Оборудование для машинной ковки

Операции машинной ковки выполняют на различных типах молотов и гидравлических прессах.

Молоты — машины, деформирующие металл ударом за счет кинетической энергии падающих частей (штока, бабы, верхнего подвижного бойка), накопленной к моменту соударения с заго­товкой. Скорость движения рабочего инструмента в момент удара составляет 3...8 м/с, время деформирования — сотые доли секун­ды. Основной характеристикой молота является масса падающих частей.

В зависимости от типа привода молоты бывают пневматиче­скими, паровоздушными, механическими, гидравлическими, газовыми и др.

По принципу действия молоты подразделяются на две груп­пы — простого и двойного действия. У молотов простого действия привод служит только для подъема ударных (падающих) частей, а их движение вниз осуществляется под действием силы тяжести. Привод молотов двойного действия служит как для подъема удар­ных частей, так и для их движения вниз. Кинетическая энергия падающих частей молотов двойного действия вследствие этого больше, чем молотов простого действия, при одинаковых их массах, поэтому молоты двойного действия нашли более широ­кое применение.

Пневматические молоты нашли широкое применение в кузни­цах небольших заводов и мастерских на участках ручной ковки. Это объясняется их низкой стоимостью, простотой обслуживания и высокой надежностью. Достоинством пневматических молотов является использование электрической энергии, а не пара или сжатого воздуха, применение которых дороже и сложнее.

Ковочные молоты обладают следующими характеристиками: масса ударных частей составляет 50... 1000 кг, скорость работы соответственно 225...95 ударов/мин. Применяют эти молоты для получения небольших поковок (0,5...20 кг) из сортового проката.

На рис. 17.25 показан пневматический молот наиболее рас­пространенной конструкции. Его основными частями являются рабочий цилиндр 8 с поршнем 7, штоком 6 и верхним бойком 5, а также компрессорный цилиндр 13 с поршнем 12. Привод ком­прессорного цилиндра состоит из электродвигателя 18, ременной передачи 1 7, редуктора 16, кривошипного вала 15 и шатуна 14.

 

Рабочий и компрессорный цилиндры соединены друг с другом верхним и нижним воздушными каналами с кранами управле­ния 9, 10 и 11. Краны поворачиваются с помощью рукоятки ручного управления. На молотах с массой ударных частей до 250 кг дополнительно устанавливают педаль ножного управле­ния. Нижний боек 4 крепится на шаботе 2, установленном на фундаменте на деревянных брусьях 1. Детали молота располо­жены в литой чугунной станине 19, а шабот фиксируется в окне станины с помощью деревянных клиньев 3.

В исходном положении поршень 7 рабочего цилиндра зани­мает крайнее нижнее положение, а поршень 12 компрессорного цилиндра — крайнее верхнее. Верхний боек 5 лежит на ниж­нем 4 или на заготовке. При включении электродвигателя 18 кривошипный вал 15 начинает вращаться и перемещает пор­шень 12 компрессорного цилиндра вниз. Под поршнем 12 воздух сжимается, через канал в нижнем кране 9 попадает в нижнюю часть рабочего цилиндра и давит снизу вверх на поршень по­следнего — в этот момент верхняя полость рабочего цилиндра через краны 10 и 11 соединяется с атмосферой. Вследствие того что в этой полости нет избыточного давления, йоршень рабочего цилиндра начинает подниматься.

Когда поршень компрессорного цилиндра займет крайнее нижнее положение, поршень рабочего цилиндра будет по инер- дии продолжать свое движение вверх. По пути к верхней край­ней точке он перекроет верхний канал, связывающий полость с атмосферой, сожмет остатки воздуха и достигнет верхнего по­ложения. После этого под действием сжатого воздуха в верхней полости рабочего цилиндра поршень последнего начнет дви­гаться вниз. Эта стадия совпадает с началом движения поршня компрессорного цилиндра вверх и возникновения высокого дав­ления в верхней полости этого цилиндра.

При движении вниз поршня рабочего цилиндра откроется воздушный верхний канал, и сжатый воздух поступит из ком­прессорного цилиндра в верхнюю полость рабочего. Под дейст­вием силы тяжести и давления воздуха подвижные (ударные) части молота с ускорением движутся вниз и наносят удар по за­готовке.

При каждом обороте кривошипного вала поршень компрес­сорного цилиндра совершает один ход (вверх — вниз), а поршень рабочего — один рабочий ход. Таким образом, число ходов бойка пневматического молота равно числу оборотов кривошипного вала или числу оборотов электродвигателя, разделенному на об­щее передаточное число редуктора и ременной передачи.

Паровоздушные молоты двойногс/действия являются основ­ным видом молотов для ковки. Масса падающих частей молотов составляет 1100...8000 кг, а скорость работы — соответственно 71...34 ударов/мин. Данные молоты предназначены для изготов­ления средних по массе поковок (20...350 кг). Паровоздушные молоты приводятся в действие паром, поступающим по трубо­проводу от котла под давлением 700...900 кПа, или сжатым воздухом, который подается от компрессора под давлением до 700 кПа. По типу станин паровоздушные молоты бывают одно- и Двухстоечными. Двухстоечные молоты выпускаются арочного и мостового типов.

Схема паровоздушного ковочного молота двойного действия представлена на рйс. 17.26. Энергоноситель (пар или воздух) поступает из сети через паровоздухораспределительное устрой­ство в верхнюю или нижнюю часть рабочего цилиндра 1. При этом поршень 2, соединенный со штоком 3, бабой 4 и верхним бойком 5, соответственно опускается вниз или поднимается вверх. Нижний боек 6 закреплен на подушке 7, установленной на шаботе 8.

 

Рис. 17.26. Схема паровоздушного молота двойного действия

Общий вид паровоздушного молота арочного типа изображен на рис. 17.27. На стойках 4 арочного типа смонтирован рабочий цилиндр 5. При нажатии рукоятки управления 6 сжатый пар или воздух поступает в верхнюю полость цилиндра 5 и давит на поршень^ который соединен с подвижными частями 3. При этом падающие части вместе с верхним бойком 2 перемещаются вниз

Рис. 17.27.Паровоздушный ковочный молот арочного типа

 

и деформируют заготовку, уложенную на нижний боек 1, кото­рый неподвижно закреплен на массивном шаботе 7. При подаче сжатого пара в нижнюю полость цилиндра 5 падающие части 3 поднимаются в верхнее положение.

Если для изготовления поковки требуется молот с массой па­дающих частей больше 5 т (например, для обработки слитков массой более 2 т), то целесообразно использовать ковочные гид­равлические прессы. Основной характеристикой пресса является развиваемое усилие. Гидравлические ковочные прессы изготавли­вают с усилием 3...20 МН. Гидропрессы работают со значительно меньшими скоростями, чем молоты. Скорость деформирования (движение рабочего инструмента) не превышает 0,3 м/с (у моло­та 7...8 м/с).

На рис. 17.28 представлена схема гидравлического ковочного пресса. Он состоит из нижней 9 и верхней 6 неподвижных попере­чин, которые связывают четыре колонны 4. На верхней неподвиж­ной поперечине укреплен цилиндр 7, на нижней — возвратные цйлиндры 1 и нижний боек. В цилиндрах соответственно распо­ложены рабочий 5 и возвратный 2 плунжеры. Рабочий плунжер скреплен с подвижной поперечиной 3, на которой крепится верх­ний боек. Плунжеры возвратных цилиндров соединены с под­вижной поперечиной 3. При рабочем ходе в рабочий цилиндр 7 по трубопроводу 8 под давлением поступает жидкость (водная

Рис. 17.28.Схема гидравлического ковочного пресса

 

эмульсия или минеральное масло) и подвижная поперечина опус­кается вместе с верхним бойком вниз. При этом жидкость из воз­вратных цилиндров 1 вытесняется плунжерами в сливной бак. При обратном ходе жидкость под давлением подается в возврат­ные цилиндры 1 по трубопроводу 10, а из рабочего цилиндра вы­тесняется плунжером 5 в сливной бак.

ПЭБЯ Штамповка

Штамповкой называют процесс обработки материалов дав­лением в специальном инструменте — штампе. При штамповке заготовка приобретает заданные форму и размеры путем запол­нения материалом рабочей полости штампа. Она обеспечивает достаточно высокую точность размеров и качество поверхности поковок, но ее целесообразно применять при крупносерийном и массовом производстве, так как только тогда оправдаются за­траты на дорогостоящие штампы. Различают горячую и холод­ную объемные, листовую и специальные виды штамповки.