Принцип работы горизонтально ковочных машин. Горячая штамповка – технология изготовления различных деталей. Назначение и конструкция
Горячая штамповка (ГШ) представляет собой операцию, при которой металл, разогретый до заданной степени пластичности, заливают в специальную форму, называемую штампом.
1 Штамповка как востребованная промышленная технология
Более 20 % металла, изготавливаемого на предприятиях нашей страны, подвергается штамповке. Достаточно сложно найти какой-либо технический механизм или производственную машину, в которой бы не использовались штампованные изделия. Детали, получаемые по технологии ГШ, в современной летательной, железнодорожной, автомобильной технике составляют от 60 до 80 % от общего веса самолетов, локомотивов, транспортных средств. Кроме того, описываемая методика незаменима для выпуска разнообразных бытовых предметов, метизов, скобяных изделий, всевозможных инструментов.
Вертикальные ковочные машины, в которых рабочий инструмент перемещается вертикально, предназначены для производства небольших поковок, таких как заготовки для ножей, крюков и долота, а также более крупные изделия, такие как заготовки для пропеллеров, осей и других изделий, требующих повторного нагрева во время производственного процесса. Эти машины выполняют последовательно основные операции ковки - рисование, обкатка и прокатка.
Особой конструктивной особенностью вертикальных ковочных машин является передача вращения от эксцентрикового вала к скольжению через промежуточную часть. Слайд постоянно прижимается к рукоятке пружинами, сила которых преодолевается во время работы машины и под воздействием которой ползун возвращается в исходное положение после завершения рабочего цикла. Машины могут иметь до шести слайдов и могут производить до 800 ударов в минуту.
Азы технологии горячей штамповки металла были открыты Василием Пастуховым – оружейником из Тулы. Он делал многие элементы оружия именно штамповкой, применяя для этих целей несложные штампы и вертикальный винтовой пресс. Разработанная Пастуховым методика была внедрена на Тульском комбинате в 1819 году. В наши дни ГШ является хорошо изученным и "обкатанным" процессом, который практически полностью заменил собой операции свободной ковки.
Ротационные ковочные машины, в которых рабочий элемент вращается вместе с инструментом, предназначены для обмотки и горячей вытяжки изделий, которые обычно имеют форму тел вращения. Промежуточная часть, которая передает движение от карданного вала к ползуну, представляет собой цилиндрическое гнездо с рулонами, установленными на его внешней поверхности, и шпиндель с радиальными прорезями внутри него. Слайды и матрицы находятся в пазах шпинделя. Ротационные ковочные машины могут иметь фиксированные хомуты и вращающиеся шпиндели или фиксированные шпиндели и вращающиеся хомуты.
К основным достоинствам описываемой горячей технологии относят следующие ее преимущества:
- получение большого количества идентичных по геометрическим параметрам и конфигурации (то есть взаимозаменяемых) поковок;
- высокая производительность и скорость процесса;
- гарантированно высокие прочностные показатели производимых изделий;
- возможность выпуска сложных по форме деталей;
- экономичность операции, обусловленная малым расходом металла.
Кузнечные валки занимают промежуточное положение между кузнечными машинами и прокатными агрегатами; они позволяют увеличить производительность в 10 раз по сравнению с штамповочными машинами. Горизонтальные ковочные машины широко используются из-за их высокой производительности и универсальности, что делает возможным производство различных поковок сложной конфигурации с высокой точностью и гладкостью поверхности.
Обеспечение качества за счет высокой глубины производства. Все основные компоненты вырезаны из прочных и растягивающихся стальных пластин и приварены к узлам. Обработка производится на следующей стадии производства. Среди прочего, технические характеристики включали информацию о точности, доступности, диаметре круга и грузоподъемности таблиц заготовки. Также требовалась стабильная конструкция машины. Но нас не устраивали не только параметры машины: до тех пор у нас также был хороший опыт в обслуживании Союза Хемниц, поскольку запасные части и помощь персонала всегда поступали непосредственно из Хемница.
Стандартный штамповочный болтовысадочный агрегат за 60 минут своей работы выдает более 4000 высококачественных метизов. За то же самое время на металлообрабатывающем автоматическом аппарате с четырьмя шпинделями можно получить не более 80 болтов, а на обычном револьверном станке – максимум 20. При этом штамповочная установка потратит в 20–25 раз меньше металлического сырья на изготовление метизной продукции, чем указанные агрегаты.
Сварные устройства, размещенные на поддонах, транспортируются непосредственно из сварочного цеха через вилочный погрузчик. С мостовым краном необработанные детали переносятся с поддона на зажимное устройство, установленное на столе машины. Эта система управления идеально подходит для программирования мастерских и дает нам преимущества, потому что мы обрабатываем отдельные детали или небольшие серии, в которых оператор машины нуждается в удобных интервенционных возможностях в программе. Основное внимание уделяется деталям рулевого управления и подвески, таким как поворотные оси, тележки, качели, детали для передних рамок или осевые кузова для прицепа прицепа.
2 Особенности молотов и кривошипных прессов
В некоторых штамповочных цехах сейчас используются паровоздушные молоты, способные функционировать от воздуха и от пара. Данное оборудование считается устаревшим. Чтобы изготовить штампованную деталь на молотах, необходимо установить громоздкое оборудование, для фиксации которого обустраивают очень сложный и глубокий фундамент. Причем такой агрегат требуется монтировать в достаточно высокое производственное здание.
Особенностью наших полуприцепов и модульных сверхмощных автомобилей является отличная малая масса тяжелых грузов и дополнительные возможности опускания при погрузке и разгрузке. Кроме того, наши специальные транспортные средства могут также поддерживать нагрузку на балансе даже на неровных дорогах или на конкретных участках почвы. Компенсация оси в зависимости от типа транспортного средства не более 600 миллиметров также позволяет снизить нагрузку, чтобы иметь возможность передвигаться с большой нагрузкой через мост, что в противном случае пришлось бы обходить вокруг.
Показатель полезного действия работы на молотах находится на уровне 2–3 %. Получается, что при штамповке сжигается большое количество угля, а отдача от процесса минимальная. Кроме того, на молотах могут работать исключительно опытные и физически сильные специалисты. При этом даже они вынуждены прилагать массу усилий, чтобы готовые изделия соответствовали требованиям, изложенным в техзадании на изготовление штампованных деталей. К достоинствам штамповки на молотах можно отнести то, что они дают возможность получать почти любые по конфигурации поковки на достаточно большой скорости.
Качество изготовления деталей и небольших партий. Когда открываются дверцы роликов, левый стол может перемещаться влево от рабочей области и справа направо. Таким образом, машина может работать с заготовкой на столе, а оператор работает над другим столом, чтобы растянуть готовую деталь и заготовку. Оба зажимных стола выполнены в виде вращающихся столов. Закрепление деталей занимает до часа.
Время обработки, - объясняет Ханс-Йорг Прокш, - очень разные. Они варьируются от 20 минут до четырех часов. Однако для сложных деталей зажим занимает до часа. Поэтому мы стараемся выложить время обработки как минимум на час. Для этой цели мы зажимаем две-четыре части на зажимном устройстве в зависимости от геометрии детали.
Неплохой заменой громоздким молотам стали ГКШП – кривошипные прессы.
Они функционируют не ударом (как это происходит при выполнении рабочих операций на молотах), а давлением. Такие агрегаты оснащаются электрическим двигателем, который приводит в движение ГКШП посредством системы валов, маховиков, шатунов, шестерен и муфт. Кривошипные установки штампуют изделия за одну операцию, что увеличивает их производительность в 1,5–2 раза по сравнению с изготовлением деталей на молотах.
Эта рабочая точность достигается серией конструктивных мер. К ним относятся вибростойкий и прочный ребристый чугунный корпус, а также предварительно напряженные точные шариковые шпиндели и натяжные линейные компактные направляющие роликов. На машине, - объясняет Роланд Прокш, - мы можем сделать все необходимые процедуры обработки. К ним относятся бурение, расточка, фрезерование, нарезание резьбы и сужение. Инструменты, необходимые для выполнения определенного задания, находятся в журнале смены кроссовера, что обеспечивает пространство для 120 инструментов.
К другим достоинствам ГКШП относят:
- минимальные допуски и припуски на получаемых изделиях (не требуется дополнительно выполнять механическую обработку штампованной продукции);
- достаточно высокий КПД их функционирования;
- безопасность осуществления рабочих операций.
В дополнение к инструментам в кросс-чейнджере имеются дополнительные инструменты в шкафах инструментов, которые расположены сразу за постоянно установленным кросс-чейнджером. Таким образом, есть, вероятно, короткие пути для оснастки и оснастки. Обмен инструментами в поперечном смену выполняется вручную, благодаря чему движение цепи магазина эффективно предотвращается во время обмена. Инструменты обмениваются между магазином и шпинделем автоматически с помощью двойного захвата сменщика инструментов, который перемещается к шпинделю.
3 Горизонтально-ковочные агрегаты – гарантия эффективной штамповки
Самыми производительными и экономически целесообразными в эксплуатации агрегатами для ГШ являются горизонтально-ковочные машины (ГКМ). Их применяют при производстве всевозможных деталей, которые требуют переходов от одной технологической операции к другой (прошивка, высадка, отделение части прутка-заготовки, выдавливание, пережим).
Инструментальный инвентарь включает в себя не только серию специальных инструментов, но и угловую головку. Нам это нужно для определенных специальных сверлений. Общее 5-страничное редактирование не предусмотрено. Бурильный шпиндель диаметром 110 мм может проходить через большие отверстия.
Это позволяет проехать через более крупные отверстия и впоследствии выполнять режущие работы. Бурильный шпиндель имеет мощность 37 кВт. Для точной обработки инструмент поставляется с охлаждающей смазкой. Кроме того, внешняя охлаждающая система с внешним переключением может охлаждаться большей площадью поверхности.
Изготовление деталей на ГКМ обеспечивает:
- отличное качество продукции;
- уникальную производительность и экономичность ГШ;
- высокую точность получаемых поковок;
- отсутствие дефектов (заусенцев и других) на деталях.
Поскольку машина была захвачена, детали обрабатываются с требуемым высоким качеством. Машина работает очень надежно и работает с высокой производительностью. Несмотря на высокий уровень использования в трехсменной системе, случаи обслуживания редки. Если, однако, следует обменять одноразовую часть или произойти другое событие службы, Союз Хемниц реагирует грамотно и быстро.
Каждый год мы выставляем на рынок новые модели для удовлетворения потребностей клиентов. В настоящее время у нас есть 26 различных моделей машин для деформирования железа, которые разделены на 11 категорий. Среди них три роликовых ролика идеально подходят для изготовления перила, стульев, дверей, столов, теплиц, трубных спиралей, фланцев труб, винтовых лестниц или окон. Он отличается своей универсальностью и простотой в обращении, помимо возможности изготовления специальных штампов для реализации конкретных деталей.
ГКМ могут иметь два варианта плоскости разъема матриц – горизонтальную и вертикальную. Основной характеристикой таких агрегатов считается величина усилия (номинального) на ползуне станка. Все без исключения параметры современных отечественных ГКМ устанавливаются Госстандартом 7023–90.
Стандартный горизонтально-ковочный агрегат работает по далее указанной схеме:
Один из них отличается большой способностью скручивания и сгибания в разных типах профилей. Он позволяет реализовать все типы шпоночных пазов в разных частях металла. Гидравлические перфораторы для замков быстро и точно сверлят полые трубки, ручку и котелок.
Внутри горячего кованого железа выделяется тот, который наматывает конец баров в виде улитки, и тот, который формирует и измельчает железные прутья, чтобы получить все виды фигур на концах или в центре. Идеальным дополнением к горячим ковочным машинам является то, что один, два или четыре горелки, которые дают высокую температуру быстро.
- в станину ГКМ крепится матрица подвижного типа, к которой прижимают заготовку;
- начинается движение ползуна установки и высадка пуансоном металла (ручьи штампа заполняются по конфигурации изделия, которое нужно получить в результате штамповочной операции).
В качестве производителей у нас есть постоянный запас всех наших машин и инструментов, которые их дополняют, это позволяет нам обеспечить быстрый и качественный сервис. Наша цель состоит в том, чтобы клиент всегда поддерживался нашей командой рекламных роликов, агентов по продажам и техническому обслуживанию и обладал надежной, надежной и инновационной машиной. Среди огромного количества машин, которые человек использует для облегчения и улучшения своей работы, есть несколько, которые можно рассматривать как матери всех остальных: они - так называемые станки.
На ГКМ обычно изготавливают детали, которые в середине либо на торцах располагают утолщениями определенных размеров. Также на этих машинах производят широкую номенклатуру изделий, отделяемых от исходной заготовки по технологии прошивки отверстий. К таковым относят фланцы, гайки, кольца.
Штампование поковок на ГКМ характеризуется технологическими операциями, которые отличаются от процедуры ГШ на прессах и молотах. Молотовые изделия имеют более высокие припуски на механическую обработку, чем детали, получаемые на ковочных агрегатах. Кроме того, поковки с горизонтальных установок требуют меньших трат металла, у них нет облоя и штамповочных уклонов. Последние всегда присутствуют при штамповке на молотах. При массовом и крупносерийном выпуске изделий одного типа по указанным выше причинам всегда следует использовать ГКМ.
Все они имеют общее применение конкретного режущего инструмента. Ваша задача состоит в том, чтобы сформировать любую часть или компонент машины на основе техники начала чистки, высечки или других специальных процедур, таких как электроэрозия, лазер и т.д.
Процедура установки чипа основана на получении элементарных поверхностей, составляющих кусок, путем разделения тонких слоев чипового материала. Разделение стружки мотивируется относительным процессом детали и краем инструмента, который проникает в него. В дополнение к режущему движению механическая обработка требует совпадения двух других движений: хода и проникновения.
4 Тонкости изготовления штампов
Специальные ручьевые формы для штамповки эксплуатируются при повышенных напряжениях и высоких температурах. Естественно, это становится причиной их быстрого износа за счет снижения начальной стойкости, под которой понимают число поковок, произведенных посредством штампа до того момента, как он вышел из строя. Уровень стойкости формы для ГШ зависит от марки стали, используемой для изготовления штампа, качества его отделки и конструкции, сложности ручьев.
В общем, машина понимается как артефакт, чтобы использовать, прямо и регулировать действие силы, а определение инструмента применяется к тем инструментам, которые движется рука человека. Таким образом, по названию станка известно все машины, которые механическими процедурами делают инструмент работы, заменяя руку человека. Основной целью станка является замена ручной работы механическими работами при изготовлении деталей.
Схематически процесс, который разрабатывается в станкостроении, может быть представлен как: Полупрофессиональный продукт проникает в машину и после потери материала выходит с желаемыми размерами и формами; все благодаря относительному перемещению и положению детали и инструмента.
Сырьем для производства штампов обычно служат (5ХНТ, 5ХНВ). Формы из них долго не изнашиваются, так как обладают высокой прочностью и проходят специальную обработку механического типа на фрезерных, строгальных и .
Изготавливаются штампы по достаточно сложной схеме, включающей в себя выполнение ряда трудоемких операций:
- отливки либо ковки – подготовка заготовки;
- обработка на металлорежущем оборудовании – увеличение прочностных характеристик;
- закалка (термообработка при определенной температуре) и отпуск;
- доводка.
Штампы для работы на ГКМ и ГКШП, а также на молотах выполняются из двух частей, в каждой из которых есть ручьи. При соприкосновении они формируют полость, идентичную форме изготавливаемой детали. Нижняя часть штампа монтируется в неподвижном механизме пресса или в специальном держателе, верхняя устанавливается в бабке штамповочного агрегата.
Поскольку материал начинает преодолевать напряженность, которая противостоит этому процессу, есть работа, которая будет определяться различными факторами, в зависимости от условий, в которых она выполняется: подача, глубина разреза, участок чипа, объем стружки стартом, скоростью резания, силой резания и поглощаемой мощностью.
Эта группа машин относится к токарным станкам, фрезерным станкам, станкам для резки, сверла, расточные станки, прессы и т.д. Все они необходимы для изготовления других машин. Инструменты по существу подразделяются на две группы. В свою очередь, они подразделяются на. Запуск больших частей материала: - Сдвиг. - Ножницы. - Гильотина.
Сложные изделия производятся в многоручьевых формах. Если ручьи в них делают глубокими, требуется выполнять их обработку мазутом, который при испарении в процессе штамповочной операции формирует газовую смесь. Она расширяется и делает процедуру выемки готового изделия из ручья намного более простой и быстрой.
Заготовки под ГШ нагревают в разных видах печей – газовых, угольных, электрических и нефтяных. При этом всегда стремятся к тому, чтобы на поверхности форм не происходило окисление (не появлялась окалина). На некоторых современных предприятиях штамповочные заготовки нагревают на высокочастотных агрегатах. Подобные установки исключают вероятность пережога изделий, позволяют полностью автоматизировать операцию нагрева и предотвращают развитие окислительных процессов.
Cтраница 1
Горизонтально-ковочные машины имеют штампы, состоящие из трех частей (рис. 3.29): неподвижной матрицы 3, подвижной матрицы 5 и пуансона /, размыкающихся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При включении машины подвижная матрица 5 прижимает пруток к неподвижной матрице, упор 2 автоматически отходит в сторону, и только после этого пуансон / соприкасается с выступающей частью прутка и деформирует ее. Металл при этом заполняет формующую полость в матрицах, расположенную впереди зажимной части. Формующая полость может находиться не только в матрице, но и совместно в матрице и пуансоне, а также только в одном пуансоне.
Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) по сравнению с молотами и прессами имеют высокую производительность, наиболее приспособлены к применению электронагревательных устройств и удобнее для осуществления механизации и автоматизации процесса штамповки. ГКМ работают с большой точностью и настолько чисто, что иногда устраняется последующая механическая обработка.
| Кинематическая схема горизонтально-ковочной машины.| Схемы основных операций при штамповке на горизонтально-ковочной машине. а - высадка. б - высадка - набор металла. в - прошивка. г - пробивка. |
Горизонтально-ковочные машины имеют штампы, состоящие из трех частей (рис. 3.38): неподвижной матрицы 3, подвижной матрицы 5 и пуансона 1, размыкающихся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При включении машины подвижная матрица 5 прижимает пруток к неподвижной матрице, упор 2 автоматически отходит в сторону, и только после этого пуансон / соприкасается с выступающей частью прутка и деформирует ее. Металл при этом заполняет формующую полость в матрицах, расположенную впереди зажимной части. Формующая полость может находиться не только в матрице, но и совместно в матрице и пуансоне, а также только в одном пуансоне.
Горизонтально-ковочные машины обладают высокой производительностью (400 - 900 поковок в час), обеспечивают получение поковок большей точности, чем при штамповке на молотах, и почти не дают заусенцев. На этих машинах операциями высадки нагретых прокатных заготовок получают кольцеобразные изделия и поковки типа стержней с головками или утолщениями.
Горизонтально-ковочные машины (рис. 192) применяются для изготовления сплошных или полых стержней, имеющих утолщение.
Горизонтально-ковочная машина имеет холостой и рабочий ходы. Холостой ход начинается включением электродвигателя, когда вращается только шкив 3, но муфта 4 выключена; тормоз 18, находящийся на правой стороне приводного вала 17, удерживает приводной вал от вращения. При нажатии педали 10 сжатый воздух поступает в муфту и включает ее, что ослабляет затянутые ленты тормоза и приводит к вращению приводной вал. Одновременно поступающий воздух в тормоз 18 освобождает затянутые ленты тормоза, и вращение с приводного вала передается на коленчатый вал.
