Штамповку на гидравлических прессах можно производить: в открытых штампах, аналогичным молотовым, с образованием заусенца в плоскости разъема; в закрытых штампах, часто с разъемной матрицей (рис. 168, а); прошивкой в закрытой матрице (рис. 168, б), когда металл течет в кольцо, образуемое между пуансоном и стенками матрицы, навстречу направлению движения пуансона; протяжкой прошитых заготовок через кольца (рис. 168, в) или через вращающиеся ролики (см. рис. 124,а).
Рис. 168. Схема процесса штамповки: а — в закрытой матрице; б — прошивкой в матрице; в — протяжкой через кольцо.
Гидравлические штамповочные прессы по принципу работы аналогичны ковочным. Усилие современных штамповочных гидравлических прессов достигает 70 000 Т.
Усилие пресса, потребное для штамповки, определяют по формуле, приведенной ранее для определения усилия горизонтальноковочной машины, т. е. Р = cFσпч.
В отличие от молотов гидравлические прессы допускают возможность применения выталкивателей. Заготовки перед закладкой их в штамп необходимо тщательно очистить.
Штамповкой на винтовых фрикционных прессах можно получать сравнительно мелкие поковки главным образом из цветных металлов или сплавов. В соответствии ГОСТ 713—49 фрикционные прессы изготовляются с номинальным усилием от 40 до 630 Т. По характеру работы фрикционные прессы отличаются от молотов тем, что скорость движения ползуна винтового пресса ниже скорости падающих частей молота.
Деформация при штамповке на прессе происходит в конце хода ползуна вниз в основном за счет энергии вращательного движения, накопленного маховиком при движении всей системы вниз.
На фрикционных прессах штамповка производится в открытых и закрытых штампах, аналогичных молотовым. В отличие от кривошипных прессов фрикционные прессы допускают перегрузку так же, как и гидравлические. Для фрикционных прессов опасны жесткие удары.
У винтового пресса (рис. 169) винт 8 проходит через гайку 9, закрепленную в станине пресса, на верхнем его конце жестко закреплен маховик 10, а нижний конец посредством подпятника соединен с ползуном 7. Движение ползуна осуществляется в направляющих 6, предусмотренных в стойках станины.
Рис. 169. Кинематическая схема винтового фрикционного пресса.
Вверху пресса находится вал 4 с жестко посаженными на него дисками 3. Вал рычагом управления можно перемещать по горизонтальной оси для осуществления нажима на обод маховика то одним, то другим диском. Вал с дисками получает вращательное движение от электродвигателя 1, диски приводят в движение маховик 10, а вместе с ним винт 8 и ползун 7. В зависимости от того, какой диск прижат к маховику, винт будет либо ввинчиваться в гайку, либо вывинчиваться, а ползун 7 будет или опускаться, или подниматься. Штамп крепится на столе 5 пресса.
Штамповка на горизонтальногибочной машине (бульдозере) в зависимости от конфигурации поковки осуществляется в один или несколько переходов. На этой машине можно осуществлять гибку поковок, труб или прутков в нагретом или холодном состоянии, иногда с дополнительными операциями в виде пробивки отверстий.
Горизонтальногибочная машина представляет собой кривошипный горизонтальный пресс, ползун которого совершает возвратно-поступательное движение в горизонтальном направлении. Горизонтальногибочные машины изготавливают с усилием по ползуну до 500 Т. Эти машины характерны большим штамповым пространством и большим ходом ползуна. Поковки получают в несколько переходов на штампе (рис. 170), ручьи которого располагают один под другим.
Рис. 170. Гибочный штамп горизонтально-гибочной машины.
На ротационно-ковочной машине осуществляют вытяжку в фасонных бойках. Исходным материалом являются прутки и трубы. Конечная форма поковок после обжатия на машинах может быть телом вращения и других геометрических форм.
Схема действия ротационно-ковочной машины показана на рис. 171. В кольцевой обойме 5 устанавливается некоторое (четное) количество роликов 1, свободно посаженных в своих гнездах. Внутри обоймы вращается шпиндель 6, головка которого имеет на лицевой части радиально расположенные пазы 3, в которых ползунки (молоточки) могут скользить вместе со штампами (бойками) 4. На внешних торцах ползунков имеются упорные ролики 2.
Рис. 171. Схема ротационноковочной машины.
При относительном вращении обоймы 5 и шпинделя 6 ролики будут толкать ползунки в направлении оси на смыкании штампов
При вращательном движении шпинделя 6 обойма 5 неподвижна, ползунки ведут бойки 4 на соударение, а возвращение их в исходное положение бойков происходит под действием центробежной силы. Такие машины относятся к первому типу. Продукция, получаемая на них, может быть только телом вращения.
При вращении обоймы 5 с роликами 1 шпиндель 6 неподвижен, для возвратного движения ползунков служат пружины. Это будут машины второго типа. На них можно получать сечения не только круглые, но и квадратные и прямоугольные. Детали, получаемые на этих машинах, весьма разнообразны. Размер машины определяют диаметром обрабатываемого прутка или трубы.
Ротационноковочные машины характеризуются высокой производительностью: до 650 поковок в час. Машины первого типа часто применяются для подготовки заготовок перед волочением, когда требуется один конец вытянуть с тем, чтобы он мог пройти через волочильный глазок.
Работа на ковочных вальцах аналогична работе на прокатном стане. Вальцы имеют два валика, вращающихся взаимно противоположном направлении (рис. 172), на которые закрепляют секторные штампы, имеющие соответствующие ручьи.
Рис. 172. Схема действия ковочных вальцов: а — начальный момент: 1 — секторный штамп; 2 — валок; 3 — упор; 4 — задний стол; 5 — передний стол; 6 — конечный момент.
На ковочных вальцах при помощи секторных штампов осуществляют вытяжку с приданием заготовке различной конфигурации как в продольном, так и в поперечном сечениях.
Заготовку подают в момент расхождения секторных штампов; обжимаемая секторами заготовка выталкивается в сторону рабочего.
Обработка на вальцах может быть как окончательной, так и промежуточной операцией, в частности, при получении кратных фасонных заготовок для последующей штамповки. Вальцы применяют при работе в сочетании, например, со штамповочными молотами, с кривошипными прессами. Это сочетание резко повышает производительность штамповки.
Вертикальноковочная машина представляет собой весьма быстроходный (450 — 1100 ходов в минуту) пресс с несколькими (до 6) ползунами, получающими одновременное движение от эксцентрикового вала. На этой машине устанавливают обычно несколько комплектов инструмента, каждый из комплектов крепится к ползунам (вверху) и столам (внизу), причем положение каждого стола по высоте регулируют вне связи с другими столами.
Вертикальноковочную машину применяют для изготовления мелких изделийпростой конфигурации преимущественно в несколько переходов на установленных комплектах фасонных бойков последовательно одним рабочим или одновременно несколькими рабочими.
Высадочные автоматы предназначены для получения высадкой заклепок, болтов, винтов, шариков, роликов и т. д. из проволоки или прутков диаметром 0,6 — 38 мм. Заготовки диаметром до 25 мм высаживаются в холодном состоянии, а больших диаметров — в горячем состоянии.
В холодном состоянии высадкой обрабатывают углеродистую сталь (с содержанием С до 0,5%) и различные сорта легированных сталей, а также цветные металлы, медные, магниевые и алюминиевые сплавы.
Автоматы бывают одноударные, двухударные и трехударные. Обычно они имеют механизмы подачи материала, отрезки и переноса заготовки с линии подачи на линию высадки, с линии высадки на линию выталкивания. Схема процесса высадки заклепок приведена рис. 173. Пруток 1 подается механизмом подачи через отверстие отрезной матрицы 2 до регулируемого упора 3. При движении ножевого механизма 4 от прутка отрезается заготовка, которая передается на линию высадки. Пуансон 5 заготовку подает в отверстие высадочной матрицы 6 до упора в стержень выталкивателя 7, после чего пуансон высаживает головку.
Рис. 173. Схема высадки заклепок на высадочном автомате.
Высаженная заклепка при отходе ползуна назад выталкивается стержнем 7. После полного оборота коленчатого вала процесс работы повторяется. Один высадочный автомат может заменить десятки токарных автоматов и других металлорежущих станков.
