Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИОбъемную штамповку в настоящее время осуществляют на молотах, на кривошипных прессах, на гидравлических прессах, на винтовых прессах и горизонтально-ковочных машинах, кривошипно-коленных прессах и холодновысадочных автоматах. Штамповочные молоты предназначены для горячей объемной штамповки поковок разнообразной формы, преимущественно в многоручьевых открытых штампах. Основным типом штамповочных молотов являются паровоздушные штамповочные молоты (рис. 3.84) с массой падающих частей 630 … 25 000 кг. По принципу действия они подобны паровоздушным ковочным молотам (см. рис. 3.61), но имеют конструктивные отличия, обусловленные повышенными требованиями к точности перемещения частей штампов. Станина молота состоит из стоек 2, установленных непосредственно на шаботе 1 и соединенных с ним с помощью гаек с пружинами 8, которые амортизируют удар, предохраняя болты от поломки. Масса шабота в 20 … 30 раз больше массы падающих частей. Баба 3 с прикрепленной к ней верхней частью штампа перемещается по установленным на стойках направляющим 4. В отличие от ковочных молотов, направляющие для движения бабы имеют бóльшую длину. Подъем бабы обеспечивается подачей пара или воздуха в силовой цилиндр 5 через золотниковое устройство 6. Управление работой молота осуществляется с помощью педали или рукоятки 7. Штамповка поковок на молоте происходит обычно за 3 … 5 ударов. При последнем ударе обе части штампа смыкаются по плоскости разъема. Средняя масса поковок при массе падающих частей 1000 кг составляет 0,5 … 2 кг, при 10 000 кг — 40 … 100 кг. Для объемной штамповки используются также фрикционные штамповочные молоты с доской (рис. 3.85). Их изготавливают с массой падающих частей 500 … 1500 кг. Молоты имеют в своем составе специальную пластину, называемую доской 5. К доске крепится баба молота 3 с верхней частью штампа 2. Доска, баба и верхняя часть штампа образуют падающие части молота. С помощью роликов, приводимых от электродвигателя, падающие части поднимаются на определенную высоту и фиксируются кулачками 6. При выполнении операции штамповки кулачки 6 после нажатия педали 8 отпускают доску 5 с бабой 3. Падающие части молота устремляются вниз и деформируют заготовку с помощью штампа 2, нижняя часть которого установлена на шаботе 1. В последние годы в качестве штамповочного оборудования применяются бесшаботные молоты. Особенностью их является наличие двух баб - верхней и нижней, движущихся в процессе работы навстречу друг другу. Наиболее широко распространены бесшаботные молоты с ленточным механизмом (рис. 3.85). Станина такого молота состоит из четырех стоек 12. В верхней части стоек установлен рабочий цилиндр 11 с поршнем 10 и штоком 9, к которому прикреплена верхняя баба 3. Верхняя и нижняя бабы 3 соединены ленточным механизмом связи, состоящим из ленты 13 (20 … 30 стальных полос толщиной 0,3 … 0,8 мм) и ролика 7. При движении поршня 10 вниз вместе со штоком 9 и верхней бабой 3 благодаря ленточному механизму связи навстречу вверх движется нижняя баба. Молоты такой конструкции изготавливают с энергией удара до 500 кДж и используют их для одноручьевой штамповки. Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) успешно заменяет и во многих случаях по технологическим возможностям превосходит штамповку на молотах. КГШП изготавливают с номинальным усилием от 6,3 до 125 МН. Они предназначены для штамповки поковок различной формы в открытых и закрытых штампах, а также для штамповки выдавливанием. Конструкция КГШП более сложная, чем молота. Схема его представлена на рис. 3.86. На рис. 3.87 приведен внешний вид КГШП. Привод пресса осуществляется от электродвигателя 1. Через клиноременную передачу 2 движение сообщается маховику 3, свободно вращающемуся на коленчатом валу 5. Для выполнения технологической операции крутящий момент от маховика передается на главный вал с помощью фрикционной дисковой муфты 4 с пневмоуправлением. Коленчатый вал начинает вращаться, перемещает шатун 6, который сообщает возвратно- поступательное движение ползуну 7. Ползун движется в направляющих 15. После выполнения операции штамповки и выключения муфты коленчатый вал и ползун в верхнем положении останавливают тормоз 16. К ползуну 7 и столу 12 пресса крепятся соответственно верхняя 8 и нижняя 11 плиты штампа с ручьевыми вставками 9 и 10. Точное совмещение верхней и нижней частей штампа обеспечивается направляющими колонками 13. При перемещении ползуна пресса вверх после выполнения технологической операции штамп раскрывается, и выталкиватели 14 удаляют поковку из ручья штампа. Для регулирования положения нижнего штампа по вертикали стол пресса оснащен клиновидной плитой. Благодаря жесткой станине, наличия направляющих ползуна, а также направляющих колонок штампа и постоянства хода ползуна точность размеров поковок, получаемых на КГШП, выше, чем на молотах. Припуски и допуски на механическую обработку поковок в этом случае назначаются меньшими. Кроме этого, наличие выталкивателей в штампах КГШП позволяет уменьшить штамповочные уклоны. Все это значительно повышает коэффициент использования металла. Кроме того, штамповка на КГШП в 1,5 … 2 раза производительнее штамповки на молотах, так как ползун пресса совершает гораздо большее число ходов в минуту, причем деформация на прессе в каждом ручье происходит за один ход, а на молоте - за несколько ударов. КГШП по технологическим возможностям превосходят паровоздушные штамповочные молоты с массой падающих частей до 10 т. Они не требуют громоздких фундаментов и способствуют значительному улучшению условий труда в цехе, однако стоимость их в 3 … 4 раза выше стоимости эквивалентного по мощности молота. На кривошипных прессах возможна штамповка всех видов поковок, штампуемых на молотах. Однако при штамповке поковок с удлиненной осью и большой разностью площадей поперечных сечений по длине требуется применение предварительно профилированных заготовок. Важное значение имеет определение усилия, требуемого для штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе, так как при недостаточном усилии пресса может произойти его поломка. Гидравлические штамповочные прессы по своему устройству принципиально не отличаются от ковочных, но имеют более жесткую конструкцию, большую скорость перемещения подвижной поперечины и соответственно штампа, а также выталкиватели для удаления из штампа поковок. Усилие современных гидравлических штамповочных прессов достигает 750 МН. На гидравлических прессах штампуют поковки типа дисков, коленчатых валов, различного рода рычагов, кронштейнов, сферических днищ, цилиндрических стаканов. Особое значение имеет штамповка на гидравлических прессах крупногабаритных панелей и рам из легких сплавов в самолетостроении. Исходной заготовкой является прокат (в том числе листовой) и полуфабрикат ковки. Перед закладкой в штамп нагретая заготовка должна быть очищена от окалины. Штампуют в открытых и закрытых штампах (с одной и двумя плоскостями разъема), как правило, в одном ручье. Винтовые фрикционные прессы строят усилием до 6,3 МН. Их применяют для штамповки в открытых и закрытых штампах мелких поковок (до 20 кг). Они малопроизводительны и применяются, в основном, в мелкосерийном производстве. Наибольшее распространение в промышленности получили фрикционные двухдисковые винтовые прессы с лобовым фрикционным передаточным механизмом (рис. 3.88). Привод маховика 5 осуществляется электродвигателем 1 через одноступенчатую клиноременную передачу 2 и диски 3 и 4. С помощью нажимного механизма 6 левый диск 3 прижимают к ободу маховика 5, оборудованного фрикционными накладками. Винт 7, скрепленный с маховиком, совершает относительно гайки 8 винтовое движение, перемещая ползун 9 вниз. Штамп 10 при этом закрыт. Для открывания штампа к ободу маховика 5 прижимают правый диск 4. Маховик разгоняется в обратном направлении и через винт поднимает ползун. Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) предназначены для выполнения операций прошивки, а также для штамповки высадкой деталей, которые не требуют штамповки по всей длине. Внешний вид ГКМ представлен на рис. 3.89. Штамповка на ГКМ осуществляется в штампах с двумя плоскостями разъема, состоящих из трех частей: неподвижной 2 (рис. 3.90) и подвижной 1 матриц и пуансона. 4. Двойной разъем штампов дает возможность штамповать большинство поковок без штамповочных уклонов и облоя. Заготовку 10 (пруток) устанавливают в неподвижную матрицу до упора 3. Главный ползун 5 с пуансоном 4 приводится в движение от кривошипно-ползунного механизма. Прежде чем пуансон 4 соприкоснется с торцом заготовки, подвижная матрица 1 прижимает ее к неподвижной матрице 2, а упор 3 отходит в сторону. Зажимной ползун 6 с подвижной матрицей 1 перемещается от бокового ползуна 7, который в свою очередь приводится в движение от кулачков 8, сидящих на главном валу 9. Привод ГКМ осуществляется от электродвигателя 11. Через клиноременную передачу 12 разгоняется маховик с фрикционной муфтой – тормозом 13. При включении муфты движение через зубчатую передачу 14 передается коленчатому валу 9, который через шатун 15 обеспечивает возвратно-поступательное движение главного ползуна 5 с пуансоном 4. По точности поковок и производительности ГКМ не уступают кривошипным горячештамповочным прессам, но стоимость их в 1,5 раза выше и они менее универсальны, чем молоты и прессы. ГКМ изготовляют с усилием на главном ползуне 5 … 31,5 МН; на них можно обрабатывать прутки диаметром до 270 мм. Конструкция холодновысадочных автоматов подобна горизонтально-ковочным машинам, только предназначены они для выполнения операций холодной высадки. Такие машины обеспечивают автоматическую подачу заготовки, перемещение ее из ручья в ручей штампа и отрезку изделий от прутка. Кривошипно-коленные прессы (рис. 3.91) предназначены для выполнения операций холодной и горячей калибровки, чеканки, выдавливания и т.п. Эти операции характеризуются сравнительно большим сопротивлением деформирования металла, действующем на небольшой длине рабочего хода ползуна. Привод пресса осуществляется от электродвигателя 1, установленного в верхней части станины 5. Через клиноременную 2 и зубчатую 3 передачу движение передается на кривошипный вал 4 и шатун 9. Шатун взаимодействует с двумя рычагами, расположенными внутри ползуна 7, которые называют призмами 8 и 10. Верхняя призма 8 прикреплена к траверсе станины 6, а нижняя к ползуну 7. При движении шатуна 9 влево призмы складываются и ползун 7 перемещается вверх. Штамп 12 при этом раскрывается. При движении шатуна вправо призмы выпрямляются, ползун перемещается вниз, а штамп при этом закрывается. Для отделения отштампованной детали от штампов кривошипно-коленные прессы оснащаются выталкивателями 11 и 13 с механическим приводом 14. Кривошипно-коленные прессы выпускаются усилием от 1 до 40 МН. ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА Листовая штамповка — это способ изготовления плоских и объемных изделий из листовой заготовки. (Листовой называют заготовку, у которой толщина значительно меньше размеров в плане.) В качестве заготовки используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свернутую в рулон. Толщина заготовки при холодной штамповке не более 10 мм. Детали из заготовок толщиной более 20 мм для уменьшения усилия деформирования штампуют с нагревом до ковочных температур (горячая листовая штамповка). Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях промышленности. Таким образом изготовляют плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (например, секундная стрелка ручных часов), и детали массой в десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолета, ракеты). Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исходной заготовки. При изготовлении листовой штамповкой пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требования по пластичности. Листовой штамповкой обрабатывают низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и др. Таким же образом получают плоские и пространственные детали из листовых неметаллических материалов, таких, как кожа, органическое стекло, фетр, текстолит, гетинакс и др. Достоинства листовой штамповки следующие:
Процессы листовой штамповки заключаются в выполнении в определенной последовательности различных фаз изготовления детали, при которых происходит изменение формы заготовки. Эти фазы называются операциями. Основные операции листовой штамповки делятся на разделительные (пластическое деформирование завершается разрушением заготовки), и формообразующие (заготовка в процессе деформирования не разрушается, а только изменяет свою форму). ОПЕРАЦИИ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ 3.3.6.1.1. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ К разделительным операциям листовой штамповки относят отрезку, вырубку, пробивку, надрезку и обрезку. Все они сопровождаются разрушением металла по определенным поверхностям. Отрезка — полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру в результате сдвига. Отрезку осуществляют на специальных машинах - ножницах и в штампах. Отрезку чаще всего используют как заготовительную операцию для разделения листа на полосы заданной ширины. Основные типы ножниц - ножницы с поступательным движением режущих кромок ножа (рис. 3.92, а) и вращательным движением режущих кромок - дисковые ножницы (рис. 3.92, б). Для уменьшения усилия резания режущие кромки в ножницах с поступательным движением ножа наклонены друг к другу под углом 1 - 5° (гильотинные ножницы). Лист подают до упора, определяющего ширину отрезаемой полосы b. Длина отрезаемой полосы L не должна превышать длины ножей. При отрезке на дисковых ножницах длина отрезаемой полосы не ограничивается размерами инструмента. Вращение дисковых ножей обеспечивает не только разделение заготовки, но и ее подачу за счет сил трения. Прямолинейность линии отрезки на дисковых ножницах обеспечивается соприкосновением разделяемых частей заготовки с плоскими поверхностями ножа. Качество поверхности среза зависит от зазора b между режущими кромками (b = (0,03 … 0,05) S, где S - толщина листа) и отсутствия притупления режущих кромок. Усилие отрезки пропорционально срезаемой в данный момент площади заготовки. При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Заключается он в полном отделении фрагмента листовой заготовки по замкнутому контуру. Эти операции отличаются только назначением. При вырубке отделяемая от листовой заготовки часть является деталью. Оставшийся после обработки лист с отверстием представляет собой отход (высечку). При пробивке в листовой заготовке оформляют сквозное отверстие с удалением части материала в отход (выдру). Оставшийся после обработки лист с отверстием представляет собой в этом случае уже деталь. Вырубку и пробивку обычно осуществляют металлическими пуансоном и матрицей (рис. 3.93). Работают они как ножи замкнутой формы. Пуансон вдавливает часть заготовки в отверстие матрицы. Для получения качественной поверхности среза рабочие кромки пуансона и матрицы должны быть острыми. В начальной стадии деформирования происходит внедрение режущих кромок в заготовку и смещение одной ее части относительно другой без видимого разрушения. При определенной глубине внедрения режущих кромок в заготовку у их острия зарождаются трещины, быстро проникающие в толщу заготовки. Эти трещины наклонены к оси инструмента под углом 4 … 6°. Если эти трещины встречаются, то поверхность среза получается ровной, но наклоненной. Если трещины не встречаются, то на поверхности среза появляется заусенец,ухудшающий ее качество и способствующий разрушению детали при последующей ее работе. Вблизи поверхности среза образуется зона наклепанного металла. Это затрудняет последующую штамповку вырубленных заготовок, повышает магнитные потери в электротехнической стали, особенно в высоких узких зубцах роторов электрических машин. При необходимости наклеп устраняют отжигом или наклепанный слой удаляют обработкой резанием. Детали повышенной точности с чистым и перпендикулярным срезом получают чистовой вырубкой и пробивкой с прижимом. Сущность процесса заключается в создании дополнительного усилия сжатия заготовки при помощи прижима 2(рис. 3.94). При этом в зоне деформации сдвига происходит объемное сжатие, скалывающие трещины не возникают и срез получается чистым по всей толщине заготовки. Чистовой вырубкой изготовляют плоские кулачки, зубчатые колеса, секторы, рейки, пластины постоянных магнитов и т. п. Возможность совпадения трещин, идущих от режущих кромок пуансона и матрицы, зависит от правильного выбора зазора между ними. Величина зазора z зависит от механических свойств штампуемого материала и толщины листа S, зазор приближенно составляет (0,05 … 0,1)S. Зазор при вырубке назначают за счет уменьшения размеров поперечного сечения пуансона, при пробивке - за счет увеличения отверстия в матрице. Усилия вырубки и пробивки прямо пропорциональны периметру среза, толщине листа и временному сопротивлению (пределу прочности) штампуемого материала. Разновидностями пробивки являются надрезка, представляющая из себя частичное отделение части заготовки по незамкнутому контуру, причем разделяемые части не теряют связи между собой. Целью операции является образование в штампованных деталях язычков, лапок и т. п. (рис. 3.95, а), а также обрезка (отделение краевой части полого изделия для обеспечения заданной, постоянной по периметру высоты детали или отделение краевой части плоского фланца для получения заданной формы и размеров). Используется чаще всего для выравнивания краев у полых деталей после вытяжки, отбортовки (рис. 3.95, б). |
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-17 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |