Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Лекция 6
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ШТАМПОВКИ
1 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
Большинство штампованных поковок производят на универсальных паровоздушных
штамповочных молотах, кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) и
горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Кроме того, наиболее крупные изделия
штампуют на гидравлических прессах усилием до 750 МН. Оборудование для серийной
штамповки обычно объединяют в гибкие производственные модули, оснащенные
роботами-манипуляторами и управляемые ЭВМ.
Штамповочные молоты являются машинами ударного действия, в которых энергия
привода в момент удара верхней половины штампа и связанных с ней бабы молота и штока
с поршнем (падающие части молота) о заготовку преобразуется в полезную энергию
деформирования металла. В паровоздушном штамповочном молоте (рисунок 1) должны
точно совпадать верхняя и нижняя части штампа.
Рисунок 1 – Паровоздушный штамповочный молот: 1 — шабот; 2 — стойки
станины; 3 — баба; 4 — шток; 5 — рабочий цилиндр; 6 — золотниковая коробка;
7—9 — устройства для смазки узлов
Поэтому стойки станины 2 крепятся непосредственно к шаботу 1, и баба молота 3
движется по длинным направляющим, закрепленным на стойках. Соотношение масс
шабота и падающих частей составляет 20-30, а число ударов в минуту 90-110.
Энергоноситель — сжатый пар, поступает в рабочий цилиндр 5 и распределяется с
помощью золотниковой коробки 6, в зависимости от выполняемых действий: подъем бабы,
рабочий ход и т. д. Смазка узлов молота осуществляется с помощью устройств 7—9.
Штамповочные молоты благодаря своей универсальности, простоте конструкции и
меньшей стоимости по сравнению с другими видами оборудования удобны для
использования во всех видах производства, но, вследствие сотрясения зданий и
возникающих при работе вибраций, постепенно вытесняются кривошипными
горячештамповочными прессами (КГШП). В штамповочных паровоздушных молотах
масса подвижных частей может составлять от 630 кг до 25 т, однако наиболее широко
применяют молоты, в которых этот параметр имеет значение от 630 кг до 10 т.
В цехах крупносерийного производства вместо молотов предпочтительнее
использовать КГШП. Это оборудование (рисунок 2) делят на три группы:
легкие прессы, имеющие номинальное усилие 6,3—16 МН, предназначенные для
изготовления поковок массой до 2 кг;
средние прессы с номинальным усилием 20-50 МН — для поковок массой до 40 кг;
тяжелые прессы номинальным усилием 63—160 МН, используемые для поковок
массой более 50 кг.
В конструкцию типового пресса входит (рисунок 2, а) массивная станина 7, стянутая
болтами 4, сверху на станине закреплен электродвигатель 3 и ресивер 2, служащий для
накопления сжатого воздуха. Под рабочим столом пресса располагается нижний
выталкиватель пресса 5.
Принцип работы пресса заключается в следующем (рисунок 2, б), Вращение от
электродвигателя М через клиноременную передачу 9 передается маховику 8, который
закреплен на промежуточном валу. С противоположной стороны этого вала располагается
зубчатая передача 11. Передача вращающего момента с вала 10 на главный кривошипный
вал осуществляется пневматической фрикционной муфтой 14. Вращаясь, кривошипный вал
через шатун 13 приводит в возвратно-поступательное движение ползун пресса 15, на
котором закреплена верхняя половина штампа. Нижняя половина штампа крепится к
рабочему столу пресса 16, оснащенному клиновым устройством. Для остановки вращения
кривошипного вала в крайнем верхнем положении, а также в аварийной ситуации служит
тормоз 6. Кроме того, тормоз установлен на маховике 8. Движение ползуна подчинено
определенному закону: каждому углу поворота кривошипного вала соответствуют
определенная скорость и положение ползуна по высоте. Следовательно, ползун пресса
имеет постоянное значение хода и фиксированные нижнее и верхнее положение. Поэтому
штамповку в каждом ручье обычно производят только за один ход ползуна
(штамповочному молоту требуется несколько ударов), а размеры изделия по высоте
получаются более точными, чем при штамповке на молотах. Для удаления поковок из
штампов прессы оснащают выталкивателями.
Штамповка на механических прессах имеет и другие преимущества, которые
снижают стоимость изделий. Так, на кривошипных прессах широко используют менее
дорогостоящие составные штампы. Производительность таких прессов на 30-50 % выше
производительности молотов, так как деформирование в одном ручье штампа идет за один
ход ползуна, облегчается автоматизация и улучшаются условия труда рабочих. Безударный
характер работы кривошипных прессов позволяет устанавливать их в зданиях облегченного
типа.
Рисунок 2 – Кривошипные горячештамповочные прессы: а — общий вид; б — кинематическая схема: 1 — станина; 2 — ресивер; 3 —
электродвигатель; 4 — стяжные болты; 5 — нижний выталкиватель; 6 — тормоз; 7 — тормоз маховика; 8 — маховик; 9 — клиноременная
передача; 10 — промежуточный вал; 11 — зубчатая передача; главный кривошипный вал; 13 — шатун; 14 — пневматическая фрикционная
муфта; 15 — ползун; 16 — стол с клиновым устройством
Гидравлические штамповочные прессы по принципу действия не отличаются от
ковочных, но имеют меньшую длину хода траверсы, повышенную жесткость и более
высокое максимальное усилие (до 750 МН). Этот вид прессов дороже и тихоходнее
кривошипных прессов и применяется для штамповки особо крупных поковок, поковок из
малопластичных сплавов и для операций, требующих большого хода инструмента. К
типовым поковкам, получаемым с помощью этого оборудования, относятся крупные
рычаги, фланцы, диски, зубчатые колеса, гребные винты, панели с ребрами жесткости и
другие корпусные детали летательных аппаратов с большой площадью в плане, кольца,
бандажи и т. д.
Прессы оборудуют выталкивателем, вертикальной и боковыми прошивными
системами. Например, у пресса усилием 650 МН пять рабочих цилиндров и шесть ступеней
усилия, два боковых прошивных механизма усилием 70 МН каждый и один вертикальный
усилием 134 МН. Гидравлические прессы оснащены средствами механизации и
электронной системой управления.
Рисунок 3 – Схема гидравлического штамповочного пресса: 1 — верхний рабочий
цилиндр: 2 — верхняя поперечина; 3 — верхний плунжер; 4 — правая втулка плунжера; 5
— колонна; 6 — плунжер возвратного цилиндра; 7 — рабочий стол; 8 — возвратный
цилиндр; 9 — нижняя поперечина; 10 — нижний плунжер; 11 — нижний цилиндр; 12 —
гайка; 13 — нижний рабочий цилиндр; 14 — рама; 15 — колонна; 16 — верхняя
поперечина; 17 — левая втулка плунжера
Конструктивная схема одной из конструкций гидравлического штамповочного
пресса со станиной типа тандем представлена на рисунок 3. Станина пресса представляет
собой неподвижную раму, которая состоит из верхней 2 и нижней 9 поперечин, связанных
колоннами 15 и стянутых гайками 17. Подвижная рама также состоит из верхней и нижней
14 поперечин, которые соединены колоннами 5 и стянуты гайками 12. На верхней
поперечине 2 неподвижной рамы и нижней поперечине 14 подвижной установлены рабочие
цилиндры 7 и 13 с плунжерами и жестко соединенными с поперечинами 9 и 16. Прямой ход
подвижной рамы пресса происходит под действием жидкости высокого давления,
подаваемой в рабочие цилиндры 7 и 13 (направление движения обеспечивают втулки
плунжеров 4 и 17); возвратный идет под действием давления жидкости, находящейся в
цилиндрах 5, плунжеры 6 которых упираются в поперечину 16.
Принцип действия пресса состоит в следующем. После укладки заготовки в штамп,
расположенный на столе 7, подают жидкость в рабочие цилиндры 7 и 13. Рама 14 движется
вниз, совершая холостой, а после соприкосновения с заготовкой рабочий ход. Обратный
холостой ход происходит при подаче жидкости высокого давления в цилиндры 8.
Конструкция станины типа тандем позволила значительно сократить габаритные
размеры отдельных элементов пресса, уменьшить металлоемкость без снижения жесткости,
улучшить его устойчивость (центр тяжести расположен вблизи опор).
Горизонтально-ковочная машина (ГКМ) представляет собой горизонтальный
механический пресс, который предназначен для горячей объемной штамповки (высадки из
прутка) в основном поковок в виде стержней с использованием многоручьевых разъемных
матриц. В конструкцию ГКМ входят главный кривошипно-ползунный механизм,
производящий высадку, и дополнительный кулачково-рычажный механизм, служащий для
зажимания заготовки.
Главными особенностями ГКМ являются: наличие разъема штампов в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях; передвижение главного высадочного ползуна в
горизонтальной плоскости, что позволяет штамповать детали сложной конфигурации и
производить местную деформацию заготовок большой длины.
Рисунок 4 – Схема штамповки на ГКМ: а — исходное положение; б — начало
деформирования; в — окончание деформирования: 1 — пуансон, 2 — упор, 3 —
неподвижная матрица, 4 — подвижная матрица
В исходном положении (рисунок 4, а) пруток диаметром d вставляют в
полукольцевую выемку неподвижной матрицы 3 и проталкивают до упора 2. Таким
образом, в рабочей полости остается пруток длиной lв, который может деформироваться.
После этого ГКМ включают на рабочий ход, и части машины и штампов приводятся
последовательно в положения, показанные на рисунок 4, б, в. В момент начала деформации
— (высадка прутка длиной lв) часть прутка длиной lзаж зажата между матрицами и что
предотвращает возможное осевое проталкивание прутка. При этом упор 2 отодвигается в
сторону, освобождая путь деформирующему пуансону 1. После окончания процесса
деформирования часть прутка lв уже подверглась высадке и заполнила полость между
матрицами с образованием фланца (рисунок 4, в). После этого совершается обратный ход
пуансона 1 и разведение матриц 3и 4 в исходное положение, и пруток с фланцем легко
вынимается из разъема между матрицами и машины.
На ГКМ можно также проводить штамповку в несколько переходов, выполняя
последующие операции в других ручьях, оси которых в многоручьевых штампах ГКМ
располагаются одна над другой. В современных машинах перемещение прутка с поковкой
по ручьям матрицы совершается автоматически с помощью манипулятора.
Конструкции ГКМ по типу привода делятся на механические и гидравлические.
Машины могут иметь вертикальный или горизонтальный разъем матриц. Большинство
ГКМ изготавливают с вертикальным разъемом матриц.
Основные преимущества горизонтально-ковочных машин:
отсутствие облоя (за исключением отдельных деталей сложной конфигурации), что
исключает применение обрезных прессов и штампов;
отсутствие штамповочных уклонов, кроме внутренних полостей поковок,
образуемых пуансонами с небольшими уклонами и при наличии буртов;
возможность назначения меньших припусков на механическую обработку и более
жестких допусков по сравнению с применяемыми в работе на молотах, что обеспечивает
значительную экономию металла;
получение хорошей макроструктуры с направлением волокон, наиболее
благоприятно ориентированных относительно действующих усилий при работе детали,
включая отсутствие перерезывания волокон;
возможность замены рабочих вставок наиболее изнашиваемых частей штампов, что
снижает их стоимость;
удобство сочетания ГКМ в процессах комбинированной штамповки с молотом,
прессом, ковочными вальцами и гибочной машиной;
возможность производить штамповку из мерных заготовок и от прутка.
Основной инструмент — штампы для горячей объемной штамповки, работают в
очень тяжелых условиях, подвергаясь многократному воздействию высоких напряжений и
температур. Интенсивное течение горячего металла по поверхности штампа вызывает
истирание ручья, а также способствует дополнительному нагреву инструмента. В течение
каждого цикла штамповки штамп испытывает резкие колебания температуры, что приводит
к образованию на поверхности ручья разгарных трещин. Таким образом, штамповые стали
должны отличаться высокими механическими свойствами и сочетать прочность с ударной
вязкостью, износостойкостью, разгаростойкостью и пластичностью, сохраняя эти свойства
при температурах 300-600 °С. Эти стали должны хорошо прокаливаться при термической
обработке и обрабатываться на металлорежущих станках. Марку стали подбирают в
зависимости от конкретных условий работы штампа и его конструкции. Желательно также,
чтобы штамповая сталь не содержала дефицитных элементов и была относительно
дешевой.
Марки и химический состав сталей для штампов, их твердость после отжига или
закалки должны соответствовать ГОСТ 5950-2000. Для изготовления молотовых и
прессовых штампов получили распространение стали 5ХНМ, 5ХНВ и 5ХГМ. Полноценным
заменителем дефицитных хромоникелевых сталей 5ХНВ и 5ХНМ служит безникелевая
сталь 4ХМФС. Для высадочных штампов широко применяют стали марок 7X3 и 8X3.
При штамповке трудноформируемых сплавов для изготовления штампов применяют
высоколегированные стали 4ХЗВМФ, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС, 4Х4ВМФС, 5ХЗВЗМФС и др.
Эти же стали рекомендуется применять для изготовления деталей штампов,
испытывающих высокую нагрузку при высадке и выдавливании на ГКМ, ГКШП,
горячевысадочных автоматах.
Инструмент для горячей объемной штамповки, как правило, изготовляют из кованых
заготовок. Исходную заготовку выбирают с таким расчетом, чтобы при ковке был
гарантирован не менее чем трехкратный уков. Это устраняет дефекты металлургического
происхождения, а также обеспечивает мелкозернистую и однородную структуры и высокие
механические характеристики металла. Изготовление штампов проводится по одному из
вариантов: полная механическая обработка — термообработка — доводка; термообработка
— полная механическая обработка; предварительная механическая обработка —
термообработка — окончательная механическая обработка.
Термическая обработка различных штамповых сталей состоит из закалки и отпуска,
при этом их подвергают термообработке при разных температурах в зависимости от марки.
В России и за рубежом все шире применяют литые штампы с ручьем, основным
преимуществом которых является более низкая по сравнению с другими штампами
трудоемкость изготовления в результате резкого снижения объема механической
обработки; в ряде случаев литые штампы также являются более стойкими. Для их
изготовления используют в основном стали, по составу подобные сталям для кованых
штампов, а также специальные высокопрочные стали и сплавы и некоторые марки
легированного чугуна.
2 ПРОФИЛИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК НА КОВОЧНЫХ ВАЛЬЦАХ
Профилирование заготовок на ковочных вальцах применяют как для подготовки
заготовки к штамповке, так и в качестве окончательной операции. В первом случае
вальцовка служит заготовительной операцией, перераспределяющей металл по длине
заготовки для последующей штамповки на другом оборудовании. Это целесообразно при
изготовлении поковок удлиненной формы и обеспечивает экономию металла на 5-20 %,
повышает производительность труда на 50-150 % и более, снижает себестоимость поковок
на 10-25 %. Вальцовке подвергают как черные, так и цветные металлы, в частности,
алюминиевые и титановые сплавы. При оттяжке концов заготовки межосевое расстояние
валков постоянно, а профиль ручьев и радиус каждого валка в ручье — переменные. При
вальцовке участков заготовки постоянного сечения применяют калибры, аналогичные тем,
что используются при продольной прокатке сортовых профилей.
Вальцовка, обеспечивающая получение готовых изделий с неодинаковыми
поперечными сечениями вдоль оси, сходна с процессом продольной периодической
прокатки. И в том и в другом случае происходит уменьшение поперечных сечений
исходной заготовки при одновременном увеличении ее длины за счет обжатия заготовки
вращающимся инструментом — валками. Отличие состоит в том, что процесс деформации
при вальцовке происходит при движении заготовки с возвратом на ту сторону, с которой
заготовка была задана в вальцы (рисунок 11). Примером может служить вальцовка на
одноклетьевых одно- и многоручьевых ковочных вальцах (консольных и двухопорных).
Обжатие производится не по всей длине заготовки (в отличие от прокатки), в связи с чем
на валках (в калибрах) имеются переходные участки, на которых обжатие изменяется от
нуля до максимума, что позволяет увеличивать единичное обжатие за проход.
Рисунок 11 – Последовательность процесса вальцовки: а — подача заготовки в
исходное положение: 1 — заготовка; 2 — упор; 3 — клещи; 4,5- валки; 6 — инструмент; б
— захват заготовки и втягивание ее в зону деформации передними выступами
инструмента; в — установившийся процесс вальцовки (а — угол захвата); г — выдача
заготовки: hо, bо и h1, b1 — размеры заготовки, соответственно, до и после вальцовки
При вальцовке обжимающий калибр нарезается не по всей длине окружности валка,
а лишь на ее части (обычно меньше половины длины окружности). При этом остальная
часть длины окружности выполняется с радиусом, позволяющим свободно подавать
заготовку в исходное положение (до упора).
Сменный вальцующий инструмент (секторы, вставки) также устанавливают не по
всей окружности валков, и в момент подхода передней кромки инструмента к находящейся
в зазоре между валками в исходном положении заготовке начинается ее обжатие с
одновременным возвратом заготовки на переднюю сторону вальцов (сторону задачи).
Вальцовка в двух- и многоклетьевых вальцах (иногда и в одноклетьевых)
производится на проход. При многоклетьевой вальцовке требуется высокая точность
настройки клетей по совпадению периодов или применение специальных приспособлений
или механизмов, сопровождающих заготовку по клетям в соответствии с движением их
валков.
Классификация процессов вальцовки приведена ниже на схеме. В настоящее время
наиболее широкое применение находит формовочная вальцовка, а из всех видов
формовочной вальцовки наиболее распространено профилирование заготовок под
штамповку, которое позволяет перераспределить металл по длине заготовки с учетом
формы и сечений поковки и резко увеличить коэффициент использования металла.
Профилирование на вальцах заготовок под штамповку и последующую штамповку
производят с одного нагрева.
Формовочной вальцовкой выполняют также оттяжку отдельных частей поковок и
заготовок, в том числе у заготовок для надфилей и напильников, концов заготовок для
витых пружин, пикообразных изделий. Оттяжку производят как в горячем, так и в холодном
состоянии.
Применение вальцовки целесообразно при серийном и крупносерийном
производстве поковок удлиненной формы с резкой разницей в площадях поперечных
сечений вдоль оси (шатуны, рычаги, гаечные ключи, тяги, турбинные лопатки и др.).
Вальцованные заготовки отличаются точностью и стабильными размерами, что
позволяет значительно сократить расход металла, идущего в облой при окончательной
штамповке, и уменьшить износ ручьев. На повышение долговечности работы ручьев
штампа влияет и более полное удаление окалины с заготовки во время ее вальцовки.
Штамповочную вальцовку ведут в штамповочных вальцах и применяют в массовом
и крупносерийном производстве мелких и средних поковок переменного сечения простой
и сложной формы, например, боковых звеньев скрепкового конвейера, молотков, кулачков.
При штамповочной вальцовке за один оборот валков можно получить цепочку из
четырех и более отштампованных изделий, а на валках большого диаметра можно получать
две такие заготовки за один оборот валков, размещая по диаметру валков, напротив друг
друга, два комплекта штампов.
Расчет деформации при штамповочной вальцовке производят аналогично расчетам
при продольной периодической прокатке.
Штамповочная вальцовка превосходит по производительности штамповку на
молотах и прессах.
3 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ
Оборудование для листовой штамповки принято делить на две группы: основное и
вспомогательное. Основным, или технологическим, называется оборудование, на котором
изготовляют детали, а с помощью вспомогательного оборудования выполняют подготовку
листового материала к штамповке, перемещают его через рабочую зону и подвергают
переработке отходы.
В качестве основного оборудования применяются ножницы, а также кривошипные
и гидравлические прессы.
Наиболее распространенный вид деформирующих машин для листовой штамповки
— кривошипные прессы, в которых с помощью кривошипно-шатунного механизма ползуну
с верхним штампом сообщается возвратно-поступательное движение. Для мелких и
средних деталей в основном применяют прессы простого действия, которые имеют один
ползун и предназначены для несложных операций, таких как вырубка, неглубокая вытяжка,
гибка и т. д.
Основными параметрами кривошипного пресса являются номинальное усилие,
длина хода ползуна, число ходов ползуна в минуту, меж штамповое пространство и
размеры стола (служат для определения размеров штампов, которые могут устанавливаться
на данном прессе).
Прессы однокривошипные простого действия изготавливают с не наклоняемыми и
наклоняемыми станинами.
Схема однокривошипного пресса простого действия с наклоняемой станиной
представлена на рисунке 11.
Рисунок 11 – Пресс однокривошипный простого действия с наклоняемой станиной:
1 — основание станины; 2 — станина; 3 — ползун; 4 — шатун; 5 — маховик; 6 —
клиноременная передача; 7 — электродвигатель; 8 — выталкиватель; 9 —
предохранитель; 10 — механизм регулировки закрытой высоты; 11 — механизм
регулировки хода ползуна; 12 — привод средств автоматизации; 13 — тормоз; 14 —
ресивер; 15 — муфта; 16 — уравновешиватель; 17 — главный вал; 18 — пневматическая
подушка
Этот тип прессов изготавливают в трех модификациях: с уменьшенными,
нормальными и увеличенными размерами стола. Может изменяться и быстроходность
прессов. Быстроходные прессы имеют простой главный привод, в котором от
электродвигателя 7 движение передается на маховик 5, который смонтирован
непосредственно на главном валу 17 на подшипниках, расположенных в опорах станины 2.
В маховик встроена фрикционная муфта 15, а на другом конце главного вала установлен
фрикционный тормоз 13.
Муфта и тормоз оснащены электропневматической системой управления с
индивидуальным ресивером 14. При включении пресса отключается тормоз, освобождая
главный вал, и только после этого включается муфта, обеспечивая передачу движения на
главный вал пресса. В процессе остановки ползуна пресса вначале отключается муфта, а
только затем включается тормоз. Такая последовательность срабатывания фрикционных
узлов необходима для исключения возможности одновременного их срабатывания.
На прессе также применяются вспомогательные механизмы изменения наклона
станины, натяжения ремней, верхний выталкиватель 8, уравновешиватель ползуна.
Станина состоит из основания 7 и наклоняемой С-образной части 2. Наклон станины
позволяет облегчить удаление готовых изделий и отходов путем скатывания по наклонной
плоскости.
Для крупногабаритных листовых деталей применяют двух- и четырехкривошипные
прессы простого действия.
Прессы двойного действия предназначены для изготовления деталей из листового
материала, требующих глубокой вытяжки. Их выполняют одно-, двух- и
четырехкривошипными.
Прессы тройного действия имеют дополнительный третий (нижний) ползун,
предназначенный для осуществления вытяжки в направлении, обратном вытяжке
внутреннего верхнего ползуна. Такие прессы применяют для выполнения технологических
операций, проводящих вытяжку сложных по форме крупногабаритных деталей, например,
крыш кузовов легковых автомобилей, имеющих проемы для окон, вытянутых в
направлении, обратном основной вытяжке.
К кривошипным машинам относятся также многопозиционные листоштамповочные
прессы-автоматы, при работе которых несколько заготовок периодически перемещаются с
одной позиции на другую, а штамповка происходит одновременно на всех позициях на
соответствующем штампе. Заготовки для этого оборудования могут быть штучными, а
также в виде полосы или ленты.
Гидравлические прессы для листовой штамповки работают по тому же принципу,
что и гидравлические прессы для горячей объемной штамповки. Они осуществляют
деформирование листового металла с постоянной скоростью. Для этих прессов не опасна
перегрузка, недопустимая при работе на кривошипных прессах.
По технологическому назначению листоштамповочные гидравлические прессы
подразделяют на прессы простого, двойного и тройного действия. Прессы простого
действия (с одним рабочим ползуном) предназначены для выполнения операций листовой
штамповки: вырубки, пробивки, гибки, неглубокой формовки и вытяжки с прижимом
фланца с помощью гидравлической подушки, встроенной в стол. Прессы двойного
действия (с двумя — прижимным наружным и вытяжным внутренним ползунами)
предназначены для операций глубокой вытяжки, требующих прижима фланца листовой
заготовки. В прессах тройного действия кроме двух ползунов, как у прессов двойного
действия, предусматривается дополнительный третий ползун в столе пресса для
проведения операций глубокой вытяжки с противодавлением.
Привод прессов для штамповки листовых заготовок в холодном состоянии
преимущественно насосный с насосами постоянной и регулируемой подачи. Для
штамповки листа в горячем состоянии применяют насосно-аккумуляторный привод,
обеспечивающий повышенную скорость рабочего хода.
Прессы одностоечные со средствами механизации и автоматизации обладают
широкими технологическими возможностями. Их используют для выполнения монтажнозапрессовочных операций, листовой штамповки, гибки, отбортовки и вытяжки, прошивки,
протяжки или калибровки отверстий; обработки неметаллических материалов и
прессования металлопорошков. Прессы оснащают гидроподушкой, выполняющей функции
нижнего выталкивателя и прижима заготовки при вытяжке, а также поворотными
делительными столами и шиберными устройствами для штучных заготовок.
Прессы листоштамповочные отбортовочные с программным управлением
предназначены для выполнения различных операций листовой штамповки: гибки листов в
разных плоскостях и на разные углы в закрытых и открытых штампах (универсальная
гибка); последовательной отбортовки труб и деталей типа днищ; гибки различных
профилей; штамповки днищ; отбортовки фланцев и цилиндрических обечаек.
Прессы двухстоечные вытяжные простого действия предназначены для холодной
вытяжки полых изделий из листа. С фронта пресса установлен механизм загрузки
заготовки. Заготовки загружаются горизонтально, а механизм поворачивает их в
вертикальное положение и переносит в зону штампа. Механизмы загрузки и выгрузки
выполнены таким образом, что обеспечивают работу пресса как с одним, так и с двумя
пуансонами.
Если производится вытяжка с обрезкой верхней части полуфабриката, за прессом
устанавливается механизм удаления отхода. Для установки и смены инструмента прессы
оборудованы консольным краном.
Прессы листоштамповочные двойного действия (колонные) предназначены для
холодной и горячей вытяжки из толстого листа деталей типа днищ, сосудов, резервуаров,
котлов и других деталей.
Пакетировочные прессы предназначены для уплотнения легковесного металлолома
(отходов листоштамповочного производства).
Пакетирование — это уплотнение легковесного лома с насыпной плотностью 0,20,35 т/м3 в пакеты массой 20—4 000 кг. Конструкции гидравлических пакетировочных
прессов в зависимости от способа пакетирования делят на следующие основные группы:
непрерывного действия; с двусторонним сжатием пакетов с закрывающейся крышкой; с
двусторонним прессованием на окончательной ступени прессования; с трехсторонним
прессованием пакетов во взаимно перпендикулярных плоскостях. Уплотнение лома
осуществляется в три или четыре ступени прессования.
Брикетировочные гидравлические прессы-автоматы предназначены для холодного
брикетирования чугунной и мелкодробленой стальной стружки и подготовки ее для
переплава.
Прессы могут быть также использованы для брикетирования мелкодробленой
стружки цветных металлов с соответствующей заменой инструмента.
Штампы для листовой штамповки классифицируют по трем признакам:
технологическому, конструктивному и эксплуатационному.
По технологическому признаку штампы разделяются на группы по роду
выполняемых операций.
По совмещенности операций штампы бывают простыми (однооперационными) и
комбинированными (многооперационными), выполняющими одновременно несколько
операций.
Комбинированные штампы подразделяются по характеру совмещения операций
(переходов) во времени на следующие виды:
последовательного действия, в которых изготовление детали производится за
несколько переходов под различными пуансонами при последовательном перемещении
заготовки;
совмещенного
действия, в которых изготовление детали производится за один ход
пресса концентрированно расположенными пуансонами при неизменном положении
заготовки;
последовательно совмещенного действия, в которых изготовление детали
происходит путем сочетания последовательной и совмещенной штамповок.
Однооперационные штампы следует применять лишь в мелкосерийном
производстве или в случае невозможности технологического объединения операций.
Наиболее характерные типы совмещенных комбинированных штампов
предусматривают совмещение таких операций, как вырубка и пробивка, обрезка и
пробивка, отрезка и гибка, вырубка и вытяжка, вытяжка и пробивка, обрезка и формовка,
вырубка, вытяжка и пробивка, вырубка и двукратная вытяжка и т. д. Существуют также
конструкции штампов для совмещения четырех и более операций. Основные типы
последовательных комбинированных штампов предусматривают такое сочетание
операций: пробивка и вырубка, пробивка, чеканка и вырубка, пробивка, надрезка, гибка и
отрезка, последовательная вытяжка и вырубка, последовательная вытяжка, пробивка,
отбортовка и вырубка и др.
По конструктивному признаку штампы (рисунок 12) делят на штампы без
направляющих и штампы с направляющими устройствами.
Рисунок 12 – Схемы устройства штампов: а — открытый;
б — с неподвижным съемником;
в — с подвижным съемником; г — с направляющей плитой, д — с направляющими
колонками; е — с направляющим плунжером: 1 — пуансон, 2 — матрица
Подразделение по способу направления относится к технологически различным
типам штампов: вырубным, вытяжным, гибочным, а также комбинированным. Количество
отдельных пуансонов может быть различно в зависимости от конструкции и технологии
изготовления детали.
Штампы без направляющих более просты в изготовлении и имеют малые массу и
габаритные размеры, но неудобны при установке, небезопасны в эксплуатации и обладают
невысокой стойкостью. Штампы без направляющих применяются только в мелкосерийном
и опытном производстве.
Штампы с направляющими просты и надежны в эксплуатации, удобны при
установке, обладают повышенной стойкостью, но более сложны в изготовлении.
Направляющими устройствами в штампах служат направляющие колонки (рисунок 12, д),
направляющие плиты (рисунок 12, г) или направляющий плунжер. Такие штампы
применяются в серийном, крупносерийном и массовом производстве.
Наибольшее распространение получили штампы с направляющими колонками,
которые в большинстве случаев снабжаются неподвижным или подвижным съемником.
Штампы со свободным доступом в зону совмещения пуансона и матрицы
называются открытыми (рисунок 12, а), а если эта зона закрыта, то закрытыми (рисунок 12,
б—е). Обе конструкции могут как иметь, так и не иметь направляющие. Закрытые штампы
исключают попадание рук рабочего между пуансоном и матрицей, поэтому считаются
более безопасными.
По эксплуатационному признаку, определяемому способами и приемами работ,
штампы различаются: по способу подачи и установки заготовок, способу удаления деталей
и по способу удаления отходов.
По способу подачи и установки заготовок различают штампы с ручной подачей и
штампы с автоматической подачей, являющейся принадлежностью штампа или пресса.
Штампы с ручной подачей отличаются один от другого лишь конструкцией
применяемого упора или фиксатора, а штампы с автоматической подачей различаются по
типу подачи ленты или штучных заготовок.
По способу удаления деталей различают следующие типы штампов:
с провалом через отверстие матрицы;
с обратной вставкой в ленту и удалением вместе с ней;
с обратным выталкиванием на поверхность штампа и ручным удалением;
с обратным выталкиванием и автоматическим удалением (сбрасыванием).
Обратное выталкивание осуществляется от пружин выбрасывателя или
выталкивателя, от буфера или от пресса. Эти различия по способу удаления деталей
одновременно являются и конструктивными, так как в значительной степени определяют
конструкцию штампов.
Штампы для разделительных операций листовой штамповки можно
классифицировать по следующим основным признакам:
по характеру выполняемых работ (операций) — отрезные, вырубные (вырезные),
пробивные, обрубные (обрезные) и др.;
по способу действия — простого, последовательного и совмещенного;
по виду направляющих устройств — без направления (открытые), с направляющей
плитой, с направляющими колонками, с сопряженными направляющими;
по способу ограничения подачи материала — с неподвижным упором, с
подвижным упором, с ловителями, с боковыми ножами и др.
Часть перечисленных выше типов штампов, в свою очередь, разделяются по
следующим признакам.
По типу фиксатора — пробивные с открытым, полузакрытым, закрытым
фиксатором.
По способу действия выбрасывателей и съемников — совмещенные: с пружинами,
с резиновым или полиуретановым буфером, с пневматическими и гидропневматическими
устройствами и т. д.