Классификация кузнечнопрессового оборудования

Термин – кузнечнопрессовое (кузнечно-штамповочное) оборудование включает в себя большое количество разнообразных машин, различающихся как по принципу действия так и по типу, назначению, конструкции и размерам. Для изучения кузнечных машин ввиду их большого разнообразия имеет смысл разделение на отдельные однородные группы. Для принципиального деления кузнечных машин на начальные группы, необходимо использовать такой признак, который лучше всего мог бы отразить особенности этих машин. К такой особенности, независимо от типа и конструкции машины, относится привод, определяющий характер воздействия рабочих частей машины на обрабатываемую заготовку.

Каждая кузнечно-штамповочная машина имеет двигатель, передаточный механизм и исполнительный механизм. Двигатель и передаточный механизм в совокупности называют приводом машины. Двигатель, воспринимая энергию носителя, преобразовывает её в кинетическую энергию передаточного и исполнительного механизмов создавая тем самым определённый энергетический уровень в самой машине.

В качестве энергоносителя в КШМ используются: пар, газ, жидкость, электричество, горючие смеси и взрывчатые вещества. Преобразование кинетической ( или потенциальной ) энергии в механическую работу пластической деформации заготовки происходит при движении рабочих органов исполнительных механизмов. Рабочие органы КШМ могут совершать возвратно-поступательное движение или вращательное. Отдача накопленной энергии обрабатываемой заготовке может осуществляться ударом или нажимом. В зависимости от связей в передаточных механизмах изменение скорости рабочего органа в период деформации заготовки может быть заданным – при жёстким механических связях или произвольным – при нежёстких связях.

Перемещение рабочего органа от исходного положения до начала деформации заготовки называется прямым холостым ходом (Snx). Перемещение рабочего органа машины в период деформации заготовки называется рабочим ходом (Spx). Перемещение рабочего органа после деформации заготовки в исходное положение называют обратным ходом (So). Обратный ход всегда холостой. Прямой холостой ход в сумме с рабочим ходом называют прямым ходом Прямой холостой ход, рабочий ход и обратный ход в совокупности составляют один двойной ход рабочего органа кузнечно-штамповочной машины:

Sдв х = Snх + Sр + Sо

Обозначим:

tnх – время прямого холостого хода

tр -- время рабочего хода

tо --время обратного хода

Время одного двойного хода получим

tдв.x = tпх + tр + tо

При использовании каждого двойного хода для деформации заготовки рабочий цикл машины составит

Tц = tдв.х.

При наличии пауз между двойными ходами, используемыми для деформации заготовки, время рабочего цикла машины будет равно

Tц = tдв.х+tпаузы

Коэффициент использования ходов

Pи = tдв.х/tц = nи/n

где: nи – фактически используемое число ходов

n -- номинальное ( паспортное ) число ходов

Зная коэффициент использования ходов, продолжительность рабочего цикла можно определить по формуле

tц=tдв.х./pи (с.)

Учитывая то обстоятельства, что назначение кузнечно-штамповочных машин является деформирование заготовки, поэтому в их рабочем цикле период рабочего хода самый важный и его кинематические и динамические особенности будут тем признаком, на основе которого можно установить основные группы классификации кузнечно-штамповочных машин.

В связи с этим в основу классификации на ряду с характером изменения скорости рабочего звена на участке рабочего хода положен принцип его работы и характер воздействия на заготовку. На этом основании выделено шесть основных групп кузнечно-штамповочных машин.

I -ГРУППА – кузнечно-штамповочные машины ударного и квази ударного действия на поковку. Сопротивление деформированию преодолевается исполнительным органом за счёт использования кинетической энергии, накопленной подвижными частями. Главным параметром этих машин является эффективная кинетическая энергия, т. е. энергия, запасённая ударной массой к концу их хода. Ударная масса является аккумулятором механической энергии в молоте. К молотам этого типа относятся паровоздушные, гидравлические, газо-гидравлические и взрывные машины.

II и III-ГРУППА – кузнечно-штамповочные машины квазистатического воздействия на поковку. В них преодоление полезного сопротивления осуществляется при перемещении рабочего звена – ползуна, а усилие деформирования воспринимается замкнутой силовой несущей системой, включающей исполнительный механизм, станину и другие элементы. В зависимости от

к онструкции главного исполнительного звена выделено три подгруппы.

Рис.

а)-кривошипные и кулачковые (с кинематически заданным характером скорости); б)-гидравлические; в)-винтовые (с произвольным характером изменения скорости

Главный параметр прессов – номинальное усилие. В качестве накопителя энергии используют маховик, гидравлический аккумулятор. Следует отметить, что винтовые прессы по характеру изменения скорости можно отнести к классу молотов.

IV-ГРУППА – ротационные машины – КШМ в которых преодоление сопротивления деформированию происходит при вращении рабочего органа с инструментом или заготовки при непрерывном перемещении зоны контакта заготовки с инструментом.

Характер воздействия инструмента на поковку квазистатический. Главным параметром может быть номинальное усилие или номинальный крутящий момент. Как правило, технологический цикл включает несколько оборотов рабочего инструмента. К машинам этой группы относятся гибочные, правильные, ковочные вальцы, ротационно-ковочные, радиально-обжимные машины, пружинонавивочные, раскатные и другие.

V – ГРУППА – импульсные штамповочные машины и машины для гидравлической, пневматической и вакуумной штамповки, которые имеют нежёсткую кривую изменения скорости рабочих частей за очень короткое время рабочего хода. Импульсное штамповочное оборудование может осуществлять деформирование непосредственно рабочим телом (воздухом, жидкостью и т. п.). Для штамповки взрывом применяют специальные твёрдые взрывчатые вещества или горючие смеси. Скорость рабочего тела при этом достигает 300 м/с.

Технологию кузнечно-штамповочного производства условно можно разделить на:

а) ковку

б) горячую и холодную объёмную штамповку

в) холодную и горячую листовую штамповку

г) разделку и разрезку сортового проката и листов на заготовки

В соответствии с этим кузнечно-штамповочные машины могут быть отнесены к тому или иному классу машин в зависимости от технологического назначения. По технологическим возможностям кузнечно-штамповочные машины можно подразделить на универсальные, специализированные и специальные

Универсальные машины предназначены для выполнения большинства типовых операций данного технологического класса. Например, ковочные молоты и кривошипные прессы простого действия.

Специализированные машины предназначены для выполнения определённых технологических процессов. Например, штамповочные молоты, кривошипные вытяжные прессы и т. д.

Специальные машины специализированны не только по виду технологии, но и по виду готовой продукции. Например: автоматы для высадки шариков, гвоздильные автоматы, костыльные автоматы, автоматы для обрезки граней у головки болтов и т. п.