Типы штамповочных прессов и специальное оборудование для ковки

Пресс штамповочный, при помощи которого выполняется ковка металлических заготовок, работает по достаточно простой схеме. Принцип его работы, по сути, схож с принципом действия обычного молотка, которым наносятся удары по металлическому изделию, чтобы деформировать его и придать ему требуемую конфигурацию.

Механические прессы типа К2130 применяются на участках холодной листовой штамповки

Штамповочные прессы гидравлического и кривошипного типа

С того момента, как люди научились выполнять обработку металла давлением, работа специалиста, который ей занимался, считалась одной из самых почетных. С течением времени потребность в металлических изделиях, полученных по технологии ковки, только возрастала, в них стала нуждаться и активно развивающаяся промышленность. Все это привело к тому, что для ковки стал использоваться не ручной труд кузнецов, а специальное оборудование для штамповки.

Достаточно распространенным типом устройств, используемых для ковки, является своеобразный аналог молота – штамповочный пресс. Применяя такое штамповочное оборудование, можно выполнять целый перечень технологических операций, а именно: изменение формы заготовки путем ее пластической деформации, формирование на ее поверхности заданного рельефа, вырубание отдельных фрагментов и др. На таком устройстве, в частности, придают форму заготовкам, для изготовления которых было использовано литье. Прессы, применяемые для штамповочных операций, могут быть кривошипными или гидравлическими.

Схемы прессов: а – вертикальный гидравлический; б – горизонтальный; в – кривошипный; г – фрикционный; д – гидровинтовой

Пресс кривошипный применяют в тех случаях, когда необходимо выполнить несложную обработку металла давлением. Основным элементом такого оборудования, который преобразует вращательное движение вала приводного электродвигателя в возвратно-поступательное перемещение ползуна, является кривошипно-шатунный механизм. Именно поэтому пресс кривошипный часто называют штамповочным кривошипно-шатунным прессом. Он очень популярен как среди производственников, так и среди частных мастеров, существуют даже модели настольного кривошипного пресса. Объясняется такая популярность не только высокой эффективностью и функциональностью этого оборудования, но также и тем, что обслуживание и ремонт кривошипных прессов не вызывает особых проблем.

Пресс штамповочный гидравлический 4-х колонный

Гидравлические штамповочные прессы оснащаются двумя рабочими камерами, в которых в рабочей жидкости создается требуемое давление. Жидкость под давлением поступает в цилиндр с другим поршнем, посредством которого и сообщается возвратно-поступательное движение ползуну.

Эксплуатация

Прежде чем начинать работать с прессовочным станком, необходимо ознакомиться с правилами эксплуатации:

1. При обработке изделий из металла нужно проверять рабочую поверхность заготовки. Она должна быть без дефектов.
2. Проверять целостность деталей, соединительных элементов. Если есть трещины, вмятины, бугры на металле, необходимо заменить сломанные части.
3. Перед запуском оборудования проверять насадку на штоке.
4. Не пытаться сжимать высокопрочные сплавы, виды металлов на слабом оборудовании.
5. Если возникла утечка рабочей жидкости, необходимо заменить сломанный элемент, слить масло, залить новое.

Для дополнительной надёжности используют прижимы или тиски, которые будут удерживать детали при обработке. Рабочий стол должен быть литым, чтобы выдерживать высокое давление.

Гидравлические прессы — оборудование для передачи давления на металлические изделия. Гидравлика работает благодаря перемещающейся в системе жидкости. Она воздействует на подвижные поршни, которые начинают двигаться, передавая усилие на рабочую поверхность. Зависимо от типа привода, увеличивается или уменьшается воздействие со стороны мастера.

Проверка перед запуском

Радиально-ковочное оборудование для горячей обработки металла

Радиально-ковочный станок используется для того, чтобы с высокой производительностью изготавливать валы различного диаметра. На таком агрегате можно наладить производство до 300 тысяч готовых изделий в год, чего вполне достаточно для того, чтобы обеспечить ими крупное производственное предприятие.

Ограниченность использования такого станка для штамповки металла объясняется не только его высокой стоимостью, но еще и тем, что настройка его рабочих режимов представляет собой достаточно сложный процесс, поэтому выполнять ее целесообразно лишь в том случае, если планируется выпускать изделия определенного диаметра большими партиями.

Радиально-ковочная машина (РКМ) обеспечивает высокую точность штамповки, выдавая детали с минимальными припусками

Последовательность действий, в процессе которых выполняется радиальная ковка, выглядит следующим образом.

1. Деталь, чтобы довести ее до требуемой температуры нагрева, подают в индукционное устройство.
2. После того как металл приобретет требуемую степень пластичности, деталь по роликовому контейнеру (рольтангу) отправляют к захватному устройству, с помощью которого она подается в зону обработки.
3. Там заготовка фиксируется элементами другого захватного устройства, после чего на нее воздействуют посредством специальных бойков.
4. Для равномерной обработки со всех сторон деталь постоянно вращают, для чего используется специальный захватный механизм.

Схемы действия ковочных машин радиального и ротационного типа

Для того чтобы привести в движение рабочий механизм оборудования для радиальной ковки, используют кинематическую схему, элементами которой являются:

• приводной электродвигатель;
• клиноременная передача;
• четыре установленных вертикально вала с эксцентриковыми буксами;
• шатун с закрепленными на нем бойком и ползуном.

Основные элементы автоматики станка – это копирные барабаны, которые отвечают как за синхронное сближение бойков, так и за последующее движение заготовки. Вращение захвату, в котором удерживается обрабатываемая деталь, сообщается электродвигателем через элементы червячной передачи. Торможение данного механизма, которое осуществляется в момент ковки, обеспечивает пружинная муфта.

Одной из разновидностей ковочного оборудования является горизонтально-ковочный станок, в котором обрабатываемая деталь также располагается параллельно земле. Устройства данного типа используются преимущественно для формирования торцевых утолщений на заготовках стержневого типа. Деталь при обработке располагается в разъемной матрице, каналы которой ориентированы в горизонтальной плоскости.

Процесс обработки, выполняемой на таком станке, происходит в следующей последовательности.

1. Заготовка укладывается в неподвижную часть матрицы.
2. Подвижная часть матрицы, соединенная с ползуном, приводится в действие посредством коленчатого вала.
3. Приближаясь к неподвижной половине формы, подвижная часть матрицы плотно охватывает обрабатываемый стержень.
4. После зажима детали верхней частью формы коленчатый вал, соединенный с шатуном, приводит в действие ударные пуансоны.
5. По окончании обработки все подвижные части станка возвращаются в исходное положение, а подвижная и неподвижная части формы размыкаются.

Ковка и штамповка

С того времени, как человек узнал железо, он начал искать способы делать его прочнее, надежнее и в то же время придавать ему нужную форму. Губчатое железо в холодном состоянии били колотушками, чтобы придать металлу нужную форму и удалить из него примеси. Затем, чтобы легче было решать эту задачу, догадались бить его в нагретом состоянии. Этот способ назвали горячей ковкой.

Ковка — один из самых древних методов обработки металлов. Орудиями труда кузнеца в далеком прошлом были наковальня, молот и простейшие инструменты: бородки, зубила, гладилки и т. п. В XVI в. появились молоты, которые приводились в действие энергией движущейся воды (водяной привод).

Это дало возможность увеличить массу молота (падающего бойка) в 10-15 раз — до 400 кг. Сила удара такого молота, естественно, значительно возросла. С появлением паровых машин открылись новые возможности для увеличения силы удара молота. Почти одновременно с паровозом родился паровой молот.

Ковочный молот с пневмоприводом

Пневматический пресс – это эффективное, но в то же время доступное по стоимости ковочное оборудование, отличающееся, кроме того, компактными габаритами. Работает такой станок за счет энергии сжатого воздуха, за подачу которого к механизмам отвечает встроенный компрессор. Работу компрессора, поршни которого, двигаясь в его главном цилиндре, как раз и создают поток воздуха с требуемым давлением, обеспечивает приводной электродвигатель.

Поскольку работу ударного механизма пневматического ковочного станка обеспечивает кривошип, то его конструкция напоминает устройство кривошипного пресса. Перед запуском такого оборудования компрессорный и рабочий поршни в главном цилиндре находятся в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях. Когда станок запускается в действие, поршни начинают двигаться по направлению друг к другу, сжимая находящийся между ними воздух, давление которого передается на кривошип, напрямую соединенный с бойком. На один удар рабочей части молота пневматического станка приходится один оборот кривошипного механизма. Соответственно, чтобы воздействие молота на заготовку выполнялось с более высокой частотой, необходимо обеспечить более интенсивную работу компрессора. Даже несмотря на свои небольшие габариты, пневматический пресс может обеспечить массу удара молота, доходящую до 1 тонны.

Молот кузнечный пневматический МА-4129 предназначен для горячей штамповки в открытых штампах

По похожему с пневматическим прессом принципу работает паровоздушный молот, в котором энергию удара обеспечивает горячий пар, подающийся непосредственно из котла или через специальный компрессор. Масса ударов, которой позволяет добиться такое оборудование, может доходить до 8 тонн, а скорость их нанесения составляет 50 м/сек. Работать оно в зависимости от модели может в автоматическом режиме, когда удары по детали наносятся непрерывно, или в ручном, когда для запуска в действие бойка необходимо нажать на соответствующую кнопку или педаль.

Механические молоты могут использоваться для:

• свободной ковки или ковочных операций, при выполнении которых для формирования готового изделия используется прессформа;
• штамповочных операций с деталями из листового металла – резки по ровной или кривой линии, вырубки по различному контуру, пробивки отверстий (дыропробивной пресс) и др.;
• выколотки – изготовления изделий с использованием специального шаблона.

Обзор прессов IPONMAC и их характеристик

Серия KD 23D Серия HL41 Серия ПГ41

Ковочное оборудование ротационного и вальцевого типа

На крупных производственных предприятиях для выполнения ковочных операций часто применяется конвейерное оборудование вальцевого типа. Заготовки на нем обрабатываются методом обжима, который выполняют вращающиеся вальцы. По похожему принципу работают и ротационно-ковочные машины, обработка деталей в которых также осуществляется в процессе вращения рабочих органов.

Метод ротационной ковки обеспечивает безотходную обработку заготовок

Специалистам, которые профессионально занимаются ковочными и штамповочными операциями, приходится решать целый ряд вопросов, чтобы получить изделие требуемого качества. В числе таких вопросов, в частности, находятся выбор оборудование, разработка и изготовление пресс-форм, оснащение станков различными инструментами и приспособлениями.

Производители и цена

На мировом рынке можно найти множество наименований гидравлических прессов. Многие из них не являются качественными, что усложняет выбор оборудования. Производители, изготавливающие гидравлические станки:

• Станкоимпорт;
• ОMA/Werther;
• AE&T;
• Сорокин.

На стоимость влияют разные факторы:

• габариты оборудования;
• мощность;
• наличие дополнительных функций;
• ход поршней;
• известность производителя;
• тип привода.

Стоимость ручного гидравлического пресса — 200 тысяч рублей. Промышленное оборудование в среднем стоит 600 тысяч рублей.

Разновидности штамповочных технологий

Штамповочный процесс обработки заготовок может осуществляться горячим или холодным методом. Эти технологические разновидности предполагают использование специального оборудования и применение определённых условий обработки металла.

Холодная штамповка является одним из разновидностей штампования

Методом горячей штамповки обрабатываются заготовки, предварительно нагретые в специальных устройствах до заданной температуры. Горячая штамповка необходима, когда для обработки холодного сплава не хватает мощности оборудования. Нагревательными устройствами могут служить электрические или плазменные печи. Такой метод требует точного расчёта параметров готовой детали с учётом усадки металла в процессе остывания.

При холодной штамповке детали формируются за счёт механического давления элементов штамповочного пресса. Холодный вариант штамповки считается более распространённым методом обработки металла. Он не требует дополнительного оборудования, сложных расчётов и механической доработки деталей. Благодаря этому методу увеличиваются прочностные показатели материала. Полученные изделия отличаются высоким качеством поверхности и точностью.

Горячештамповочные прессы

Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) успешно заменяет, а во многих случаях по технологическим возможностям превосходит штамповку на молотах. Поковки с повышенной точностью размеров можно получать на КГШП благодаря постоянству хода пресса. КГШП позволяют повысить коэффициент использования металла, так как штампы снабжены верхним и нижним выталкивателями, что позволяет уменьшить штамповочные уклоны, напуски и допуски. Кроме того, штамповка на КГШП в 1,5-2 раза производительнее штамповки на молотах, так как деформация на прессе в каждом ручье происходит за один ход, а на молоте — за несколько ударов.

КГШП изготавливают с номинальным усилием 6,3. ..125 МН. Кинематическая схема КГШП дана на рис. 4.

Нижний штамп 10 крепится на клиновидной плите 11, верхний штамп 9 — на ползуне 8 пресса. Клиновидная плита служит для регулирования положения нижнего штампа по высоте. Ползун приводится в движение через шатун 7 от кривошипного вала 1. Последний вращается электродвигателем 3 через клиноременную передачу 2, промежуточный вал 5 и шестерни 4. Шестерня-маховик 6 может свободно вращаться на валу.

Рис. 4. Кривошипный горячештамповочный пресс: а — конструктивная схема; б — общий вид.

В момент включения пресса на рабочий ход пневматическая муфта соединяет шестерню-маховик 6 с валом 1. Вал совершает один оборот, муфта выключается, а тормоз останавливает вал в верхней мертвой точке. За один оборот вала ползун совершает один рабочий ход, опускаясь и поднимаясь по направляющим в станине В столе и ползуне пресса имеются выталкиватели для удаления поковок из штампов

Штамповка деталей из листового металла

Одна из самых распространенных технологий обработки металла – это штамповка. С ее помощью производят детали для всех отраслей народного хозяйства. Использование штамповки позволяет получать из плоского листа детали разных размеров и формы.

Штамповка листового металла

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Обработка деталей из листового металла – это процесс получения деталей необходимой формы и определенного размера. Работа по формированию деталей происходит на специальном оборудовании с применением инструмента под названием штамп.

Говоря о деталях, произведенных из листового металла, надо понимать, что на заготовку оказывается серьезное давление. Технологию штамповки начали применять еще в древние времена. Таким образом, производили орудия для обработки земли, посуду, украшения.

Штамповка деталей из металлических листов

В наши дни эта технология широко применяется при производстве деталей из листового металла, обладающих разными размерами и формой. Такой вид обработки широко применяется в автомобиле строении при производстве кузовных деталей.

Холодная и горячая листовая штамповка

Получение деталей из листового металла может быть выполнено в холодном или горячем виде.

Холодная штамповка

Применение холодной обработки давлением считают наиболее эффективным способом обработки листового металла. Применение такого способа выполняют в тех случаях, когда нет необходимости в дальнейшей механической обработке, например, резанием. Такой метод получения деталей применяют чаще всего при изготовлении автомобильных деталей, элементов конструкции авиационной техники и ряда других.

Использование метода холодной обработки металла давлением позволяет осуществить существенную экономию листового металла, разумеется, при грамотном раскрое листа и правильно изготовленной штамповой оснастки. Наибольшую эффективность штамповка показывает в крупносерийном и массовом производстве.

Такой способ показывает наибольшую эффективность при работе с такими сталями, как углеродистые и легированные. Кроме того, штамповкой получают детали из многих цветных металлов, например, медных или алюминиевых сплавов.

Холодная штамповка листового металла

Кроме листовых металлов, метод листовой штамповки допустимо использовать и при получении деталей из резины, картона и многих полимеров.

Кстати, такая обработка металла улучшает его прочностные параметры.

Горячая штамповка

Этот метод обработки листового металла применяют при производстве деталей котельных установок и некоторых деталей, используемых в корабельном деле. Для таких деталей применяют стальные листы толщиной в 3 – 4 мм.

Технологические операции применяемые в горячей штамповке во многом схожи с теми, которые применяют в холодной обработке листового металла. Инженеры, разрабатывающие технологии обработки листового металла должны учитывать то, что детали должны быть разогреты до определенной температуры. Соответственно должны быть учтены такие явления как утяжка листового металла, при выполнении отверстий, гибке и ряда других. Кроме того, при остывании деталей необходимо помнить и о возникающем короблении.

Горячая штамповка листового металла

Все это приводит к тому, что изменяются размеры допусков, на размеры получаемых из металла деталей.

Перед обработкой на прессовом оборудовании заготовки из металла проходят нагрев в печах различного типа, например, электрических или газопламенных.