Особенности тех.процесса для штамповки на КГШП. Поковки третьей группы.

На Кривошипном горячештамповочном прессе штампуются по  ковки сложной конфигурации массой до 100 кг. Условие де формирования отличается от условия деформирования на мо лотах.  Это объясняется различной скоростью                деформирования, которая на молотах составляет 5-8 м/с, а на прессах 0.5 – 0.6 м/с, поэтому и процесс заполнения полости штампа металлом на прессах происходит менее интенсивно, чем на молотах. На молотах полость ручья заполняется металлом за несколько ударов, а на прессе – за один ход ползуна. Это требует более тщательного фасонирования заготовки при штамповке сложных поковок.

Точность штамповки на КГШП выше, чем на молоте, что объясняется отсутствием ударной нагрузки, точным направление половин штампа за счет наличия направляющих элементов, а также фиксированным положением верхней части штампа в нижней мертвой точке и жесткой конструкцией станины. Наличие у прессов выталкивателей позволяет:

уменьшить штамповочные уклоны;

применять закрытую штамповку;

применять штамповку выдавливанием.

При штамповке на КГШП в открытых штампах в нижней мертвой точке они не соприкасаются между собой и между ними существует зазор. В связи с этим нет зеркала штампа, а зазор выполняют за счет толщины облойной канавки.

Так как величина хода пресса постоянна, а его нижнее положение фиксировано, то за один ход можно достичь лишь определенной степени деформации. Это условие затруняет выполнение процесса подкатки и протяжки, так как для их осуществления необходимо соответствующее количество ручьев: если на молоте в подкатном ручье заготовка обрабатывается за 6-8 ударов с кантовкой заготовки, то на КГШП необходимо соответствующее количество ручьев (6-8). Поэтому подкатные и протяжные ручьи на прессах не применяются, а при штамповке сложных поковок применяют фасонированные заготовки, перераспределение металла в которых выполнено на другом оборудовании – ковочных вальцах, ГКМ (горизонтально-ковочных машинах), молотах.

Процесс заполнения ручья и образования облоя на прессе происходит за один ход, облой при этом не успевает остыть, а следовательно не позволяет образовать по периметру ручья должного сопротивления вытеканию металла в облой. В результате может наблюдаться значительный выход металла в облой при недозаполненной полости ручья. Это требует более тщательного фасонирования заготовки, обеспечивающего заполнение окончательного ручья преимущественно осаживанием, а не выдавливанием.

Неударный характер работы пресса приводит к ухудшению возможности удаления окалины с заготовки при штамповке, а также способствует заштамповке окалины в поверхность поковки. Усугубляется это еще и тем, что штамповка заготовки происходит за один ход пресса, поэтому для улучшения качества поверхности штампуемых поковок необходимо применять малоокислительный нагрев.

КГШП получили распространение в крупносерийном и массовом

производстве поковок сложной формы массой до нескольких сот килограммов.

По сравнению со штамповкой на молотах они имеют ряд преимуществ:

— поковки имеют более высокую точность, особенно по высоте;

— припуски на обработку резанием на 20—30% и штамповочные уклоны

в 2—3 раза меньше, так как существуют верхний и нижний выталкиватели, и

как следствие — увеличение коэффициента использования металла;

— производительность при штамповке на КГШП повышается в среднем

в 1,4 раза, а при штамповке поковок шестерен — в 2 раза;

— процесс штамповки полностью автоматизируется;

— КПД прессов выше, чем у молотов в 4 раза;

— КГШП более надежны, а работа на них более простая. 

К числу недостатков КГШП относятся:

— меньшая универсальность в работе по сравнению с молотом;

— необходимость очистки заготовок от окалины перед штамповкой, так

как деформация происходит за один ход пресса и вся окалина может

заштамповываться в поверхность поковки, что приводит к вмятинам на

поверхности;

— ввиду худшего заполнения полостей при штамповке на КГШП

требуется большее количество ручьев по сравнению с молотовыми штампами;

— штампы КГШП более сложные, регулировка их трудоемкая;

— стоимость КГШП в 3—4 раза выше, чем стоимость эквивалентного по

мощности молота.

Под термином «поковка» следует понимать заготовку для определенной продукции из металла или же саму готовую продукцию, которая была выкована или отштампована.

Поковки по видам испытаний подразделяются на следующие группы:

I группа – без испытаний
II группа – с испытанием по определению твердости: в изготовление используется одна и та же сталь, проходят термическую обработку;
III группа – с испытанием, которое определяет твердость: поковки из одной и той же стали, проходят термическую обработку по одинаковому режиму;
IV группа – испытания на растяжение, а также испытания, определяющие ударную вязкость и твердость: поковки, которые выполнены из одной и той же плавки стали проходят термическую обработку;
V группа – испытания на, определение ударной вязкости, твердости и растяжения: в данном случае принимается каждая отдельно взятая поковка.

Материалом для изготовления поковок служат слитки, обжатые болванки, так называемые, блюмсы, катаные или же кованые заготовки с установок непрерывной разливки стали, а также различные виды металлопроката. Причем материал этот должен быть изготовлен из углеродистой, низколегированной или легированной стали и соответствовать требованиям ГОСТ 380-94, ГОСТ 1055-88, ГОСТ 19281-73, ГОСТ 4543-71.

Поковки по размерам своим учитывают припуски на механическую обработку, допуски на размеры, а также напуски на пробы для контрольных испытаний. Поковки, прошедшие термическую обработку, по своим механическим свойствам подразделяются на категории прочности (I, II, III, IV, V группы).

На поверхности готовых поковок не должны быть какие-либо трещины, заковы или песочины. Однако в соответствии с ГОСТ 8479-70 допускается наличие на необрабатываемых поверхностях вмятин от окалины и забоины, пологая вырубка или зачистка дефектов при условии, что их глубина не выходит за пределы наименьших допускаемых размеров поковок по ГОСТ 7062-79 или по нормативно-технической документации – для поковок массой более 100 тонн. Поверхности же поковок, подвергаемых чеканке, не должны имеет никаких дефектов.

Что касается обрабатываемых поверхностей, то на их допускаются отдельные дефекты без удаления, если глубина их, определяемая контрольной вырубкой или зачисткой не превышает семьдесят пять процентов фактического одностороннего припуска на механическую обработку для тех поковок, которые были изготовлены методом ковки, и пятьдесят процентов для штампованных поковок.

Каждая поковка проходит обязательный контроль качества, а I, II, III, IV, V группы изделий проходит ряд обязательных испытаний и только после успешного из завершения выставляются на продажу.

Лазерная резка.

Технология резки и раскроя материалов, использующая лазер высокой мощности и обычно применяемая на промышленных производственных линиях. Сфокусированный лазерный луч, обычно управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств. В процессе резки, под воздействием лазерного луча материал разрезаемого участка плавится, возгорается, испаряется или выдувается струей газа. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния. Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал, возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствие этого лазерную резку, даже легкодеформируемых и нежестких заготовок и деталей, можно осуществлять с высокой степенью точности. Благодаря большой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Легкое и сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса.

Процесс

Для лазерной резки металлов применяют технологические установки на основе твердотельных, волоконных лазеров и газовых CO2-лазеров, работающих как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах излучения. Промышленное применение газолазерной резки с каждым годом увеличивается, но этот процесс не может полностью заменить традиционные способы разделения металлов. В сопоставлении со многими из применяемых на производстве установок стоимость лазерного оборудования для резки ещё достаточно высока, хотя в последнее время наметилась тенденция к её снижению. В связи с этим процесс лазерной резки становится эффективным только при условии обоснованного и разумного выбора области применения, когда использование традиционных способов трудоемко или вообще невозможно.

Лазерная резка осуществляется путём сквозного прожига листовых металлов лучом лазера. Такая технология имеет ряд очевидных преимуществ перед многими другими способами раскроя:

Обрабатываемые материалы

Для лазерной резки подходит любая сталь любого состояния, алюминий и его сплавы и другие цветные металлы. Обычно применяют листы из таких металлов:

Сталь от 0.2 мм до 25 мм

Нержавеющая сталь от 0.2 мм до 30 мм

Алюминиевые сплавы от 0.2 мм до 20 мм

Латунь от 0.2 мм до 12 мм

Медь от 0.2 мм до 15 мм

Для разных материалов применяют различные типы лазеров.

Охлаждение

Лазер и его оптика (включая фокусирующие линзы) нуждаются в охлаждении. В зависимости от размеров и конфигурации установки, избыток тепла может быть отведен теплоносителем или воздушным обдувом. Вода, часто применяемая в качестве теплоносителя обычно циркулирует через теплообменник или холодильную установку.

Энергопотребление

Эффективность промышленных лазеров может варьироваться от 5% до 15%. Энергопотребление и эффективность будут зависеть от выходной мощности лазера, его рабочих параметров и того, насколько хорошо лазер подходит для конкретной работы. Величина необходимой затрачиваемой мощности, необходимой для резки, зависит от типа материала, его толщины, среды обработки, скорости обработки.

 29.Ковка на молотах. Разработка чертежа поковки.

В настоящее время при свободной ковке пользуются приводными мо­лотами и прессами. Это позволяет увеличить производительность ковки и обрабатывать крупные заготовки. Основные операции при свободной ковке на молотах и прессах такие же, как и при ручной. Инструмент, при­меняемый при ковке на молотах и прессах, несколько от­личается от инструмента для ручной ковки. Например, при рубке применяют кузнечные топоры, для прошивки и пробивки отверстий используют прошивки, кроме то­го, при свободной ковке применяют различные обжимки и раскатки. При работе с тяжелыми заготовками широ­ко используются приспособления для их кантовки и перемещения: кантователи и манипуляторы.

Ковочные молоты подразделяются на приводные и паро-воздушные. Приводные молоты в свою очередь бы­вают рычажно-пружинные, пневматические и фрикцион­ные. Паро-воздушные молоты бывают одинарного и двойного действия. Часть молота, которая служит опо­рой стальной подушки и нижнего бойка, называется ша­ботом. Падающая часть молота называется бабой. Ниж­няя часть бабы, которая соприкасается при ударе с за­готовкой, называется бойком. Чем тяжелее падающая часть молота и чем больше высота и скорость падения, тем больше сила удара молота.

Основной характеристикой молота является масса его падающих частей. Имеются молоты с весом падаю­щих частей от 150 кг до 16 т.

Пневматический молот имеет два парал­лельных цилиндра — рабочий й компрессионный. В рабочем цилиндре движется поршень, связанный с бабой-бойком . Поршень приводятся в движение кривошипно-шатунным механизмом. Он сжимает пооче­редно воздух в нижней и верхней полостях компрессор­ного цилиндра и нагнетает его в полость рабочего ци­линдра по каналам, в результате чего происходит опус­кание (удар) и подъем бабы. Для выпуска воздуха из цилиндра и его впуска используются краны, управляе­мые педалью. Пневматические молоты дают возмож­ность делать отдельные удары автоматически и поддер­живать бабу в поднятом состоянии или прижимать ее к заготовке. Вес падающей части пневматических молотов колеблется от 50 до 1000 kгc.

Паро-воздушные молоты бывают простого и двойного действия. Они приводятся в движение паром или сжа­тым воздухом, поступающим под давлением 0,4—0,8 МН/м² (4—8 кгс/см²). В молотах простого действия пар используется для подъема бабы. Удар бабы по заготов­ке происходит под действием силы тяжести. В молотах двойного действия пар служит не только для подъема бабы, но и для увеличения силы удара. Паро — воздушные молоты изготовляют с весом падающей части до 16 тс.

Гидравлические ковочные прессы применяются для получения тяжелых поковок из слитков, масса которых достигает 250 т, а также в штамповочном производстве. Прессы обеспечивают равномерную деформацию метал­ла, не требуют сооружения дорогостоящих фундаментов, работают бесшумно и просто управляются. Гидравличе­ские прессы могут создавать давление до 700 МН (70000 тс).

Чертеж поковки разрабатывается по чертежу готовой детали в такой последовательности:
1. Устанавливаются допуски на необрабатываемых местах поковки, а также рациональное расположение волокон в соответствии с механическими свойствами готовой детали.
2. Назначаются припуски на последующую обработку детали резанием и допуски.
3. Устанавливается база опоры при первой операции обработки резанием.
4. Определяются штамповочные уклоны, радиусы закруглений.
5. Устанавливается линия разъема с учетом необходимости создать условия для хорошего заполнения окончательного ручья штампа и свободного извлечения поковки из этого ручья.
6. При разработке чертежа необходимо проанализировать все возможные варианты технологии штамповки данной поковки (на молоте, на прессе, на ГКМ), а также возможность замены ковки отливкой, с применением обработки резанием, чеканкой, калибровкой и т. д. Выбор варианта должен быть проверен технико-экономическими расчетами.
7. Составить технические условия на поковку.
8. Согласовать чертеж поковки с конструктором, выдавшим чертеж готовой детали, и с технологом, которому предстоит разрабатывать технологический процесс последующей обработки поковки резанием.
Допуски на штамповку и припуски поковок определяются по ГОСТ 7505—74. По тому же ГОСТу должны приниматься припуски на механическую обработку.
За базу — часть поверхности поковки, которая служит опорой при первой операцииобработки резанием,— нужно принимать такую поверхность, которая при штамповке поковки остается неизменной и хорошо заполняется металлом. Базовые поверхности должны быть определены совместно с технологом по обработке резанием и отмечены в чертеже.

При разработке чертежа поковки различают:
исходную деталь - деталь, разработанную конструктором и подлежащую изготовлению;
условную деталь - деталь, составленную из нескольких исходных деталей, с учетом припуска на их разрезку;
поковку после обдирки - деталь, на которую назначены припуски на термическую обработку, для механических испытаний, а также на захват при термообработке в вертикальных печах;
поковку без напусков — поковку после обдирки, на которую назначены припуски только на механическую обработку;
технологическую поковку - поковку, созданную на основе чертежа поковки, после ее обдирки, для последующего получения поковки на прессе или молоте с проверкой соответствия ее отдельных элементов (высоты уступов, впадин, длины ступеней и т.д.) требованиям ГОСТа;
оптимальную поковку - один из вариантов технологической поковки после корректировки ее размеров с учетом конкретных технологических возможностей предприятия (оборудования, инструмента, оснастки) и обеспечения минимального расхода металла.

В настоящее время основные типы технологических поковок, величина их кузнечных напусков, припусков и допусков регламентируются ГОСТами 7062-90 и 7829-90. Для случаев, не предусмотренных этими стандартами, конфигурацию поковок, величину напусков, припусков и допусков на практике обычно устанавливают в соответствии с отраслевыми стандартами или заводскими нормалями.

Основу ГОСТа 7062-90 и ГОСТа 7829-90 составляет классификация основных типов поковок на группы с учетом конструктивно-технологического признака деталей.