40 3.3. Горячештамповочные автоматы

Автоматы для горячей объемной штамповки применяют в серийном, крупносерийном и массовом произ­водстве. Их производительность до­стигает 200 и более изделий в 1 мин, что во много раз превышает произво­дительность универсального горячештамповочного оборудования. При штамповке на автоматах достигается высокая стабильность размеров поковок с небольшими (0,5 – 1 мм на сто­рону) припусками на последующую обработку при отсутствии заусенцев и штамповочных уклонов на поковках, что приводит к экономии металла и трудозатрат. Себестоимость получае­мых изделий относительно низкая.

Серийно выпускают автоматы усили­ем 400 – 15 000 кН, а по специаль-ным заказам и до 28 000 кН. Масса штам­пуемых на автоматах поковок обычно не превышает 3 – 5 кг.

Горячештамповочные автоматы ра­ботают как самостоятельные машины, либо входят как составная часть в ав­томатические линии. Их применяют также в сочетании с холодноштамповочными для комбинированной штам­повки, что позволяет повысить точ­ность поковок.

Типовые поковки. Поковки, полу­чаемые на горячештамповочных автоматах, можно разделить на две группы.

К первой группе относятся удлинен­ные поковки типа стержня с головкой. Это в основном болты большого диаметра.

Вторую группу поковок составляют короткие цилиндрические изделия типа гаек (шестигранных, квадратных, спе­циальных), шестерен и колец, вы­сота которых, как правило, меньше диаметра. Сюда же относятся более сложные, в том числе асимметричные поковки, штампуемые на автоматах с применением процессов прямого и обратного выдавливания.

Ниже приведены геометрические ха­рактеристики типовых поковок этой группы (табл. 4, рис. 7). Геометрические характеристики (мм) колец ролико-подшипников (см. рис. 7, в – д), получаемых на авто­мате АМР70, следующие.

 

Таблица 4

Геометрические характеристики (мм) колец шарикоподшипников,

получаемых на горячештамповочных автоматах

 

Параметр (см. рис. 7, а, б)	АМР20	АМР30	АМР70
Наружный  диаметр , не более Допуски: на наружный диаметр на внутренние диаметры  и на высоту кольца на эксцентричность Припуски на обработку: А – по наружному диаметру на сторону В – по внутреннему диаметру на сторону s – по высоте Толщина перемычки  под прошивку	35   ±0,1 ±0,15 ±0,2 0,4 – 0,5   0,5 0,75 0,75	60   ±0,15 ±0,2 ±0,25 0,45 – 0,5   0,5 0,75 0,75	120   ±0,2 ±0,3 ±0,3 0,6 – 0,8   0,75 1,2 1

 

Рис. 7. Геометрические характеристики типовых поковок.

 

Наружный  диаметр , не более…………………………...…120

Допуски:

на наружный диаметр …………………………………±0,2

на внутренние диаметры  и …………………………±0,3

на высоту кольца ………………………………………±0,3

на эксцентричность……………………………………..0,5 – 1,0

Припуск  на обработку в зависимости 

от толщины стенки :

до 7,5………………………………………………………..2,0

св. 7,5……………………………………………………….1,0

Толщина стенок  в за­висимости от угла :

до 6°………………………………………………………….9

6 – 15°………………………………………………………7,5

15 – 25°………………………………………………………6

Толщина   перемычки   под прошивку …………………

Геометрические характеристики (мм) шестерен и фланцев (см.  рис. 7, е) получаемых на автомате CF-6 фирмы «Peltser» следующие.

Наружный  диаметр , не более………………………………121

Допуски:

на наружный диаметр …………………………………±0,5

на внутренние диаметры  и …………………………±0,5

на высоту кольца ……………………………………±1,0 – 2,0

Чтобы выдержать заданные допуски при достаточно высокой стойкости инструмента, необходимо свести к ми­нимуму образование окалины при нагреве, а также выполнить следующие требования:

1) отклонение диаметров прутков при использовании для штамповки горячекатаной стали не должно пре­вышать 1 мм в одной партии; в про­тивном случае следует выполнять ка­либровку или сортировку прутков;

2)  высота кольца после штамповки должна составлять не более 0,8 – 0,9 его внутреннего диаметра.

Определение   силовых   параметров штамповки.   В  технических   характе­ристиках горячештамповочных   авто­матов обычно указывают номинальное усилие и наибольший размер отрезае­мой   заготовки.

Усилие  штамповки  определяют  по формуле:

,

где  – площадь проекции поковки на плоскость, перпендикулярную к направлению движения ползуна;

 – временное сопротивление материала при температуре штамповки;

 – ко­эффициент, учитывающий характер технологической операции (табл. 5);

 – скоростной коэффициент, учиты­вающий скорость деформирования ма­териала (рис. 8).

Таблица 5

Зависимость коэффициента  от технологической операции

 

Операция	Схема штамповки	Коэффициент
Осадка, свободная высадка
Высадка в закрытой матрице
Выдавливание и высадка тонкостенных полостей

Рис. 8. График для определения скоростного коэффициента

 

Усилие отрезки заготовок с учетом притупления ножей определяют по формуле:

,

где  – диаметр   отрезаемой   за­готовки.

Для нормальной стабильной работы необходимо гарантированное выталки­вание изделий из матриц и пуансонов, что обеспечивается соответствующим  усилием  выталкивания:

для   цилиндрических   поковок:

,

где    – диаметр поковки;

 – вы­сота поковки;

 – коэффициент тре­ния между поковкой и инструментом;  ( – температура штамповки);

 – давление; ;

для   шестигранных   поковок   (заго­товок  гаек):

,

где  – размер под ключ для данной заготовки   гайки;

для квадратных поковок:

,

где  – сторона квадрата.                               

Автоматы для горячей штамповки стержневых изделий. Горизонтальный однопозиционный автомат А315 с разъ­емной матрицей применяют для изготовления   болтов.

Технические характеристики авто­мата A315 следующие:

Номинальное усилие, кН……………………………………………2500

Размеры   штампуемых   за­готовок, мм:

диаметр………………………………………………….……….27 – 36

длина……………………………………………………..………50 – 250

Ход ползуна, мм………………………………………………………280

Производительность   авто­мата (регулируемая), шт./мин…….41 – 63 – 85

Установленная    мощность электродвигателей, кВт……………….35

Габаритные размеры авто­мата, м:

длина…………………………………………………………….…4,75

ширина………………………………………………………….…..3,1

высота (над уровнем по­ла)…………………………………….…..2,3

Масса автомата, т……………………………………………………...29

Вертикальные прессы-автоматы «Роlimaster» фирмы «Peltser» имеют три или четыре штамповочные позиции и работают, как правило, в составе автоматических линий, включающих оборудование для отрезки заготовок, нагрева участка заготовки под штам­повку, а также автоматы для после­дующей обработки     (редуцирование стержня, обрезка облоя, накатка резь­бы). Подачу заготовок в пресс, их передачу между позициями штамповки и удаление отштампованных заготовок осуществляет грейферный механизм (табл. 6).

 

Таблица 6

Технические характеристики прессов-автоматов фирмы «Peltser»

 

Параметр	РМ160	РМ250	РМ450	РМ630	РМ800	РМ1000	РМ1250	РМ1500	РМ2000
Номинальное усилие пресса, кН Число штамповочных позиций Частота ходов штамповочного ползуна, мин-1 Ход штамповочного ползуна, мм Диаметр, мм: штамповочной матрицы пуансонов Длина штампуемой заготовки, мм Мощность электродвигателя, кВт Масса пресса, т	1600   3     60   180     130 45   75   30 21	2500   3     60   315     150 55   225   50 33	4500   4     50   275     220 75   125   80 61	6300   4     50   350     275 90   150   120 85	8000   4     40   350     300 100   150   150 105	10 000   4     40   350     335 110   175   200 140	12 500   4     40   350     360 125   175   250 175	15 000   4     30   400     400 140   200   300 210	20 000   4     30   400     450 160   200   380 280

 

Многопозиционный автомат BSRV для горячей штамповки фирмы Kieserling» с шестью матрицами изготовляет шестигранную головку болта за три рабочих перехода. Пере­дачу заготовок между позициями штам­повки производят непосредственно ма­трицы, расположенные в периоди­чески поворачивающемся блоке. Авто­мат предназначен для горячей штам­повки штучных заготовок диаметром 12 – 25 мм, длиной 60 – 200 мм с производительностью 60 шт./мин. В ком­плект входит стеллаж для подачи прутков, пресс для рубки заготовок, индукционное нагревательное устрой­ство и средства транспортирования.

Автоматы для горячей штамповки коротких изделий. При штамповке гаек, шестерен, колец шарикоподшип­ников пруток подается с автоматиче­ского стеллажа в индукционный на­греватель, а из него непосредственно в автомат на позицию отрезки штучных заготовок. Автоматы (табл. 7), как правило, имеют три штамповочные позиции. Крупные автоматы с усилием 8000 кН и более выполняются четырехпозиционными. Штамповка произ­водится одновременно на всех по­зициях с выдачей готовой поковки после  каждого  хода ползуна.

 

Таблица 7