная с пусковой муфтой.

Несколько другим принципом работы отличается четырехшатунный пресс, рабочие органы которого создают усилие с центром, приходящимся на середину четырехугольника, образуемого четырьмя шатунами. Благодаря тому, что усилие, создаваемое таким прессом, приходится не на центр ползуна, это устройство успешно используется для того, чтобы изготавливать изделия даже очень сложной конфигурации. Прессы данной категории, в частности, применяют для того, чтобы изготовить асимметричные изделия, отличающиеся значительными габаритами.

Промышленные четырехшатунные прессы могут развивать усилие в сотни тонн

Промышленные четырехшатунные прессы могут развивать усилие в сотни тонн

Чтобы изготовить изделия более сложной конфигурации, используют прессовое оборудование пневматического типа, конструктивная особенность которого заключается в том, что оно может быть оснащено двумя или даже тремя ползунами. В прессе двойного действия применяются одновременно два ползуна, один из которых (внешний) обеспечивает фиксацию заготовки, а второй (внутренний) выполняет вытяжку поверхности обрабатываемого металлического листа. Первым в работе такого пресса, конструктивные параметры которого также регламентирует ГОСТ, участвует внешний ползун, фиксирующий заготовку при достижении самой нижней точки. После того как внутренний ползун выполнит свою работу по вытяжке листового металла, внешний рабочий орган поднимается и освобождает заготовку.

Для штамповки тонколистового металла используются преимущественно специальные фрикционные прессы, технические параметры которых также устанавливает ГОСТ. Чтобы обрабатывать более толстый листовой металл, лучше всего применять гидравлическое штамповочное оборудование, которое оснащено более надежными шайбами и другими конструктивными элементами.

Штамповка металла любой толщины должна производится с высокой точностью

Штамповка металла любой толщины должна производится с высокой точностью

Отдельную категорию составляет оборудование, при помощи которого выполняется штамповка взрывом. На таких устройствах, в которых энергия управляемого взрыва преобразуется в усилие, оказываемое на металл, обработке подвергают металлические заготовки значительной толщины. Работа такого оборудования, считающегося инновационным, даже на видео выглядит очень эффектно.

Чтобы получаемый сгиб и общая конфигурация готового изделия из металла отличались высоким качеством, в последнее время стали активно использовать прессы, оснащенные встроенными вибрационными ножницами. Использование такого оборудования с более короткими ножками позволяет изготавливать изделия практически любой конфигурации.

Источник

Инструмент и оборудование для горячей штамповки

Рабочим инструментом для горячей объёмной штамповки являются штампы, т.е. бойки, в которых тем или иным способом выполнен рельеф, соответствующий форме поковки. Штампы состоят из двух разъемных частей, которые в собранном виде образуют один или несколько ручьёв [6, рис.68]. В одноручьевых штампах получают поковки простой формы, в многоручьевых – сложные поковки способом последовательного деформирования заготовки в нескольких ручьях. Различают штамповку в открытых и закрытых штампах и штампах для выдавливания.

В открытых штампах по разъему имеется зазор – заусеночная (облойная) канавка, в которую вытекает избыточный объём металла заготовки. При этом ковка получается с облоем (заусенцем) по месту разъёма, который затем обрезают.

В закрытых штампах деформирование металла протекает в закрытой полости. При этом поковка образуется без заусенца, расход материала меньше, но предъявляются повышенные требования к точности объёма заготовки. Штамповка в закрытых штампах позволяет штамповать малопластичные сплавы вследствие большей степени деформации, получать поковки более высокого качества, за счет рационального распределения волокон металла и более равномерной деформации.

В настоящее время наиболее распространена штамповка в открытых штампах. Объемная штамповка в закрытых штампах является прогрессивным технологическим процессом, позволяющим снизить и сократить технологический цикл изготовления поковок. Она применяется в отраслях, отличающихся наиболее отработанной технологией производства (например, автомобильной, тракторной).

Во многоручьевых штампах различают заготовительные и штамповочные ручьи.

Заготовительные ручьи предназначены для получения фасонной заготовки и перераспределения металла для подготовки к окончательной штамповке. В них производят: осадку (на плоской площадке штампа), протяжку – удлинение части заготовки, подкатку – местное увеличение сечения заготовки за счет утонения соседних, пережим – уширение заготовки поперек ее оси, формовку – придание заготовке формы, приближающейся к форме поковки, гибку и отрубку заготовки.

Штамповочные ручьи делятся на черновые (предварительные) и чистовые (окончательные). Черновой ручей не имеет облойной канавки, имеет большие радиусы закруглений и большие штамповочные уклоны, его назначение – предохранить чистовой ручей от изнашивания.

Чистовой ручей является точным отображением поковки, с учетом величины усадки (около 1,5%). По периметру чистовой ручей имеет облойную канавку [6, рис.68].

Штамповка выдавливанием производится в штампах с неразъемной или разъемной матрицей. В зависимости от направления течения металла различают прямое, обратное, боковое или комбинированное выдавливание.

Штамповка в штампах с разъемными матрицами является дальнейшим развитием метода штамповки в закрытых штампах. Наличие дополнительного разъема позволяет получить поковки очень сложной формы с выступами или отверстиями в боковых стенках, не выполнимыми при штамповке в неразъемной матрице.

Штамповкой выдавливанием изготовляют стержневые поковки с местными утолщениями (например, клапаны, полые стаканы, гильзы, втулки и т.д.). Штамповка выдавливанием позволяет производить обработку с наименьшими отходами металла за счет существенного уменьшения штамповочных припусков и уклонов или их отсутствия.

Горячую объемную штамповку выполняют на штамповочных молотах, прессах, горизонтально-ковочных и специализированных машинах.

Штамповочные молоты предназначены преимущественно для штамповки поковок во многоручьевых открытых штампах. Применяются главным образом паровоздушные молоты простого и двойного действия с массой падающих частей 0,6…2,5 тонны. Молот для штамповки отличается от молота для ковки в основном конструкцией станины и шабота, которые обеспечивают точность соударения верхней части штампа относительно нижней [6, рис.72]. Масса шабота штамповочного молота обычно в 20…30 раз больше массы падающих частей. Штамповочные молоты имеют падально-автоматизированное управление. Применяют также бесшаботные паровоздушные молоты, у которых вместо шабота установлена нижняя подвижная баба, соединенная с верхней бабой механической или гидравлической связью. При работе бабы движутся навстречу друг другу по направляющим станины. Предназначены преимущественно для штамповки крупных поковок в одноручьевых штампах.

Штамповочные прессы для объемной штамповки делятся на винтовые, фрикционные, гидравлические и кривошипные.

Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах является наиболее прогрессивным и производительным методом объемной штамповки. Такие прессы с усилием 6…100 МН применяют для получения поковок из сортового и периодического проката в открытых и закрытых штампах. На кривошипных прессах формоизменение поковки происходит за счет поступательного движения ползуна, соединенного с коленчатым валом [6, рис.79]. При этом деформирование металла в каждом ручье происходит за один ход ползуна. Большое число ходов в минуту (35…90) обеспечивает высокую производительность.

К недостаткам штамповки на кривошипных прессах относятся: необходимость точного определения массы заготовок, заготовки не должны иметь окалины, стоимость прессов в 3…4 раза выше, чем молотов.

Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) предназначены для штамповки высадкой деталей, не требующих штамповки по всей длине, а также для прошивки. Штамповка на ГКМ осуществляется в штампах с двумя плоскостями разъема (штамп для выдавливания с разъемной матрицей), что дает возможность штамповать поковки без штамповочных уклонов и облоя. По производительности ГКМ не уступают кривошипным прессам, но стоимость их в 1,5 раза выше и они менее универсальны, чем молоты и прессы. ГКМ изготавливают с усилием на главном ползуне 5…31,5МН. На них можно обрабатывать прутки диаметром до 270 мм.

Технологический процесс горячей объемной штамповки состоит из:

1) резки металла на заготовки мерной длины;

2) нагрева заготовок;

4) отделки поковок (удаление облоя, очистки).

Технологическая подготовка производства штампованных поковок включает также составление чертежа поковки, конструирование и изготовление штампа, выбор оборудования и метода штамповки. В зависимости от характера деформирования, формы, положения плоскости разъема, поперечных сечений и других факторов поковки делятся на группы. Для каждой группы рекомендуется свой метод штамповки и выбор переходов. Одноручьевую штамповку применяют для получения крупных поковок на молотах и прессах за один нагрев. Многоручьевую штамповку осуществляют чаще всего на молотах также за один нагрев.

Источник