баннер миропром

Объемная штамповка

При объемной штамповке исходный металл под действием силы и энергии оборудования переходит в пластической состояние и заполняет форму полостей штампа, приобретая форму и размеры изделия, которое называется поковкой.

Различают холодную, горячую и полугорячую объемную штамповку, а также штамповку с кристаллизацией под давлением (жидкую) штамповку в зависимости от температуры исходного металла, подвергаемого пластической деформации: стали без нагрева, с нагревом до 500…700оС и с нагревом до ковочной температуры 1150…1200о С, с нагревом выше температуры линии ликвидус (расплавлением металла).

Холодной объемной штамповкой можно изготовить наиболее точные по форме и размерам поковки с чистой поверхностью. В то же время деформирование металла без нагрева требует создания высокой удельной силы для преодоления сопротивления деформации и, соответственно, более мощного оборудования. Холодной объемной штамповкой изготавливают мелкие и средние по объему поковки из стали и цветных металлов.

При нагреве исходного металла существенно снижается сопротивление деформированию, поэтому горячую и полугорячую объемную штамповку применяют для изготовления более крупных поковок.

В последнее десятилетие разработаны и успешно применяются способы деформирования металлов при определенной температуре в полутвердом состоянии с предварительно подготовленной глобулярной микроструктурой. Для этих способов, получивших название тиксоштамповка и реоштамповка, применяют традиционные гидравлические прессы с насосным приводом, а также разрабатывают специализированные гидроколенные прессы.

Рынок современного кузнечно-штамповочного оборудования для объемной штамповки представлен машинами статического (почти статического) действия – механическими и гидравлическими прессами, машинами ударного (почти ударного действия) – винтовыми прессами с фрикционным, прямым электрическим и гидравлическим приводом, а так же пневматическими и гидравлическими молотами. В данной статье будут рассмотрены различные виды механического оборудования.

Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) предназначены для выполнения различных операций технологии горячей объемной штамповки (ГОШ) заготовок из сортового металла в горячем (при ковочной температуре) и полугорячем состоянии.

КГШП относятся к наиболее сложным, дорогим и высоко производительным типам кузнечно-штамповочного оборудования, обладающим относительно большим расходом энергии. Наибольшие экономические преимущества применения КГШП достигаются в массовом и крупносерийном производстве при штамповке в закрытых штампах.

По типу главного исполнительного механизма КГШП классифицируют на прессы с кривошипно-ползунным механизмом (с укороченным шатуном, со сдвоенным шатуном), кривошипно-клиновым, синусным механизмом. По расположению эксцентрикового вала разделяют на прессы с параллельным и перпендикулярным фронту валом.

Основным производителем гаммы КГШП с кривошипно-ползунным механизмом с силой от 6,3 до 160 МН (и в перспективе 200 МН) в России является ОАО ТМП, г.Воронеж. Согласно принятой ТМП классификации типовые конструкции КГШП подразделяют на три группы:

  • легкие прессы номинальной силой 6,3...16МН, предназначенные для изготовления поковок массой, примерно, до 2 кг;
  • средние прессы номинальной силой 20... 50 МН, на которых могут изготавливаться поковки массой примерно до 40 кг;
  • тяжелые прессы номинальной силой 63... 160 МН для производства поковок, наибольшая масса которых превышает 50 кг.

При быстроходности 60-70 ход/мин начальная скорость деформирования в зависимости от высоты поковки, от 0,5 до 0,1 м/с, время контакта штампа с поковкой приблизительно 0,10 – 0,12 с.

Типовыми поковками для КГШП обычно являются различные объемные заготовки для автомобилестроения: шестерни, шатуны, коленчатые валы, а так же фланцы трубопроводов и другие заготовки из стали и сплавов. В автомобилестроении имеется тенденция штамповать на КГШП также различные поковки из алюминиевых сплавов. Типовым для шестерен и фланцев может быть двух и трех переходный процесс: осадка – окончательная штамповка или осадка – предварительная и окончательная штамповка в открытых или закрытых штампах. При штамповке в открытых штампах обрезку облоя проводят на отдельных кривошипных обрезных прессах и часто на том же КГШП.

Для нагрева заготовок под штамповку на КГШП обычно применяют индукционные нагреватели, обеспечивающие необходимую производительность, стабильность нагрева заготовок с минимальной окалиной. Загрузку заготовок на первую позицию штампа и перемещение по позициям осуществляют роботы – манипуляторы и различные подачи, например, грейферные с приводом от пресса или независимого механизма.

Опасность заклинивания при перегрузках кривошипно-ползунного механизма пресса вблизи крайнего нижнего положения ползуна, при угле недохода < 1,5 -30 , характерна для всех кривошипных машин, в том числе и для КГШП. Чтобы избежать заклинивания, необходима стабилизация деформирующей силы с помощью системы адаптивного ЧПУ с отслеживанием объема (массы) и температуры металла. Если прессы не оборудованы такой системой, то максимальная сила деформирования поковки должна быть несколько (на 15 – 20%) меньше номинальной силы пресса, что приводит к недоиспользованию пресса по деформирующей силе. Применение жидкой циркуляционной системы смазывания обеспечивает низкие значения коэффициента трения в опорах кривошипно-ползунного механизма (0,005 – 0,010) и способствует прохождению нижней мертвой точки за счет обычно достаточной энергии маховика. Для вывода из распора, если он произошел, в современных конструкциях ТМП предусмотрены гидрогайки стяжных шпилек станины, в конструкциях АМО ЗИЛ – клиновые механизмы.

В КГШП российских («Тяжмехпресс»-ТМП) и зарубежных производителей Hasenclever, Eumuco (Германия), Sumitomo, Komatsu (Япония), Erie, National Machinery (США), BS (Чехия) установились приблизительно одинаковые соотношения геометрических размеров и энергетических показателей, например, отношение величины наибольшего хода ползуна к номинальной силе КГШП.

Регулировка закрытой высоты при наладке прессов конструкции ТМП, Hasenclever, Eumuco проводится с помощью встроенного механизма с эксцентриковой втулкой в соединении нижней головки шатуна с ползуном, которая может поворачиваться шаговым электродвигателем, изменяя длину шатуна. В прессах АМО ЗИЛ, National предусмотрены клиновые механизмы. Разрабатываются так же механизмы с ЧПУ.

ЗАО «Тяжмехпресс» (г. Воронеж) предлагает гамму КГШП серии КБ80, КГ80 К80, К85, К04 силой 16…160 МН, оборудованных грейферной подачей и средствами механизации замены штампов.

Кроме основных российских производителей КГШП: ЗАО ТМП (г.Воронеж) и ОАО «Тяжпрессмаш» (г.Рязань) на российском рынке предлагают свою продукцию фирмы Германии: Eumuco - силой от 6,3…31,5 МН; Hasenclever - серии VEPE силой 0,315 МН, VER силой 1,0 МН; VERES силой 1,6…40,0 МН; Erfurt - серии PKXW силой 25 МН.

Кривошипно-коленные прессы по технологическому назначению относят к чеканочным, которые применяют для чеканки рельефов и холодно-штамповочным, для холодной объемной штамповки и выдавливания. Последние отличаются большей мощностью привода и запасом кинетической энергии маховика, необходимой для энергоемких операций холодной объемной штамповки и выдавливания. В России изготавливают чеканочные прессы силой 1…40 МН и холодно-штамповочные силой 1…25 МН с основными параметрами, регламентированными ГОСТ 5384-50. Рабочий ход деформирования поковки оставляет обычно 0,01 – 0,02   для чеканочных, и приблизительно 0,15 наибольшего хода ползуна для холодно-штамповочных прессов. Для многопереходной штамповки прессы оснащаются грейферной подачей.

Коленно-рычажные механизмы позволяют создавать в 3-5 раз большие по величине деформирующие силы в конце хода ползуна по сравнению c обычными кривошипными прессами при одном и том же крутящем моменте муфты привода. Это позволяет так же существенно уменьшать скорость ползуна и выдерживать ее почти постоянной в конце хода ползуна во время деформирования поковки, что является рациональным для операций чеканки и холодной объемной штамповки.

Прессы выполняют с закрытой станиной, с одно- или двухкривошипным валом, двух- или трехступенчатым приводом с односторонней или двухсторонней (в крупных прессах) зубчатой передачей на кривошипный или шестерне-эксцентриковый вал. Кривошипно-коленные прессы с рабочим кривошипным механизмом серии КБ83 и КБ00 для холодной и полугорячей объемной штамповки стальных изделий предлагает ОАО «Барнаульский завод механических прессов». ГП «Кузлитмаш» предлагает кривошипно-коленные прессы для чеканки серии КВ83 и КП83 силой 2,5…25 МН и для холодного выдавливания серии КБ00 и КП00 силой 1,6…10 МН.

Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) предназначены для горячей объемной штамповки-высадки из прутка за несколько (1-4) переходов преимущественно стержневых поковок в многоручьевых разъемных матрицах. Конструкции ГКМ оснащены главным (высадочным) кривошипно-ползунным и дополнительным (зажимным) кулачково-рычажным исполнительными механизмами.

При одновременном начале движения зажимной механизм, несущий подвижную часть матриц, опережает главный высадочный механизм, зажимает заготовку и останавливается. Ползун главного высадочного механизма с закрепленными на нем пуансонами, продолжая движение, деформирует заготовку и совершает обратный ход, начальная часть которого происходит при закрытых матрицах. После выхода пуансонов из матриц зажимной ползун возвращается в исходное положение.

До окончания цикла многопереходной штамповки поковка сохраняет целостность с прутком (заготовкой) и отделяется от него на последнем переходе. Перемещение прутка с поковкой по ручьям матриц в вертикальной плоскости при автоматизированной штамповке осуществляет манипулятор.

Конструкции ГКМ подразделяют по типу привода на механические и гидравлические; по конструкции разъема на две основные группы: с вертикальным разъемом матриц (ВР) и горизонтальным разъемом матриц (ГР). Подавляющее большинство ГКМ в России и мире изготавливают с механическим типом привода и с вертикальным разъемом матриц. В конструкциях основного изготовителя ГКМ с ГР Eumuco (Германия) и ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань) номинальная сила зажимного ползуна в 1,3 раза больше номинальной силы высадочного ползуна. Основное преимущество ГКМ с горизонтальным разъемом состоит в упрощении способов перемещения поковок по ручьям матриц и большей приспособленности к автоматизации.

В странах с метрической системой (России, Германии, Японии и др.) главным параметром ГКМ принята номинальная сила в МН, в то время как в странах с традиционно дюймовой системой главным параметром считается максимальный диаметр прутка малоуглеродистой стали в дюймах, который может быть высажен на машине.

Горизонтально-ковочные машины с вертикальной плоскостью разъёма матриц.Параметры технической характеристики ГКМ регламентирует ГОСТ 7023 – 89, в соответствии с которым ряд номинальных сил составляет 1,6 – 31,5 МН при частоте непрерывных холостых ходов 80 – 22 в минуту и величине ходов высадочного ползуна 200 – 700 мм. Регламентируются также и другие параметры работы ГКМ: ход подвижных матриц 80 – 350 мм; ход высадочного ползуна после закрытия матриц 125 – 480 мм; обратный ход высадочного ползуна при закрытых матрицах 40 – 270 мм.

ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань) предлагает ГКМ серии В11 и ВВ11 силой 2,5 и 8 МН для высадки заготовок наибольшим диаметром 70 и 140 мм соответственно.

Система включения содержит фрикционные муфту и тормоз с электропневматическим управлением. Система обеспечивает все необходимые режимы работы машины: пуск и останов в исходном положении, аварийный останов, работу на единичных и автоматических ходах, а также наладочный режим. Муфту и тормоз устанавливают преимущественно на тихоходных валах, обеспечивая взаимную блокировку – правильную последовательность срабатывания фрикционных узлов.

Горизонтально–ковочные машины с горизонтальной плоскостью разъёма матриц.Все машины этой группы можно разделить на две подгруппы. Машины первой подгруппы характерны тем, что зажимной ползун или ползуны (у машин с двумя зажимными ползунами) перемещаются в вертикальной плоскости в направляющих станины. В машинах второй подгруппы блок подвижных матриц крепится к шарнирно закреплённой подвижной части станины (зажимному рычагу), который совершает вместе с матрицами качательное движение.

Холодноштамповочные автоматы предназначены для холодной объемной штамповки изделий (готовых деталей и заготовок) в массовом и крупносерийном производстве. В автомобильной, тракторной и многих других отраслях крупносерийного и массового машиностроения холодная объёмная штамповка (ХОШ) является одним из основных видов обработки металлов давлением. Она наиболее полно отвечает требованиям приближения форм и размеров заготовок к готовым деталям. Экономия металла при этом способе штамповки достигает в ряде случаев 70…80%.

Принцип действия холодноштамповочных автоматов заключается в синхронизованном взаимодействии вспомогательных механизмов и главного рабочего механизма в соответствие с последовательностью операций, необходимых для изготовления изделия из пруткового проката или штучных заготовок в холодном состоянии.

Основными производителями автоматов являются ОАО «Завод механических прессов» (г. Барнаул), АООТ «Азовский завод кузнечно-прессовых автоматов», фирма Hatebur (Швейцария) и др.

Для изготовления изделий объёмной штамповкой на автоматах применяют различные операции обработки давлением: выдавливание, редуцирование, осадка, высадка, калибровка и чеканка, обжим, пробивка и обрезка, отрезка и т.д. Применяют как одну из этих операций, так несколько последовательных операций для получения более сложных изделий при многопозиционной штамповке.

Автоматы изготавливают вертикальными и горизонтальными. Применение того или иного типа автомата зависит главным образом от операций, требуемых для изготовления штампуемых деталей, а также от их размеров и формы. Вертикальные автоматы широко используются для получения деталей с применением операций выдавливания. Для этого прессы для холодного выдавливания оснащаются встроенными средствами автоматизации, обеспечивающими автоматический режим работы. Штамповка на таких автоматах, как правило, осуществляется из штучных заготовок.

Вертикальные автоматы изготавливают однопозиционными и многопозиционными. Однопозиционные выполняют на базе кривошипно-коленных прессов для холодной штамповки и выдавливания. Например, вертикальные автоматы на базе прессов для холодной штамповки и выдавливания ОАО «Завод механических прессов» (г.Барнаул) силой 2500, 4000, 6300 кН оснащены загрузочно-ориентирующим устройством и промышленным роботом для автоматизации поштучной выдачи заготовок и их ориентации, а также удаления штампованных изделий в тару.

Горизонтальные автоматы работают с использованием непрерывного пруткового материала и по конструктивному исполнению являются специализированным или специальным оборудованием. По количеству матриц (позиций штамповки) вертикальные и горизонтальные автоматы подразделяются на однопозиционные и многопозиционные.

Однопозиционные одноударные автоматы предназначены для штамповки изделий с относительно небольшим рабочим ходом и достаточно простой формой изделия. Массовый характер производства такого типа деталей позволяет изготавливать специальные однопозиционные автоматы: шариковые и гвоздильные. К этой же группе относятся обрезные автоматы, которые используют для обрезки граней цилиндрической головки болта, полученной на двухударных автоматах, для повторной высадки и для редуцирования стержня болта под резьбу. Обрезные автоматы работают с штучными заготовками, поэтому снабжаются дополнительными ориентирующими и подающими устройствами. По исполнению инструмента одноударные и двухударные автоматы, выполняются с цельными и разъёмными матрицами.

Многопозиционные автоматы предназначены для штамповки стержневых изделий и для штамповки изделий типа гаек. В этих автоматах число рабочих позиций может достигать восьми, что позволяет наиболее широко использовать технологические возможности одной машины.

Отличительными особенностями этих автоматов являются:

  • возможность выбора оптимальных степеней деформации заготовки за счёт рационального проектирования технологического процесса с использованием большого числа позиций формоизменяющих операций;
  • возможность равномерного повышения механических свойств материала изделия в результате деформационного упрочнения всех элементов детали;
  • высокая точность штампуемых изделий, поскольку инструменты жёстко закреплены на станине и ползуне автомата и не перемещаются при работе как в двухударных автоматах;
  • высокая производительность многопозиционных автоматов ввиду их быстроходности и выдачи изделия за каждый ход автомата;
  • меньшая площадь, занимаемая одним многопозиционным автоматом, по сравнению с суммарной площадью, занимаемой соответствующими однопозиционными автоматами, что является следствием концентрации операций на многопозиционном автомате.

Многопозиционные вертикальные автоматы отечественного производства создаются на базе многопозиционных кривошипно-коленных прессов для холодного выдавливания.

Для автоматизации процесса переноса заготовок (полуфабрикатов) по позициям штамповки использована каретка с управляемыми захватами. Каретка перемещается возвратно-поступательно в направляющих от привода через шарнирную тягу. Раскрытие захватывающих пальцев, установленных в рычагах захватов, осуществляется от вращающихся регулируемых кулачков, воздействующих на ролики.

Для обеспечения чёткого взаимодействия главного исполнительного механизма (ползуна) пресса и средств автоматизации их привод осуществляется непосредственно от шестерне- эксцентрикового главного исполнительного механизма посредством жёстких кинематических связей – валов и зубчатых передач.

Горизонтальные однопозиционные автоматы. Предназначены для производства относительно простых по форме осесимметричных деталей в одной неподвижной матрице. Длина высаживаемой части заготовки из условия обеспечения устойчивости ограничена h0 ? 2,5d0, где d0 – диаметр исходного материала. Это заклёпки, заготовки винтов, болтов, шурупов и других стержневых деталей с утолщениями, а также коротких деталей типа шариков, роликов, пробок и т.п. Формоизменение осуществляется одним пуансоном за один рабочий ход (удар) – (одноударные автоматы), или с использованием нескольких, в основном двух пуансонов, совершающих два последовательных хода (удара) ползуна с перестановкой пуансонов на позицию штамповки – соосно матрице (двухударные автоматы).

Одноударные автоматы. Типовыми представителями изделий, штампуемых на этих автоматах, являются стержневые детали с утолщениями на конце – заклёпки, гвозди, винты, болты, заготовки шариков и роликов. Большие объёмы производства позволяют создавать автоматы с ограниченными параметрами технической характеристики, обеспечивающими оптимальные условия получения изделий конкретных форм и размеров. Это находит отражение в названиях автоматов – шариковые, гвоздильные.

Наряду с формоизменяющими операциями на однопозиционных автоматах выполняют операции обрезки ранее полученных утолщений по требуемому контуру и повторной штамповки. Такие автоматы называют обрезными.

Наибольшее распространение получили однопозиционные автоматы с использованием в качестве заготовок непрерывного материала – проволоки, прутка. В структурной схеме таких автоматов кроме главного исполнительного механизма, осуществляющего, как правило, процесс высадки, предусматриваются механизм подачи непрерывного материала до упора, механизм отрезки мерной заготовки и переноса её на позицию штамповки и механизм удаления отштампованного изделия из рабочей зоны.

Особенностью автоматов для штамповки шариков для подшипников и других изделий является малая длина отрезаемой заготовки. Отношение длины отрезаемой заготовки к её диаметру находится в пределах h/d =1,8…2,1. Это усложняет процесс удаления ножа с подпружиненной губкой, удерживающей заготовку, с позиции штамповки при начале цикла рабочего хода ползуна. При этом полусферы, выполненные на инструменте, требуют ещё большего сокращения времени отхода ножа от надвигающегося высадочного инструмента.

Двухударные однопозиционные автоматы обладают большими технологическими возможностями. Объём высаживаемого металла увеличивается за счёт увеличения длины выступающей части заготовки 2,5 ? h0 ? 4,5. Для высадки стержневых изделий с увеличенной длиной до l = (8…15)d и более применяют однопозиционные двухударные автоматы с разъёмной матрицей. Длина стержня штампуемой детали зависит от длины матрицы. В этих автоматах отсутствует механизм выталкивания, поскольку раскрытие полуматриц позволяет для этой цели использовать механизм подачи материала. Однако малое расстояние между позициями подачи, высадки и выталкивания отштампованных изделий на позиции подачи усложняет условия работы подвижного упора, который в этих автоматах имеет индивидуальный кулачково-рычажный привод.

Многопозиционные автоматы для холодной объёмной штамповки.

В многопозиционных автоматах в дополнение к механизмам однопозиционных автоматов используют механизм переноса штампуемых заготовок по позициям штамповки. Автоматы для штамповки стержневых изделий типа болтов, шаровых пальцев имеют число формообразующих позиций от двух до шести. Наибольшее распространение для штамповки стержневых изделий получили четрёхпозиционные автоматы, для штамповки гаек и втулок - пятипозиционные.

ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань) предлагает автоматы для холодной объемной штамповки серии АБ09 четырехпозиционные силой 5 МН и серии А09 пятипозиционные силой 5 и 8 МН. ОАО «Азовский завод кузнечно-прессовых автоматов» предлагает гаммы четырехпозиционных холодноштамповочных автоматов серии АВ16 силой 320…1250 кН для стержневых изделий и пятипозиционных автоматов серии АВ18 силой 500…3200 кН для штамповки гаек М6…М16. Для штамповки изделий сложной формы диаметром до 90 мм предлагается автомат серии К09 «Супер» силой 3200 кН. К этой же серии относятся и автоматы двухударные однопозиционные силой 250кН для стержневых изделий, автоматы резьбонарезные, резьбонакатные, цепевязальные, для изготовления двухконусных мебельных пружин, кроненпробок, прокладок, гвоздей.

Для изготовления цепей предлагаются цепесварочный и цепекалибровочный автоматы серии А82 и А83, а так же резьбодавильные автоматы серии А26

Автоматы для горячей объемной штамповки являются одним из прогрессивных видов кузнечно-штамповочного оборудования. Они широко применяются в серийном, крупносерийном и массовом производствах. Наиболее эффективным является использование этих автоматов в составе автоматизированных комплексов и автоматических линий, обеспечивающих выпуск от 4000 до 12 000 заготовок в час массой до 7,5 кг, например, на автоматах Hatebur (Швейцария) .

Горячая объемная штамповка позволяет обрабатывать все марки углеродистой и большинство марок легированной стали при сравнительно небольших технологических силах и малом расходе энергии. Штампованные изделия, получаемые на горячештамповочных автоматах, по точности и внешнему виду приближаются к изделиям, получаемым холодной объемной штамповкой или методами порошковой металлургии.

Как правило, заготовки штампуются в закрытых штампах без облоя, они имеют весьма малые штамповочные уклоны, низкие припуски на последующую механообработку (0,5…1,0 мм на сторону). Некоторые поверхности заготовок оставляются необработанными.

Горячая штамповка на автоматах характеризуется высокой стабильностью размеров изделий, как в партии, так и между партиями. В массовом производстве точность размеров достигает +/- 0,3 мм, экономия металладостигает 25 % и более.

На горячештамповочных автоматах возможно изготовление как стержневых, так и коротких изделий типа гаек, колец шарико-роликоподшипников, заготовок шестерен, муфт, карданных крестовин, тройников и других машиностроительных деталей.

Номинальная сила автоматов находится в пределах от 400 до 28 000 кН, максимальная масса штамповок до 3...7 кг. В качестве исходной заготовки служит, как правило, горячекатаная сталь в прутках. В последнее время начинают использовать так же бунтовой материал, обладающий меньшей стоимостью. В зависимости от температуры нагрева металла, используемого при штамповке на автоматах, различают полугорячую (t  800 °С) и горячую штамповку (t = 1100…1250 °С). При этом сопротивление деформированию сталей при полугорячей штамповке снижается в 4...5 раз, а при горячей - в 10 и более раз по сравнению с холодным деформированием.

Изготовителем горячештамповочных автоматов в России является ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань). Из зарубежных производителей наиболее широко представлена на российском рынке высококвалифицированная компания Hatebur (Швейцария).

При работе на горячештамповочных автоматах рекомендуется применять индукционный нагрев, либо нагрев в электропечах сопротивления. Эти виды нагрева наиболее пригодны для высокопроизводительного и автоматизированного оборудования, они резко снижают образование окалины, обезуглероживание поверхностного слоя, обеспечивают экономию металла, повышают стойкость формообразующего инструмента, повышают коэффициент использования оборудования по времени, улучшают условия труда.

Наибольшее распространение в промышленности получили многопозиционные горячештамповочные автоматы для коротких изделий. В зависимости от номинальной силы и технологического назначения автоматы имеют три или четыре штамповочные позиции (не считая позицию отрезки заготовки). Штамповочные позиции могут располагаться в горизонтальной, либо в вертикальной плоскости. В отдельных типах автоматов, предусматривается смещение позиций отрезки и первоначальной осадки относительно остальных штамповочных позиций, что позволяет исключить попадание окалины на основные формообразующие позиции.

Широко применяются автоматы с горизонтальным расположением позиций с номинальной силой 0,4…25 МН, диаметром заготовки от 18 до 80 мм. Расчетная производительность этих автоматов от 15…180 до 30…45 поковок в минуту соответственно.

Современные автоматы оснащаются системами ЧПУ на базе программируемых логических контроллеров, которые обеспечивают основные технологические функции, контроль перемещения и позиционирования основных механизмов с помощью дискретного углового кодирующего устройства с точностью до 1° поворота коленчатого вала.

Для полной автоматизации технологического процесса автоматы оснащаются автоматическим устройством для контроля стыка двух прутков.

С целью сокращения вспомогательного времени при переналадке на новый типоразмер изделия, в автоматах предусматриваются блочные быстросменные конструкции инструмента и механизма переноса, быстродействующие зажимные устройства, роботы и автоматизированные устройства для смены инструмента.

Однопозиционные автоматы с разъемными матрицами применяют для получения стержневых изделий с головками относительно простой формы. Многопозиционные автоматы позволяют изготавливать изделия более сложной формы. Эти автоматы, как правило, работают от штучной заготовки и входят в состав автоматических линий, имеющих оборудование для отрезки заготовок из бунта, нагрева деформируемого участка заготовки и последующей ее обработки после штамповки.

Так как в процессе горячей штамповки невозможно редуцировать стержень, и трудно осуществлять процесс обрезки облоя, то в составе автоматических линий применяют специализированные автоматы для редуцирования, обрезки облоя, а также снятия фаски на стержне и накатку резьбы после охлаждения заготовок.

Автоматы для полугорячей штамповки. Для полугорячей штамповки небольших по размерам деталей крупными сериями используют стандартные многопозиционные и однопозиционные автоматы для холодной объемной штамповки, оснащенные нагревательными устройствами и специальной системой охлаждения подающих роликов и штамповочного инструмента.

Автоматы, могут работать как от бунта, так и от штучных заготовок. Наиболее эффективным является получение штучных заготовок в холодном состоянии непосредственно на этом же автомате. Отрезанные заготовки предварительно осаживаются, затем выдаются из автомата в нагревательное устройство, где осуществляется сплошной или частичный нагрев заготовок. После этого заготовки вновь поступают в автомат, где на последующих позициях происходит окончательная штамповка заготовок.

 

Ю.А. Бочаров
Проф., д.т.н.,
МГТУ им. Н.Э.Баумана

Литература

Бочаров Ю.А., Кузнечно-штамповочное оборудование. - М.: «Академия», 2008. – 480 с.

Яндекс.Метрика