Специальные машины заготовительных цехов, их назначение и разновидности

      Вопрос№1: Специальные  машины заготовительных цехов,  их назначение и разновидности

Кривошипные машины. Кривошипными называются такие машины, которые выполняют ковочно-штамповочные работы усилием, создаваемым кривошипно-шатунным механизмом, эксцентриками, системой рычагов, кулачков, шестерен и других передач.

Механические прессы, благодаря  своим высоким эксплуатационным качествам, экономичности и простоте управления получили широкое распространение в заводской практике.

На механических прессах  можно выполнять всевозможные работы по горячей и холодной штамповке, например:

1. Горячую штамповку больших, средних и малых по габаритам поковок; выдавливание (экстрюдинг-процесс);
2. Обрезку заусенцев, отштампованных на других кузнечно-прессовых машинах поковок, как в горячем, так и в холодном состоянии;
3. Холодную штамповку различных изделий из листового материала, включая все технологические операции - резку, вырезку, гибку, вырубку, пробивку отверстий, вытяжку, сборку и т. д.

Кривошипные ковочно-штамповочные машины, в отличие от молотов и гидравлических прессов, обладают рядом преимуществ - точностью штамповки, относительной бесшумностью в работе, достаточной быстроходностью и не требуют дорогих и сложных фундаментов. Легко оснащаются средствами автоматизации и механизации.

По назначению все кривошипные  машины можно разделить на следующие  виды:

1. Кривошипные прессы общего назначения (универсальные);
2. Листоштамповочные автоматы;
3. Вытяжные прессы;
4. Горячештамповочные кривошипные прессы;
5. Чеканочные кривошипно-коленные прессы;
6. Горизонтально-ковочные машины;
7. Гибочные и правильные машины;
8. Кривошипные ножницы.

Классификация. Признаков классификации кривошипных машин (прессов) существует довольно много. Классификацию можно проводить по кинематическому признаку - структуре кинематической цепи передаточного механизма, по расположению плоскости движения ползуна и положению кривошипа, по числу исполнительных механизмов, работающих в цикле и совершающих требуемый процесс деформирования.

Наиболее общепринятой является классификация кривошипных машин  по технологическому признаку, так  как особенности технологического процес - са обуславливают и конструкцию машины (пресса).

Прежде всего, необходимо указать три группы машин (прессов) - для листовой, объемной штамповки и металлических порошков (рис. 1.3). Прессы для листовой штамповки должны быть более универсальными по сравнению с прессами для объемной штамповки, а их штамповое пространство и величина хода должны быть достаточно большими.

Для объемной штамповки характерны большие степени деформации и  сравнительно небольшие размеры  штампов и получаемых деталей. Поэтому  ход и размеры штампового пространства здесь значительно меньше.

Чтобы обеспечить требуемую точность и  минимум энергетических затрат, прессы для объемной штамповки должны обладать высокой жесткостью. При горячей штамповке необходима кратковременность процесса деформации, поэтому эти прессы должны быть быстроходными.

В каждой группе прессов  можно выделить подгруппу прессов  общего назначения и автоматов, используемых для обработки определенного типа деталей и снабженных механизмами, обеспечивающими полную автоматизацию операций всего цикла. Здесь в первую очередь имеются в виду операции подачи заготовок и удаления готовых деталей.

Рассматривая подгруппу  прессов общего назначения для листовой штамповки, в порядке осуществления типовых технологических процессов, различают ножницы листовые, универсальные прессы различных типов, прессы для вытяжных и формовочных работ, дыропробивные и гибочные прессы.

К подгруппе автоматов  для листовой штамповки относят  многопозиционные листоштамповочные автоматы, автоматы с нижним приводом и быстроходные автоматы с плавающим ползуном, предназначенные для вырубки из ленты.

В подгруппу прессов общего назначения для объемной штамповки  входят сортовые и скрапные ножницы, горячештамповочные, обрезные, чеканочные, гибочные и правильные прессы, горизонтально-ковочные и радиальноковочные машины.

В подгруппу автоматов  для объемной штамповки входят автоматы для холодной штамповки (холодновысадочные), автоматы для горячей и полугоря- чей штамповки, гибочные автоматы, резьбонакатные автоматы.

Следует иметь в виду, что каждый вид автоматов подразделяют на отдельные типы. Например: однопозиционный двухударный автомат и четырехпозиционный автомат находятся в одной рамке на схеме. Интенсивное развитие кузнечно-прессового производства способствует появлению новых видов и типов машин, поскольку кузнечно-прессовая технология непрерывно совершенствуется и внедряется в новые для нее отрасли. Например: листоштамповочные прессы с безмуфтовым приводом в прессах общего назначения - в группу универсальных прессов; машины со сферодвижным прессователем для холодной объемной штамповки - в спец. автоматы для холодной штамповки.

Машины со сферодвижным прессователем. Важным направлением малоотходной технологии является создание машин, предназначенных для локальной обработки давлением, когда контактная поверхность заготовки преднамеренно уменьшена в несколько раз по сравнению с ее площадью поперечно - го сечения и всей обрабатываемой поверхностью. Известные способы холодной объемной штамповки характеризуются большими удельными усилиями при деформировании металла, в связи с чем для осуществления процесса требуются прессы больших усилий; сложность, а иногда и невозможность получения из - делий с небольшой - толщиной фланца.

Одним из способов снижения удельных нагрузок на инструмент и технологических усилий при осадке является холодная объемная штамповка (сферо- движителем). Этот способ основан на применении новой технологической схемы, когда воздействие подвижной части штампа (пуансона) на заготовку осуществляется в результате сложения двух составляющих движений: кругового качательного движения пуансона и вертикально-поступательного управляемого движения стола.

           . Сферодвижный прессователь с червячным защеплением: 1 - корпус, 2 - втулка верхняя, 3 - втулка нижняя, 4 - втулка прессователя, 5 - червячное колесо, 6 - червяк,

7 - водило прессователя, 8 - сферический прессователь, 9 - инструмент прессователя,

10 - эксцентриковая втулка, 11 - зубчатое колесо верхнее, 12 - зубчатое колесо нижнее,

13 - регулируемые прокладки, 14 - заготовка (деталь), 15 - матрица

Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) применяют во многих отраслях промышленности при изготовлении различных заготовок, требующих технологических переходов высадки, прошивки, пережима заготовки, выдавливания и отрезки-отделения заготовки от прутка. Все эти операции можно осуществлять и на других кузнечно-прессовых машинах, однако, в силу уникальной специализации ГКМ обеспечивают существенно более высокую производительность и повышенное качество получаемых заготовок. ГКМ позволяет экономно расходовать металл за счет высокой точности поковок, небольших припусков и штамповочных уклонов, практического отсутствия заусенцев. В ое- зультате требуется минимальная механическая обработка резанием. При штамповке на ГКМ отходы обычно не превышают 10 % вместо 25-30 % при изготов - лении тех же изделий на молотах.

Таким образом, горизонтально-ковочные машины относятся к тому клас- сическому виду оборудования, которое, будучи разработанным еще в XIX веке, широко востребовано промышленностью и в XXI веке.

Все ГКМ, выпускаемые отечественной  и зарубежной промышленностью, можно  подразделить на две основыне группы: с вертикальной (ГКМ с ВРМ) и горизонтальной плоскостью разъема матриц (ГКМ с ГРМ).

Рис. 6.4. Кинематическая схема ГКМ с ВРМ [1]: 1 - электродвигатель,

2 - клиновременная передача, 3 - маховик (со встроенным предохранителем по моменту),4 - ленточный пневматический тормоз, 5 - приводной вал, 6 - шестерня, 7 - зубчатое колесо (на нем смонтирована пневматическая муфта включения), 8 - коленчатый вал,9 - шатун, 10 - ролик обратного хода, 11 - эксцентрик прямого хода, 12 - ролик прямого хода, 13 - боковой ползун, 14 - передний регулируемый упор, 15 - главный высадочный ползун, 16 - неподвижная зажимная матрица, 17 - подвижная зажимная матрица,18-20 - рычаги, 19 - шатун зажимного ползуна, 21 - стол

Главное достоинство ГКМ и ГРМ  состоит в том, что при раскрытых  матрицах зев станины полностью открыт для движения заготовок по всей длине матричного блока, что облегчает и упрощает автоматизацию этих машин.

Гидравлические прессы.

По технологическому назначению гидравлические прессы подразделяют на прессы для  металла и для неметаллических  материалов. В свою очередь прессы для металла подразделяют на пять групп: для ковки и штамповки; для выдавливания; для листовой штамповки; для правильных и сборочных работ  и для обработки металлических  отходов.

 Из прессов первой группы можно назвать следующие: ковочные - свободная ковка со штамповкой в подкладных штампах, Р_н = 5-120 МН; штамповочные, - горячая объемная штамповка деталей из магниевых и алюминиевых сплавов, Р_н = 10-700 МН; прошивные - глубокая горячая прошивка стальных заготовок в закрытой матрице, Р_н = 1,5-30 МН; протяжные - протягивание стальных поковок через кольца, Р_н = 0,75-15 МН.

Из второй группы прессов можно  отметить прессы трубопрутковые и прутково-профильные - прессование цветных сплавов  и стали, Р_н = 0,4-120 МН.

Из третьей группы назовем следующие  прессы: листоштамповочные простого действия, Р_н = 0,5-10 МН; вытяжные - глубокая вытяжка цилиндрических деталей, Р_н = 0,3-4 МН; для штамповки резиной Р_н = 20-200 МН; для бортова- ния, фланцевания, гибки и штамповки толстолистового материала, Р_н = 3-45 МН; гибочные - гибка толстолистового материала в горячем состоянии, Р_н = 3200 МН.

Из пятой группы отметим прессы пакетировочные и брикетировочные для прессования отходов типа металлической стружки и обрезков листового металла, Р_н = 1-6 МН. Гидравлические прессы для неметаллических материалов включают прессы лоя порошков, пластмасс и для прессования древесностружечных листов и плит.

Паровоздушные молоты. Паровоздушные молоты (ПВМ) по технологическому назначению подразделяются на штамповочные и ковочные (рис. 8.1, 8.2). Паровоздушными они называются в связи с тем, что могут использовать в качестве энергоносителя пар или сжатый воздух.

Энергоноситель. Энергоносителем или рабочим телом служит пар или сжатый воздух, состояние которых характеризуется давлением “р”, температу - рой Т ⁰С и удельным объемом V. При проектировании ПВМ давление пара принимается равным 700-900 кН/м², а давление воздуха 600-800 кН/м². Температура перегрева пара или подогрева воздуха не должна превышать 300 ⁰С.

Пар. В молотах применяется сухой насыщенной, влажный и перегретый пар. Однако работа молота с применением только сухого насыщенного пара ис - ключается. Такое состояние пара может получаться лишь в отдельные моменты работы молота. Как правило применяют влажный пар.

Воздух. При работе на воздухе изменение состояния воздуха при рабочих процессах определяется адиабатой с показателем степени n = 1,4 .

Это говорит о том, что применение в ПВМ пара или воздуха отражается на работе молотов. Периоды расширения и сжатия для пара и воздуха  протекают по-разному.

Рис. 8.2. Паровоздушный штамповочный молот: а - общий вид, б - станина;

1 - стойки станины, 2 - шабот, 3 - амортизационный болты, 4 - амортизационные пружины, 5 - напрвляющие, 6 - клин штамподержателя, 7 - штампо держатель

Вопрос№2:Резка металла. Аппаратура для резки металла.

Резкой металлов называют отделение  частей (заготовок) от сортового, листового  или литого металла. Различают механическую (ножницами, пилами, резцами), ударную (рубка) и термическую резку.

Термической резкой называют обработку  металла (вырезку заготовок, строжку, создание отверстий) посредством нагрева. Паз, образующийся между частями  металла в результате резки, называют резом. По форме и характеру реза может быть разделительная и поверхностная  резка, по шероховатости реза - заготовительная  и чистовая. Термическая резка  отличается от других видов высокой  производительностью при относительно малых затратах энергии и возможностях получения заготовок любого сколь  угодно сложного контура при большой  толщине металла.

Можно выделить три группы процессов  термической резки: окислением, плавлением и плавлением с окислением. При  резке окислением металл в зоне резки  нагревают до температуры его  воспламенения в кислороде, затем  сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту  для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струёй кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке  окислением относится газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка. При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным источником тепла  выше температуры его плавления  и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров  металла, электродинамических и  других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной  струёй газа. К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и  термогазоструйная.