Штамповка на кривошипных ковочно-штамповочных прессах
Кривошипные ковочно-штамповочные прессы относятся к числу наиболее прогрессивных кузнечно-прессовых машин. Внедрение кривошипных прессов в штамповочное производство обеспечивает повышение производительности штамповки в 1,5 — 3 раза по сравнению со штамповкой на молотах, экономии металла — прокат, применяемого в виде заготовки на 10 ÷ 30%, а штамповка в закрытых штампах сокращает производственный цикл (уменьшает число операций). Изготовление поковок на этих прессах с наименьшими припусками на механическую обработку позволяет на 15 ÷ 30% сэкономить время на их последующую обработку в механических цехах.
К кривошипных ковочно-штамповочных прессах рабочий орган — ползун, несущий верхнюю часть инструмента (штампа), приводится в возвратно-поступательное движение при помощи кривошипно-шатунного механизма.
В отличие от молотов кривошипные ковочно-штамповочные прессы имеют жесткий график движения ползуна. Полный ход (путь) ползуна равен удвоенному радиусу кривошипа, а скорость в крайних точках (внизу и вверху) равна нулю.
Кривошипные прессы, предназначенные для горячей штамповки, обладают высокой жесткостью конструкции, которая необходима для получения точных размеров поковок. Пресс обеспечивается выталкивателями в столе и ползуне для автоматического удаления поковок из штампа.
На рис. 158 приведена кинематическая схема кривошипного пресса. Через клиноременную передачу 4 движение от электромотора 5 передается на маховик 3, находящийся на передаточном валу 6. Зубчатая передача 7 передает движение на кривошипно-шатунный механизм, состоящий из кривошипного вала 9, шатуна 10 и ползуна 1. Пресс имеет фрикционную дисковую муфту включения 8, с помощью которой осуществляется пуск пресса на рабочий ход. Для остановки вращения кривошипного вала 9 после выключения муфты служит тормоз 2, который останавливает ползун в верхнем положении. Управление прессом осуществляется от педали. Верхняя часть штампа крепится к ползуну 1, а нижняя— к клиновидной плите 11, установленной на столе пресса.
Рис. 158. Кинематическая схема кривошипного ковочно-оштамповочного пресса.
Усилие кривошипных прессов определяют по формуле
P = Gn,
где G — вес падающих частей штамповочного молота, n ≈ 1000 — эквивалентное число.
Кривошипные прессы для горячей штамповки изготавливают с усилием по ползуну 630 — 8000 т, наименьший пресс эквивалентен штамповочному молоту с весом падающих частей 0,63 т, а наибольший — молоту с весом падающих частей 8 т.
На кривошипных ковочно-штамповочных прессах можно осуществлять различные виды штамповочных работ, в том числе штамповку в открытых штампах с образованием заусенца в плоскости разъема, штамповку в закрытых штампах, штамповку выдавливанием, штамповку прошивкой и различные комбинированные работы.
Штамповка в открытых штампах на кривошипных прессах имеет ряд преимуществ перед штамповкой на молотах: отсутствие удара верхней части штампа по нижней части, что ведет к увеличению его стойкости; повышенная точность штамповки, особенно по высоте поковки в связи с жестким ходом ползуна; возможность снижения штамповочных уклонов ввиду наличия механических выталкивателей; повышенная производительность, превышающая производительность молота в 1,5—3 раза в связи с тем, что каждый переход осуществляется за один ход ползуна, а не за несколько ударов.
Кривошипный пресс может быть применен для получения всех видов поковок, штампуемых на молотах. Однако необходимо соблюдать ряд условий, учитывающих особенности штамповки на этом прессе.
Заготовки для поковок, имеющих удлиненную форму с резко переменными сечениями по длине, желательно предварительно профилировать на ковочных вальцах или на станах периодического проката для распределения металла по длине. Если при штамповке на молоте окалина сбивается с заготовки легкими ударами и удаляется со штампа обдувкой паром или воздухом, то при штамповке на прессе в первом же ручье окалина заштамповывается на поверхности поковок, ухудшая их качество и увеличивая этим самым износ штампов. Поэтому заготовка, поступающая в штамп кривошипного пресса, должна быть очищенной от окалины. В силу этого желательно применять нагрев заготовок в электронагревательных устройствах, в которых окалина почти не образуется.В связи с тем, что в конечный момент штамповки между верхней и нижней частями штампа образуется зазор из-за упругих деформаций станины, шатуна, кривошипного вала пресса, необходимо в целях получения точных размеров поковки по высоте глубину полостей ручьев в сомкнутом штампе (рис. 159) делать меньше высоты поковки на величину образующегося зазора между половинками штампа.
Рис. 159. Сечение окончательного ручья штампа: а — молотового; б — прессового.При выполнении подготовительных работ в ручьях штампа пресса необходимо, чтобы формообразование шло постепенно и каждый предыдущий перевод облегчал заполнение формы полости на последующем переходе.
Штамповка выдавливанием находит широкое применение при получении поковок типа клапанов (рис. 160, а), тонкостенных чашек и т. п., для которых метод истечения является наиболее экономичным.
При выдавливании (рис. 160, б) нагретая цилиндрическая заготовка помещается в матрицу, имеющую полость для заготовки, а в донной части — отверстие для истечения стержня. Пуансон при движении вниз перекрывает полость матрицы и давит на заготовку, в силу чего металл вытекает через нижнее отверстие матрицы, образуя стержень диаметром, равным отверстию матрицы. Окончательное оформление тарелки клапана осуществляется во втором окончательном ручье штампа.
Рис. 160. Штамповка клапана: а — последовательность переходов; б — рабочие части штампа.
Штамповка прошивкой заключается в том, что металл выдавливается в кольцевой зазор между пуансоном и матрицей. Течение металла при этом имеет противоположное направление относительно направления движения пуансона (рис. 168, б).
