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.