Розділ 5. Технологічне обладнання

5.2.6. Обладнання для обробки металів тиском

Ковальсько штампувальне виробництво є одним із найста ріших способів обробки металів тиском та призначене як для отримання готових виробів, так і для виготовлення заготівок.

Ковальсько пресові машини складаються із трьох основних частин: станини – міцної конструкції, жорстко закріпленої на фундаменті, привода, що приводить в дію робочі механізми та шабота (або ковадли).

Ковальсько пресові машини можна поділити на три групи

ударної дії – між приводом та заготівкою відсутній сило вий зв’язок;

такі, що діють надавлюванням (силовий зв’язок між при водом та заготівкою);

комбінованої дії (удар та надавлювання).

Вкожній групі можна провести класифікацію за енерго носієм (гідравлічні, пароповітряні, механічні машини) або за передаточними механізмами (кривошипно шатунні, фрикційні, рейкові та ін.).

Для пресування металу використовують преси з гідравлічним

приводом. Вони відрізняються простотою конструктивного вико нання, можуть розвивати значні зусилля, швидкість робочого ходу плунжера легко регулюється зміною кількості рідини, що подаєть ся до циліндрів. За конструкцією преси поділяються на верти кальні із зусиллям пресування 2,94 9,81 МН (300 1000 тс) і гори зонтальні з зусиллям пресування 5,87 137,5 МН (600 14 000 тс).

Вільне кування виконують на молотах і пресах. Перші пред ставляють собою машини динамічної дії на метал, другі – ста тичної, із порівняно невеликою швидкістю робочого ходу інструменту. Мілкі поковки виконують на пневматичних, а великі – на пароповітряних молотах і надважкі – на гідравліч них пресах.

Пневматичні молоти приводяться до дії стисненим по вітрям, що поступає до робочого циліндра від компресора, вбу дованого в станину. Пневматичні молоти не потребують систе ми трубопроводів для підведення енергоносія. Маса падаючих

187

«Товарознавство»

частин цих молотів коливається в межах 50 1000 кг, число ударів на хвилину досягає 200. Маса шаботу повинна бути в 15 20 разів більше маси падаючих частин молота.

Пароповітряні молоти приводяться до дії парою або стисне ним повітрям, що поступає під тиском 0,4 0,8 МПа (4 8 кгс/см2). Вони бувають простої та подвійної дії. В молотах простої дії енер гія пари використовується тільки для підйому баби, а удар відбу вається під дією її сили тяжіння. В молотах подвійної дії тиск пари служить і для примусового прискорення падаючих частин. Маса падаючих частин пароповітряних молотів до 5 т.

Гідравлічні молоти більш досконалі, ніж механічні. В якості енергоносія в молотах використовують нафтові масла. Тиск ро бочої рідини в гідросистемі створюється аксиально або радіаль но плунжерними насосами, що створюють тиск в системі до 18 МПа (180 атм).

На гідравлічних пресах виготовляють поковки масою до 350 т. їх перевагами є можливість досягнення великого зусил ля, практична нечутливість до перевантажень, сталість швид кості руху інструменту, можливість плавного її регулювання, безшумність роботи. Недоліками є порівняно низька продук тивність і велика вартість. Невід’ємною частиною пресів є гідропривод, який може бути насосно безакумуляторним та насосно акумуляторним. За конструкцією преси поділяють на вертикальні та горизонтальні залежно від розміщення робочих циліндрів, за технологічним призначенням – кувальні, штам пувальні, трубопрофільні.

На малих кувальних гідравлічних пресах зусилля досягає 2,94 5,9 МН (300 600 тс), на потужних – до 147 МН (1500 тс).

Штампувальні молоти за своє будовою мало відрізняються від кувальних. Широко застосовуються пароповітряні штампу вальні молоти з масою падаючих частин 0,5 24 т, фрикційні молоти з масою падаючих частин 0,502 т, безшаботні молоти з енергією удару до 981 кДж (100 тс·м), кривошипні кувально штампувальні преси з зусиллям 4,9 78,5 МН (500 8000 тс) і числом ходів 35 90 на хвилину, горизонтально кувальні маши ни з зусиллям 0,981 30,870 МН (100 3150 тс) та ін.

188

Розділ 5. Технологічне обладнання

На безшаботних молотах метал деформується за рахунок зустрічного руху верхньої і нижньої баб. Енергія удару погли нається бабами, тому у молотів немає масивного фундаменту і шаботу. Такі молоти застосовують для штампування поковок масою 50 3500 т.

Кривошипні кувально$штампувальні преси (ККШП) – про гресивний вид обладнання, так як штампування на них в 1,5 2 рази продуктивніше ніж штампування на молотах, значно вища точність штампування, менша витрата металу, процес обробки легко механізується і автоматизується. Всі вони мають криво шипний привод, що перетворює обертовий рух електродвигуна у зворотно поступальний рух виконавчих органів та інструмен ту. Поковки, які штампуються на ККШП, за формою можуть бути складнішими ніж поковки, які виготовляються на молотах.

Горизонтально$кувальні машини (ГКМ) застосовують у крупносерійному та масовому виробництві при штампуванні деталей, що мають форму тіл обертання із різноманітними гол івками, стовщеннями, наскрізними отворами (болти, гайки, втулки, кільця, клапани, шестірні та ін). ГКМ відрізняються високою продуктивністю. В якості вихідного матеріалу зазви чай використовують прокатану заготівку підвищеної точності круглого та квадратного перетину з діаметром або стороною квадрату 20 270 мм.

Радіально$обжимні машини. Застосовують для виготовлен ня циліндричних, ступінчастих та конічних валів, інструмента, конусних хвостовиків, для обжима труб, циліндрів та прутків. При обробці труб можливе внутрішнє профілювання виробів.

Допоміжне обладнання. Заготовками при обробці тиском слу жать виливки або прокатаний метал. Прутковий метал розрізають на мірні шматки, а листовий розкроюють на механічних ножи цях, пилками, газовими або електричними різаками та ін.

Зокрема, випускаються три серії гільотинних ножиців для різних розмірів аркушів:

Speed – модельний ряд високошвидкісних ножиців із частотою ходів до 60 ходів/хв. Серійно виробляються

189

«Товарознавство»

ножиці для різання метолу товщиною 6,8,10,14 мм і дов жиною реза 2050 мм; 3050 мм; 4050 мм.

CCOSI – модельний ряд ножиців із глибиною зева 100 мм. Серійно виготовляються ножиці для різання металу тов щиною 3,6,14,16,20,24 мм і довжиною реза 2050 мм; 3050 мм; 4050 мм.

CCO – модельний ряд ножиців із глибиною зева 500 мм. Серійно виготовляються ножиці для різання металу тов щиною 6,8,10,14 мм і довжиною реза 2050 мм; 3050 мм; 4050 мм; 6050 мм.

Всі моделі ножиць оснащені автоматичним регулюванням зазору між ножицями і кутом нахилу ножів залежно від тов щини й механічних властивостей аркуша, що ріжеться. Можуть бути вбудовані в автоматичний центр різання металу.

Як опція ножиці можуть бути оснащені:

автоматичною підтримкою аркуша при його різанні (для тонких аркушів);

автоматичним евакуатором відрізаного аркуша для його складування;

системою для відрізки вузьких смуг металу, що запобігає

їх скручуванню.

Обробка тиском важка та трудомістка робота, яку на даний час механізують. Для зміни положення заготівок в процесі ку вання використовують маніпулятори – механізовані кліщі, що управляються з пульта. При цьому сам маніпулятор може пе ресуватись по полу або по рейках. У крупносерійному та масо вому виробництві поковок та штамповок широко використо вують різні транспортні засоби, автоматичні завантажувальні пристрої, накопичувальні бункери та ін.

5.2.7. Агрегатні верстати та верстати з ЧПУ

Агрегатні верстати – це верстати, у конструкції яких вико ристовують стандартні вузли (агрегати), тобто автономні (са мостійні) вузли блоки (силові голівки, столи, станини, стійки, системи подачі мастильно охолоджувальних рідин, маніпулято ри та ін., виготовлені по загальних для усього верстатобудуван

190

Розділ 5. Технологічне обладнання

ня стандартах або нормах, завдяки чому їх можна використо вувати багаторазово, створюючи верстати з різними характерис тиками. Агрегатування, тобто створення машин на основі стан дартних вузлів, скорочує терміни і вартість їх проектування і виготовлення, спрощує обслуговування і ремонт, створює мож ливості переналагодження машин для обробки різноманітних деталей. Крім стандартних в агрегатних верстатах є й оригі нальні деталі і вузли.

Два або декілька агрегатних верстатів об’єднують в автома тичну лінію, що представляє собою систему автоматів зв’язаних засобами транспортування і управління. Автоматичні лінії мо жуть бути скомпоновані не тільки з агрегатних, але і з універ сальних та інших верстатів, що випускаються серійно, а також із спеціального обладнання, що дозволяє автоматизувати весь технологічний процес виготовлення виробу. Такі лінії об’єдну ють у більш складні системи – цехи або заводи.

В автоматичні лінії об’єднують також верстати з програм$ ним управлінням, принципова відмінність яких від верстатів автоматів полягає в наявності електронних систем управління технологічним процесом, в той час як автомати управляються за допомогою механічних пристроїв, що знаходяться на розпо дільному валі. Застосування автоматів в умовах дрібносерійно го й одиничного виробництва економічно невигідно через складність їх перелагодження, що зв’язано з виготовленням нових управляючих пристроїв. У верстатах із програмним уп равлінням інформація про заданий рух виконавчих вузлів по дається у вигляді визначеного коду. Найбільш повно техно логічні можливості верстата реалізуються при використанні числового програмного управління. Програма задається на про грамоносії у вигляді чисел (координат переміщень), закодова них електричними імпульсами. При зчитуванні програми за допомогою різних пристроїв імпульси передаються виконавчим механізмам двигунам приводу подачі робочих органів. Пере міщення робочого органа визначається кількістю імпульсів, поданих на двигун. Таким чином, зміна форми і розмірів одно типних деталей, оброблюваних на верстах із ЧПУ, не вимагає

191