- Cтраница 4
- Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ указанными РІ пунктах 1 Рё 2 преимуществами вес РїРѕРєРѕРІРѕРє РїСЂРё штамповке РЅР° кривошипных горячештамповочных прессах РЅР° 10 — 15 % ниже, чем отштампованных РЅР° молотах, что предопределяет снижение расхода металла, Р° равно Рё уменьшение трудоемкости механической обработки. [46]
- Для горячей штамповки применяются гидравлические и фрикционные ( винтовые) прессы, а в последнее время используются также кривошипные горячештамповочные прессы. [47]
- Горячая штамповка в зависимости от масштаба производства и наличного парка машин выполняется на ковочных молотах и других машинах ударного действия, на кривошипных горячештамповочных прессах, на горизонтально-ковочных машинах, на гидравлических прессах, на электровысадочных машинах, на ковочных вальцах и раскатных машинах. [48]
Рту сталь применяют для изготовления инструментов высокоскоростной машинной штамповки, высадки РЅР° горизонтальао-ковочных машинах; вставок штампов для горячего деформирования конструкционных Рё труднодеформируемых металлов Рё сплавов РЅР° молотах Рё кривошипных горячештамповочных прессах ( взамен менее теплостойких сталей 4РҐ5Р’2ФС, 4РҐ5МФС, 4РҐР—Р’РњР¤ Рё РґСЂ.); для прессформ литья РїРѕРґ давлением сплавов меди. [49]
Как показывают расчеты, организация комплексно-механизированной поточной линии поковок шестерен обеспечивает снижение себестоимости на 27 % по сравнению с себестоимостью молотовой штамповки и на 15 % по сравнению с себестоимостью штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах. Производительность труда при этом увеличивается соответственно в 1 6 и 2 3 раза. [50]
Кривошипные горячештамповочные прессы ( КГШП) вытеснили молоты и получили распространение в крупносерийном и массовом производстве поковок сложной формы массой до нескольких сот килограммов. Они отличаются более высокой стоимостью, но приспособлены для высокомеханизированного и автоматизированного производства поковок, допускают эксцентричное расположение ручьев в штампе, снабжены нижним и верхним выталкивателями. Нерегулируемый конец рабочего хода КГШП не позволяет деформировать заготовку в одном ручье за несколько ходов. [51]
Для механизации и автоматизации кузнечного производства предварительно определяют требуемую номенклатуру и количество средств механизации и автоматизации.
Например, РЅР° кривошипных горячештамповочных прессах целесообразно применять перекладчики, Р° РЅР° горизонтально-ковочных машинах — механизмы автоматического управления. [52]
Третью группу образуют механизмы, позволяющие деформировать металлы за счет энергии, накопленной во вращающихся на холостом ходу частях механизма.
К числу машин данной группы относятся кривошипные горячештамповочные прессы.
Рти прессы имеют достаточно жесткую станину, что позволяет изготавливать РЅР° РЅРёС… точные детали, механические выталкиватели Рё устройства регулирования высоты штампового пространства.
В отличие от бабы молота кривошипный пресс имеет жесткий график движения ползуна.
Скорость движения ползуна изменяется РІ течение С…РѕРґР° Рё Рє моменту соприкосновения СЃ заготовкой обычно составляет 0 5 — 0 8 Рј / СЃ, что примерно РІ 10 раз меньше — скорости движения бабы молота Максимальное усилие, развиваемое ковочными прессами, составляет 110 РњРќ. [53]
Объемная калибровка в холодном состоянии осуществляется на чеканочных прессах. В горячем состоянии она может осуществляться на кривошипных горячештамповочных прессах. [55]
С развитием химического и нефтеперерабатывающего машиностроения значительно возрастает потребность в крупногабаритных фланцах с диаметром условного прохода более 250 мм.
Однако изготовление таких фланцев штамповкой на молотах или кривошипных горячештамповочных прессах нецелесообразно, так как для этого требуется уникальное кузнечно-прессовое оборудование огромной мощности. [56]
В крупносерийном и массовом производствах необходима механизация или автоматизация процесса штамповки с получением поковок высокой точности и минимальным отходом материала. Паровоздушные молоты этим требованиям не удовлетворяют поэтому в указанных условиях производства получили применение кривошипные горячештамповочные прессы. [57]
 |
Схема поперечно-клиновой прокатки. [58] |
При выборе оборудования для штамповки нужно иметь в виду, что штамповка на гидравлических и кривошипных горячештамповочных прессах по скоростным режимам деформирования является наиболее подходящей для деталей из алюминиевых, магниевых и медных сплавов, так как большие скорости деформации на молотах вызывают интенсивное течение наружных слоев металла, что приводит к образованию дефектов на поверхности поковок. [59]
По штамповочным кузницам считается хорошим Выход годного ЙО-ШШ.
РџРѕ отдельным деталям РѕРЅ может быть выШе — особенно РїСЂРё безоблойной РёРЁРјР№СЌРІРєРµ РїСЂРё штамповке РЅР° кривошипных горячештамповочных прессах Рё горизонтально-ковочных машинах. [60]
Страницы: 1 2 3 4
Источник: https://www.ngpedia.ru/id309240p4.html
ПОИСК
Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах. Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) вытеснили молоты и получили распространение в крупносерийном и массовом производстве поковок сложной формы массой до несколькнх сот килограммов.
Они отличаются более высокой стоимостью, но приспособлены для высокомеханизированного и автоматизированного производства поковок, допускают эксцентричное расположение ручьев в штампе, снабжены нижним и верхним выталкивателями. Нерегулируемый конец рабочего хода КГШП не позволяет деформировать заготовку в одном ручье за несколько ходов.
Скорость в момент начала деформации этих прессов не превышает 0,6…0,8 м/с усилие составляет 6,2… 120 МН.
[c.130] Каковы преимущества штамповки на кривошипных горячештамповОчнЫХ прессах (КГШП) по сравнению со штамповкой на молотах [c.
151]
При штамповке поковок на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) используют манипуляторы грузоподъемностью до 250 кг. Продольная подача каретки (до 2 м) обеспечивается гидродвигателем через реечную передачу, установленную на платформе.
С помощью гидроцилиндра платформа может опускаться и подниматься на 15° относительно оси закрепления для номинального расположения губок захватного органа относительно поковки. В каретке расположен гидроцилиндр привода губок, который обеспечивает их взаим-
[c.240]
Штамповка в открытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) обеспечивает изготовление относительно точных поковок без сдвига в плоскости разъема, с малыми припусками и с повышенной по сравнению с молотами производительностью. Типовые заготовки, полученные штамповкой на прессах, приведены на рис. 20.
[c.141]
Штамповка в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) в неразъемных матрицах достигается применением более точных заготовок, более точной дозировкой металла, применением обычной заготовки и компенсирующего устройства в штампах для размещения излишка металла (5 — 10% объема заготовки).
Точная дозировка металла для штамповки связана с дополнительными затратами из-за более сложного инструмента и меньшей производительности при отрезке. Штамповку в закрытых штампах с разъемной матрицей выполняют обычно с компенсаторами для выхода лишнего металла матрицы имеют горизонтальный разъем.
Такие штампы используют для изготовления поковок типа крестовин.
[c.142]
Удельные показатели таблиц приведены для современных кузнечнопрессовых цехов, оснащенных кривошипными горячештамповочными прессами (КГШП), горизонтально-ковоч-ными машинами (ГКМ), индукционными нагревателями и прочим кузнечным оборудованием.
[c.529]
Штамповка в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) в неразъемных матрицах достигается применением более точных заготовок, более точной дозировкой металла, применением обычной заготовки и компенсирующего устройства в штампах для размещения излишка металла (5 — 10 % объема заготовки). Точная дозировка металла для штамповки связана с
[c.250]
Точность поковок, штампуемых на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) выше точности поковок, штампуемых на молотах. Благодаря наличию выталкивателей поковки изготовляют с меньшими штамповочными уклонами. Соответственно и требования точности при изготовлении штампов КГШП (рис. 72) выше требований точности при изготовлении молотовых штампов.
[c.148]
Г Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) строят усилиями 5—100 Мн. В ряде случаев они успешно заменяют и во многих случаях по технологическим возможностям превосходят паровоздушные штамповочные молоты с массой падающих частей до 10 г.
[c.142]
Прессы кривошипные — Применение для резки заготовок 1 — 62, 63 — Приспособления для холодной ломки заготовок 1 — 64, 65 — горячештамповочные — см. Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП)
[c.432]
Кривошипный горячештамповочный пресс (КГШП) и его кинематическая схема представлены на фиг. 253. Маховик 1 пресса, установленный на промежуточном валу 2, приводится в действие электродвигателем 3 с помощью клиноременной передачи.
Кривошипный (эксцентриковый) вал 4 пресса, перемещающий с помощью шатуна 5 ползун 6, соединяется с промежуточным валом зубчатой передачей 7. Включение кривошипно-шатунного механизма осуществляется пневматической муфтой 8, которая управляется ножной педалью.
Ленточный тормоз 9 служит для торможения движения кри-
[c.426]
Для повышения точности штамповки и более устойчивого перемещения в направляющих стремятся максимально увеличить длину направляющих ползуна. У открытых прессов для увеличения длины направляющих применяют иногда ползуны ра.много типа (рис. 2.1). Ползуны рамного типа используют и в горячештамповочных прессах (с.м. рис. 15.2, б). В ползунах второй группы дополнительные направляющие выполняют непосредственно за основными направляющ1 ми (сплошные удлиненные направляющие без разрыва), а не в виде хобота. На рис. 2.2 в разрезе станины видна конструкция подобного ползуна кривошипного горячештамповочного пресса (КГШП).
[c.31]
Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах. КГШП изготовляют усилием 5—100 МН. Они успешно заменяют и во многих случаях по технологическим возможностям превосходят паровоздушные штамповочные молоты с массой падающих частей до 10 т. КГШП не требуют громоздких фундаментов и в сочетании с индукционным нагревом улучшают условия труда в цехе.
[c.349]
Типизация и унификация применяемых технологических процессов производства позволяют значительно сократить номенклатуру кузнечно-штамповочного оборудования, упорядочить число технологических операций и переходов.
Типизация технологических процессов — это группирование обрабатываемых изделий по общим технологическим признакам общности формы, размеров и технологического процесса.
При изготовлении деталей горячей объемной штамповкой типизация деталей достигается тем, что технологический процесс применительно к типу оборудования состоит из двух-трех переходов осадки, предварительной и окончательной штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) или на молоте или нескольких наборных операций и прошивки на горизонтальных ковочных машинах (ГКМ). Детали, штампуемые методами горячей штамповки, разделены на группы в зависимости от их конфигурации (детали с вытянутой осью, типа шестерни, с отростками и т. п.), которые могут быть основой типизации технологических процессов при автоматизации процессов.
[c.7]
Различают одно- и многопереходные технологии производства кованых и штампованных изделий. Примером первой является вырубка заготовок монет из листа, второй — горячая штамповка поковок типа шестерен на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП), включающая в себя осадку заготовки, предварительную и окончательную штамповки.
[c.5]
| Таблица 1.1. Температурно-силовые условия эксплуатации штампов при штамповке деталей на паровоздушных молотах (ПВМ), кривошипно-горячештамповочных прессах (КГШП), высокоскоростных молотах (ВСМ) |  |
КГШП — кривошипный горячештамповочный пресс ГКМ — горизонтально-ковочная машина T(Tjj, Та, Ts, Гуу, Ti, Го)—допуск (отверстия, вала, зазора, натяга, длины элемента, отливки)
[c.3]
КГШП—см. Кривошипные горячештамповочные прессы Керосинорезы — Расход керосина I — 75
[c.419]
Установлено, что 1 т массы падающих частей молота приблизительно равноценна 1000 тс усилия кривошипного горячештамповочного пресса. Это значит, что если поковку штампуют на молоте с массой падающих частей 2 т, то для ее штамповки на КГШП потребуется пресс усилием 2000 тс.
[c.241]
Примечание, л. а. — листоштамповочные автоматы кгшп — кривошипные горячештамповочные прессы п. д. — прессы простого действия д. д. — прессы двойного действия н. п. — прессы с нижним приводом к — норма пом — пониженные п — повышенные з — изготовление затруднено.
[c.51]
Наиболее перспективны для роботизации линии для штамповки поковок на базе кривошипных горячештамповочных прессов различных усилий, которые строятся по схеме нагревательное устройство — КГШП — обрезной пресс.
[c.238]
Кривошипные горячештамповочные прессы предназначены для выполнения различных технологических процессов горячей объемной штамповки (в открытых и закрытых штампах) и горячего прессования поковок из сортового проката.
В зависимости от конструктивного устройства, параметров и технологического назначения КГШП подразделяют на универсальные прессы простого действия для горячего прессования, прессы двойного действия и прессы для штамповки низких поковок.
[c.43]
Штамповка объемная на прессах комбинированных 2 — 245 —на прессах кривошипных горячештамповочных — см. Штамповка на КГШП
[c.445]
Источник: https://mash-xxl.info/info/233445/
Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП)
Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП)
Кривошипные горячештамповочные прессы предназначены для выполнения различных технологических процессов горячей объемной штамповки (в открытых и закрытых штампах) и горячего прессования поковок из сортового проката.
В зависимости от конструктивного устройства, параметров и технологического назначения КГШП подразделяют на универсальные прессы простого действия для горячего прессования, прессы двойного действия и прессы для штамповки низких поковок.
Штампы для КГШП изготовляют сборной конструкции, с призматическими или цилиндрическими ручьевыми вставками (не более четырех).
Штамповка осуществляется в штампах, имеющих ручьи всех видов, за исключением требующих постепенного увеличения хода ползуна пресса (что сделать невозможно) протяжного и подкатного, а также ножей для отрубки. [6]
Сортовой прокат
Как правило, прокат используется для единичного производства, но когда форма детали приближена к форме заготовки его можно применять и для массового производства.
Различают следующие профили сортового проката: простые (круг, квадрат, шестиугольник, полоса, лист); фасонные (рельс, балка, швеллер, тавр и др.); специальные (колеса, арматурная сталь и др.).
Сортовой прокат — это металлические изделия разнообразных сплошных поперечных сечений, конечная продукция станов горячей прокатки.
Сортовой прокат получают прокаткой (обжатием) нагретых слитков металла между валками прокатного стана.
Нагрев слитков и заготовок обеспечивает высокую пластичность, высокое качество готового проката и получение требуемой структуры. Необходимо строгое соблюдение Изм.
- Лист
- № докум.
- Подпись
- Дата
- Лист
- 10
- КР-2068956-151900.62-19-15
режимов нагрева. Основное требование при нагреве: равномерный прогрев слитка или заготовки по сечению и длине до соответствующей температуры за минимальное время с наименьшей потерей металла в окалину и экономным расходом топлива.
Профиль проката (форма его поперечного сечения) зависит от формы валков. Если они гладкие — получается лист или полоса, если имеют полукруглые канавки — получается прокат круглого сечения и т. д.
Классификация сортового проката осуществляется исходя из формы сечения: шестигранник, круг, уголок, швеллер. [7]
Выбор типа производства:
Предварительные сравнительные расчеты по выбранным методам :Штамповка в закрытых штампах
Поделитесь с Вашими друзьями:
Источник: http://genew.ru/vibor-sposoba-polucheniya-zagotovki.html?page=6
Применяемые модели для исследований перегрузок кривошипных прессов и их результаты при исследовании КГШП
|
Перейти к загрузке файла |
| При эксплуатации кривошипных прессов наблюдается явления, причины которых следует искать в проявлении динамических свойств элементов и машин в целом (раскачивание прессов и разрушение фундаментов, недопустимый шум и виброактивность, интенсивный износ зубчатых передач, быстрый выход из строя шлицевых и шпоночных соединений, разрушение болтов муфты и тормоза и т.д.). Для расчета динамических нагрузок на детали пресса, а так же нагрузок на фундамент разрабатываются динамические модели пресса. Они могут быть совершенно разной сложности, в зависимости от того, какие факторы хотели учесть разработчики, и какие допущения сделаны ими при создании модели. В статье рассмотрен специализированный КГШП для штамповки низких поковок. Его основные особенности: одноступенчатый привод, уменьшенный радиус кривошипа, повышенное число ходов, уменьшенная мощность электродвигателя. Для анализа динамики специализированного КГШП 25 МН задавалась четырехмассовая крутильная динамическая система (рис. 15). В качестве первой массы J1 принят приведенный момент инерции кривошипно-шатунного механизма; второй массы J2 — момент инерции эксцентрикового вала и тормоза; третьей массы J3 — момент инерции ведомых дисков и шлицевой ступицы; четвертой массы J4 — ведущие диски, корпус муфты и маховый венец. Массы соединены жесткостями. Первая жесткость с12 — приведенная крутильная жесткость кривошипно-шатунного механизма и станины; вторая жесткость с23 — жесткость эксцентрикового вала; третья жесткость с34 — жесткость муфты. Моменты инерции J1, J2, J3, J4 и жесткости с12, с34 рассчитывались по общеизвестным методикам. Жесткость муфты определялась на основании экспериментальных данных по величине жесткости, отнесенной к одному квадратному сантиметру площади поверхности трения и равной 0,7 Н.м/рад. м2. Система дифференциальных уравнений, характеризующих движение четырехмассовой системы, имеет вид ц1, ц2, ц3, ц4 — угловое перемещение масс J1, J2, J3, J4 соответственно; M(t)= 0,5 Mmax(1-cos хt); Mmax — максимальный расчетный крутящий момент на эксцентриковом валу от технологического сопротивления; х — круговая частота возмущающей функции; t — время. Рис.16. Изменение возмущающей функции в зависимости от радиуса кривошипа R при одном и том же графики силы деформации низкой поковки: 1 — R=0,175 м (КГШП 25МН К866С); 2 — R=0,125 м (специализированный КГШП 25 МН) Наибольший коэффициент динамичности kд, представляющий собой отношение максимального динамического момента Мд max к Mmax, наблюдается на последнем звене — муфте. Для универсального КГШП 25МН коэффициент динамичности на муфте при штамповке низких поковок (частота возмущений больше 80 1/сек) равен 1,75 — 2, на станине — 1,15 — 1,5 (оценка согласно данным по приведенной жесткости). Отмечается, что благодаря уменьшению радиуса кривошипа и применению одноступенчатого привода удается существенно снизить динамичность на основных звеньях пресса (рис. 16). Так же, штамповка низких поковок на специализированном КГШП силой 25 МН не вызывает тех отрицательных эффектов, которыми сопровождается штамповка низких поковок на универсальном КГШП силой 25 МН (преждевременный износ зубчатой передачи, шлицевые соединения муфты, посадочных мест подшипников качения и самих подшипников и т.д.). |
Рис. 17. Схема динамических нагрузок в момент сцепления муфты
Отмечается так же, что жесткий удар по штампам в ручье поковки (повторный удар для высвобождения поковки при плохой работе выталкивателей) вызывает значительную динамическую перегрузку на станине универсального КГШП силой 25 МН (kд = 1,5).
Жесткий удар на специализированном КГШП силой 25 МН вызывает не менее значительную перегрузку на станине (kд =1,36).
Поэтому жесткие удары в КГШП, особенно по подстывшему металлу, совершенно не допустимы, так как могут явиться причиной преждевременного выхода машины из строя.
В статье приводятся результаты исследований ЭНИКМАШа.
В ней говорится о том, что поскольку каждый цикл работы пресса сопровождается повторяющейся совокупностью переходных процессов, то возникновение и способ проявления отдельных динамических нагрузок при рассмотрении процесса в целом удобно связывать с определенными этапами цикла: включение муфты, торможением эксцентрикового вала, выполнением технологической операции, холостым ходом, состоянием, сопровождающим разделительные операции после исчезновения сопротивления заготовки.
Возникновение динамических сил при включении фрикционной муфты и торможении эксцентрикового вала рассмотрим на примере горячештамповочного пресса (рис. 17).
В первом приближении процесс включения муфты можно рассматривать как удар, при котором происходит мгновенное изменение угловых скоростей ведущего и ведомого валов.
Удар с величиной импульсов S'=S''=S осуществляется по линии контакта ведущей шестерни и колеса.
Более строгая механическая модель движения элементов машины должна быть составлена с учетом податливости деталей. Особенно это относится к валопроводу, зубчатым передачам и фрикционным узлам.
По-видимому, достаточное для практического использования представление о проявлении динамических нагрузок можно получить с учетом жесткости элементов на основе уравнений их движения. Однако такое описание требует знания момента трения в муфте сцепления как функции времени.
Выдвигались некоторые рабочие гипотезы о виде этой функции, однако количество экспериментальной информации по данному вопросу недостаточно.
Аналогично можно рассмотреть динамические нагрузки, возникающие при торможении разогнанных деталей.
При выполнении технологической операции механическое представление о причинах возникновения динамических нагрузок и оценку их величин в зависимости от параметров машины следует получать на основании выбранной динамической модели.
Рис. 18. Динамическая модель силовой системы (а), график технологической операции (б)
Обычно рассматривают механическую систему пресса, нагруженную заданными во времени силами Р(t), придавая им смысл сопротивления заготовки деформации. Такой метод требует обоснования в каждом случае. Дело в том, что действительный вид функции Р(t) заранее не может быть известен, поскольку он зависит от исследуемого динамического поведения системы.
Эти затруднения могут быть устранены при использовании модели, представленной на рис. 18,а. На рис. 18,б приведен график зависимости сопротивления заготовки от величины ее пластической деформации (но не от времени). Этот график обычно аппроксимируют кусочно-линейной функцией.
В рассматриваемую динамическую модель включен маховик, поскольку возбуждение системы определяется резким изменением именно его кинетического момента.
Составляя для описания динамической модели уравнения Лагранжа в форме
где Ai — неконсервативные силы, получаем систему уравнений
где f(ц) — зависимость перемещения ползуна от угла поворота кривошипа (ц=бo — б).
Система уравнений (1) описывает движение элементов механической системы внутри любого линейного участка графика на рис. 18,б.
Теперь усилие на ползуне вычисляется по формуле
и зависит от решения системы (1), т.е. от
Таким образом, в рассматриваемой схеме изменение усилия на ползуне во времени является результатом решения задачи, а не вносится извне на основании приближенных соображений.
Рассмотренная динамическая модель может быть распространена на исследование привода, если учесть соответствующие степени свободы, обусловленные деформациями валов, шатуна, муфты и пр.
Силы трения в механической системе обычно приводят к моменту сопротивления движению эксцентрикового вала. Этот момент трения рассчитывают по методике М. В. Сторожева при значении коэффициента трения f=0,06.
Но, согласно некоторым исследованиям, этот коэффициент может быть и меньше — до 0,05.
Остается невыясненным, является ли коэффициент трения величиной постоянной в процессе цикла, хотя и начаты исследования этого вопроса.
При использовании предложенной динамической модели качественное влияние сил инерции устанавливается независимо от введенной в расчет величины коэффициента трения.
Динамическая модель, приведенная на рис. 18, в модифицированном виде была использована для изучения механики заклинивания горячештамповочного пресса. Выяснено, что для определения усилия заклинивания (максимального усилия на ползуне) массами т1 и т2 можно пренебречь.
Одним из результатов анализа механической системы является получение значения давления пресса на основание, если последнее включено в динамическую модель. Например, согласно обозначениям рис. 18,а, это давление равно с3х2.
Проведенные экспериментальные измерения напряжений в некоторых деталях позволяют сделать вывод о существенных динамических нагрузках в элементах привода КГШП, значительно превышающих их статические расчетные значения.
Например, расшифровка осциллограмм крутящего момента на промежуточном валу пресса мод. К8544 и момента на эксцентриковом валу в месте заделки ступицы муфты пресса мод.
КБ8544 [14] показывает, что максимальные значения моментов в первом случае в 2 раза, а во втором в 1,5 раза больше их значений, подсчитанных по известной формуле М.В. Сторожева [26].
Рис. 19. Динамическая расчетная модель КГШП
Предлагаемая динамическая модель КГШП (рис.
19) и разработанный алгоритм с учетом допущений и приближений позволяют более реально представить причины возникновения при выполнении технологической операции динамических нагрузок в элементах привода как обычного двухступенчатого, так и одноступенчатого без промежуточного вала.
Приведение масс и жесткостей осуществляется общепринятыми методами. На рис.
19 обозначено J1 — J5 и m1 — m5 — моменты инерции и массы соответственно маховика, шестерни, зубчатого колеса (или маховика для пресса с одноступенчатым приводом), эксцентрика, диска тормоза, ползуна, эксцентрикового вала (вместе с зубчатым колесом для пресса с двухступенчатым приводом), верхней части станины с приводом и стола; сш, св, сст и со — жесткость шатуна, изгибная жесткость эксцентрикового вала в опорах станины, жесткость станины пресса и жесткость опоры основания.
График нагружения ползуна силой сопротивления поковки деформированию выражен в функции абсолютного перемещения ползуна с учетом упругой деформации элементов пресса.
Для «жесткого» удара сила деформирования определяется как произведение переменной жесткости инструмента си на абсолютную его деформацию еи=x1+x4.
Для условий нагружения гидравлическим нагружателем Рд=си (х1+х4). Для нагружения при штамповке детали
Здесь х1 — абсолютное перемещение ползуна; х4 — перемещение стола; сн — жесткость нагружателя; сдi+1 — текущее значение переменной жесткости штампуемой детали, индексы i и i+1 обозначают предыдущее и последующее значение переменных величин. Последнее выражение Рдi+1 позволяет вводить в расчет нагрузочный график любой формы, однако для этого необходимо знать или задаваться законом изменения жесткости деформирования детали.
Зазоры в данном исследовании в любое упругое звено вводятся с помощью кусочно-линейной характеристики жесткости (рис. 20).
Рис. 20. Характеристики жесткости сочленения с зазором (узел подшипника с зазором)
Динамическая модель включает в себя два колебательных контура — поступательный и крутильный, взаимодействие которых осуществляется через кривошипно-шатунный механизм.
Специальный эксперимент, позволяющий определить нагрузки в тех же элементах привода для КГШП мод. КБ8544, показал, что выполнение тех же технологических операций на пониженных скоростях (при пониженном числе ходов пресса) приводит к снижению динамических нагрузок до значений, близких статическим (рис. 21,а).
При этом расчетные результаты близки результатам, полученным экспериментальным путем. На рис. 21, б даны подобные расчетные результаты для КГШП мод. К8544.
На примере пресса К8544 с двухступенчатым приводом проведен анализ величин, влияющих на динамику нагружения элементов пресса.
В условиях эксплуатации давление воздуха в уравновешивателях иногда по тем или иным причинам ниже требуемой величины, что приводит к выборке зазоров в соединении шатуна с ползуном и эксцентриком ударным путем в момент начала выполнения технологической операции.
Увеличивающиеся в результате износа зазоры в элементах шатунно-кривошипной группы приводят к увеличению динамических нагрузок на шатун, станину, эксцентриковый вал; при этом прослеживается тенденция к снижению динамических нагрузок на валах привода (рис. 22).
Для анализа динамики при работе кривошипных прессов, в частности КГШП и ножниц, в [32] предлагается принять модель, приведенную на рис. 23.
Рис. 22. Графики влияния величины зазора на величину коэффициента динамичности КГШП мод. К8544:а — суммарного зазора по шатуну(Дш); б — зазора в коренных опорах эксцентрикового вала (Дв); в — зазора в месте посадки ступицы маховика (Д12); г — зазора в месте посадки ступицы муфты (Д34); д — зазора в зубчатом зацеплении (Д23)
- Особенностями модели являются:
- — закрытая станина в виде двухмассового колебательного контура;
- — открытый крутильный колебательный контур привода и поступательный контур, который замыкается усилием поастического сопротивления Fи, причем это замыкание осуществляется через функцию перемещения ползуна s=f(ц4);
- — упругое опирание зубчатых колес при учете трех степеней свободы для каждого из них (рис. 24);
— учет изгибных и крутильных колебаний кривошипного вала.
Жесткость Сt67 является приведенный жесткостью зубчатого привода между валом маховика и последней зубчатой парой, а J7 — соответственно приведенный момент маховика с приводом.
Как показали исследования, такое приведение вполне допустимо, поскольку не искажает величины нагрузок, действующих на последнюю зубчатую пару и кривошипно-ползунный механизм.
В данной статье автор проводил исследования только для сортовых ножниц, для которых, на основании данной модели были подобраны упругие опоры и угол размещения малого колеса для уменьшения динамических нагрузок на детали пресса.
Из проведенного обзора можно сделать выводы о том, что развитие электронно-вычислительной техники позволило создавать все более сложные математические модели перегрузки и распора кривошипных прессов для учета тех или иных факторов, влияющих на динамику прессов.
По видимому, по этой причине величины расчетных перегрузок для разных моделей различаются от 1,5 до 2,5 раза. Кроме того, в публикациях, авторы приводят структуру и математическое описание предлагаемых моделей, но результаты вычислений для КГШП показаны очень скудно. Наиболее полно представлены результаты расчетов только лишь в [14].
Все это послужило предпосылкой для создания собственной модели перегрузки и распора кривошипных прессов.
Экспериментальные данные по замерам перегрузок на КГШП просто отсутствуют. Это связанно с тем, что при проведении таких экспериментов на реальной машине может привести к поломке ее деталей. Все испытания в основном проводят, нагружая ползун пресса гидравлическим домкратом, но такие испытания являются статическими.
Источник: https://studbooks.net/1677772/tovarovedenie/primenyaemye_modeli_issledovaniy_peregruzok_krivoshipnyh_pressov_rezultaty_issledovanii_kgshp
Качество и дефекты штампованных поковок
Лекция
7.
Штамповка
на кривошипных горячештамповочных
прессах (КГШП).
На КГШП изготавливают поковки
любой конфигурации массой до 100 кг.
Особенностью кинематической схемы
КГШП, которая обеспечивает жесткую
связь между приводом и ползуном (рисунок
1), является возможность обеспечения
больших усилий штамповки в нижней
позиции ползуна от незначительного
крутящего момента привода.
Это
обстоятельство способствует процессу
штамповки, в котором наибольшее
сопротивление деформированию металла
возникает также в нижней позиции верхней
части штампа, когда достигает максимального
значения объем одновременно деформируемого
металла.
Рисунок 1 – Схемы
кривошипно-шатунного механизма (а) и
КГШП (б): 1 – приводной механизм; 2 –
ползун; 3, 6 – плиты штампа; 4, 5 – ручьевые
вставки штампа; 7 – стол; 8 – выталкиватели;
9 – направляющая колонна.
К особенностям конструкции
прессов относятся жесткая закрытая
стальная станина, жесткий кривошипно-шатунный
механизм с надежным направлением ползуна
механические выталкиватели в обеих
частях штампа, что позволяет уменьшить
штамповочные уклоны и припуски на
обработку резанием. Регулирование
высоты штампового пространства
осуществляется с помощью кривошипного
стола.
К преимуществам этого способа
штамповки относятся высокая точность
формы и размеров поковок, коэффициент
использования материала, производительность
труда, КПД основного оборудования,
отсутствие ударных нагрузок, лучшие
условия труда, меньшие нагрузки на
производственные здания, возможность
использования сборных (универсальных)
штампов, комплексной механизации и
автоматизации производственных
процессов.
Недостатками штамповки на
КГШП являются высокая стоимость, меньшая
универсальность и более сложная
конструкция оборудования; низкая по
сравнению с молотовой штамповкой
скорость деформации металла, что ухудшает
заполнение сложного рельефа полости
штампа; опасность заклинивания и поломки
пресса в нижней позиции ползуна в случае
переохлаждения металла поковки;
необходимость в регулярной очистке
промежуточных заготовок от окалины
(специальный нагрев либо гидроочистка);
невозможность штамповки одной поковки
за несколько рабочих ходов, что приводит
к увеличению количества подготовительных
переходов.
На КГШП выполняют практически
все операции штамповки, за исключением
подкатывания и протяжки, реализация
которых невозможна из-за постоянства
величины хода пресса. Эти операции
осуществляют на специальных ковочных
вальцах, установленных рядом с прессом.
В зависимости от характера
формообразования и перемещения металла
в процессе его деформирования поковки,
получаемые штамповкой на КГШП, делят
на два класса: с преобладанием процесса
осадки и с преобладанием процесса
выдавливания.
В зависимости от конфигурации
и сложности формы поковки делят на
четыре группы (рисунок 2).
Поковки первой
и второй групп изготавливают в одном –
трех ручьях, поковки третьей группы
требуют для их получения фасонных
исходных заготовок, поковки четвертой
группы – гибочного ручья и выдавливания.
Рисунок 2 – Поковки, изготовленные
на КГШП: 1 – 3 – первая; 4 – 6 – вторая; 7
– 9 – третья; 10 – 15 – четвертая группы
сложности.
На КГШП традиционно получают
поковки шатунов, рычагов, цапф, клапанов,
стаканов, коленчатых валов, звездочек,
зубчатых колес, шкивов и т.д.
-
Бракованные поковки получают
вследствие использования бракованных
исходных заготовок, нарушений
технологических процессов нагрева,
штамповки, термической обработки,
недостатков используемого оборудования,
приспособлений и инструмента. -
Наиболее распространенными
видами брака являются риски и царапины
на поверхности; волосовины и трещины,
полученные раскатыванием газовых
раковин отливок; свитки и складки, плёны
(раскатанные застывшие брызги жидкой
стали); расслоения от раковин или
пористости; загрязнения; флокены
(скопления мелких трещин от нерастворенного
в отливках водорода); отклонения по
химсоставу материала, формы и размеров
поковок. -
Отклонения от режима нагрева
поковок приводят к недогреву (появлению
трещин); перегреву (росту зерен и снижению
механических свойств материала); пережогу
(окислению и расплавлению краев зерен,
утрате пластических свойств материала);
окалинообразованию (слою окисленного
металла); выгоранию углерода в поверхностном
слое (снижению усталостной прочности
и твердости поковок).
В процессе штамповки дефектами
могут также быть вмятины, забоины,
незаполнение формы, коробление и т.д.
Разработка чертежа штампованной поковки
При конструировании поковки,
штампуемой на КГШП, используют те же
правила, что и при составлении чертежа
молотовой поковки. Отличия имеются
только в величине припусков, допусков
и штамповочных уклонов, которые
уменьшаются на 20-35% по сравнению с
молотовой штамповкой.
Готовую деталь
показывают тонкой линией, давая условный
контур, показывающий припуск на обработку.
Такое изображение следует давать
преимущественно в разрезах или сечениях
один раз. Система простановки размеров
поковки должна соответствовать системе
простановки размеров детали.
В примечаниях
к чертежу должны быть приведены указания
о неоговоренных допусках, штамповочных
уклонах и радиусах закруглений.
Технические требования к
поковкам приведены в государственных
или отраслевых стандартах, в чертежах
и стандартах предприятий.
В технических
требованиях указывают допустимые
отклонения размеров, допуски формы и
взаимного расположения поверхностей
поковок, их шероховатость, марку
материала, твердость поверхностных
слоев, допустимые дефекты (название,
допустимые размеры, количество,
местонахождение, способы исправления),
покрытия поверхностей и т.п.
Эти и другие технические
требования записывают в чертежах поковок
отдельным текстом или ссылками на
соответствующие стандарты и нормативы
предприятий.
Кроме этого, в чертежах поковок
указывают ковочные (штамповочные)
уклоны, радиусы закруглений, допустимые
значения относительного смещения
отдельных элементов поковок, параметры
термической обработки, границы твердости
материала, методы и места ее измерения,
необходимость в герметичности стенок
и способы ее проверки, места для отбора
проб материала, содержание и способ
маркировки, состояние поверхностей и
способ их обработки или очистки.
Штамповка на гидравлических прессах
Гидравлические прессы
отличаются тихоходностью, практически
неограниченной длиной рабочего хода и
высокой мощностью. Скорость движения
рабочей траверсы составляет 0,1 – 0,2 м/с.
Особенностью гидравлических прессов
является возможность обеспечить
стабильное усилие штамповки на протяжении
длительного промежутка времени независимо
от деформирования.
Прессы оснащают
автоматическими выталкивателями, что
значительно расширяет номенклатуру
получаемых поковок и позволяет обойтись
без штамповочных уклонов.
Безударный
характер работы, возможность окончания
хода пресса в любой момент и низкая
скорость движения рабочей траверсы
выравнивают условия заполнения ручьев
в верхнем и нижнем штампах и обеспечивают
реализацию технологических процессов
штамповки выдавливанием, прошивки и
протяжки полых поковок, открытой и
закрытой штамповки, многоручьевой
штамповки сложных по форме и крупных
по массе и размерам поковок, а также
поковок из труднодеформируемых
малопластичных материалов. При получении
сложных поковок заготовку вначале
подвергают ковке, а затем штампуют.
На гидравлических прессах
часто используют сборные и многопуансонные
штампы как с цельной, так и с разъемной
матрицей. Многосекционные пуансоны
дают возможность деформировать заготовку
последовательно отдельными частями за
несколько ходов рабочей траверсы.
На
рисунке 3 изображен штамп для штамповки
диска с трехсекционным пуансоном.
Отдельные его секции приводятся в
движение с помощью специального
устройства, которое в процессе обратного
хода рабочей траверсы поворачивает на
заданный угол ограничительные кольца.
Рисунок 3 – Трехсекционный
штамп для штамповки диска: 1, 2 – зубчатые
регулировочные втулки; 3 – 5 – секции
пуансона; 6 – матрица; 7 – поковка.
Основным недостатком
гидравлических прессов является
сравнительно низкая стойкость штампов,
что обусловлено длительным контактом
с горячим металлом поковки.
В связи с
этим при данном способе штамповки
наибольшее применение получили поковки
из алюминиевых и магниевых сплавов как
имеющих относительно низкую температуру
начала штамповки.
Кроме этого, для
повышения стойкости штампов прессы
оснащают водяным охлаждением, смазывают
рабочие поверхности пуансонов и матриц,
а массивные детали штампов выполняют
полыми.
Еще одной особенностью
штамповки на гидравлических прессах
является коробление крупногабаритных
поковок. Для устранения этого явления
необходимо изготавливать штампы с
заранее заданной выпуклостью.
Поковки, штампуемые на
гидравлических прессах, делят на четыре
группы: первая – гильзы и стаканы; вторая
– диски и фланцы; третья – крестовины;
четвертая – панели и рамы.
Источник: https://studfile.net/preview/4509521/
Штамповка на кривошипных прессах
При штамповке на на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) осуществляют следующие переходы: осадку, пережим, гибку, предварительную и окончательную штамповку в открытом или закрытом штампах, штамповку выдавливанием, калибровку, отрубку.
Отрубку поковок применяют сравнительно редко, так как в основном для штамповки используют мерную заготовку. При автоматизации процесса штамповки иногда на прессе выполняют обрезку заусенца и прошивку отверстий.
- Подкатку и протяжку на прессе не производят.
- Наиболее эффективна подготовка заготовок под штамповку на другом оборудовании.
- Как правило, для получения поковки необходимы один—три, а для сложных поковок до пяти ручьев, включая осадку.
Нагретая заготовка, поступающая на штамповку под пресс, не должна иметь заметной окалины во избежание заштамповки ее в тело поковки. Для получения чистой поверхности необходимы применение наиболее совершенных видов нагрева заготовок (электро-нагрев, газовый скоростной, безокислительный пламенный) и очистка окалины перед штамповкой.
Осадка заготовки на штампе с обдувкой окалины воздухом или паром также способствует получению чистой поверхности поковки.
Колебания высоты поковки происходят вследствие изменения величины упругой деформации штампа и пресса (станины, криношипно-шатунного механизма) в связи с меняющимся сопротивлением деформации заготовки в зависимости от колебаний ее объема и температуры нагрева. Однако высота поковок при штамповке на КГШП значительно более постоянна, чем поковок, получаемых на молотах.
Отклонение высоты поковки, зависящее от пружинения системы пресс-штамп, регулируется соответствующей наладкой штампа. Для получения более жестких допусков по высоте поковки (ниже 0,2—0,3 мм) осуществляют более сложный процесс: штамповка на прессе, обрезка заусенца, повторный нагрев, вторичная штамповка и в отдельных случаях повторная доштамповка (горячая калибровка).
Металл при деформировании на прессе растекается с большей интенсивностью в сторону по плоскости разъема штампов, и в заусенец вытекает больше металла, чем при штамповке на молоте.
Для обеспечения заполнения сложных полостей штампа при штамповке на прессах необходимо уменьшать толщину заусенца в мостике и увеличивать его ширину. При выборе вариантов размеров заготовки целесообразней заготовки с большим отношением H/D (в пределах до 2,5 : 1).
Наличие выталкивателей в верхнем и нижнем штампах позволяет:
- уменьшать штамповочные уклоны;
- штамповать поковки без клещевины;
- осуществлять штамповку выдавливанием.
Штамповка на прессах создает благоприятные условия для механизации и автоматизации технологических процессов и транспортировки поковок.
Источник: https://xn--80awbhbdcfeu.su/kgshp/
Загрузка...
