книги из ГПНТБ / Игнатов, А. А. Кривошипные горячештамповочные прессы

2. Поковки, имеющие относительно тонкий фланец большого размера, поковки тонкостенные и сложной конфигурации (фланец картера, фланец-вилка и др.). Здесь интенсивный теплообмен между штампом и деформируемым металлом снижает пластичность, повышает истинное сопротивление деформации металла и потреб­ ное усилие пресса. Усилие штамповки в предварительных ручьях обычно на 20—40% ниже, чем в окончательном, причем форма и абсолютные размеры предварительного ручья существенно влияют на усилия и характер формоизменения в окончательном ручье.

3. Поковки типа шестерен. Исследования нагружения прес­ сов при штамповке таких поковок показали, что усилие при окон­ чательной штамповке определяется их относительной толщиной и площадью в плане. Увеличение площади в плане повышает уси­ лие деформирования.

СРАВНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕССОВ

Разделим параметры кривошипных горячештамповочных прес­ сов * на следующие группы:

1) параметры для выбора прессов по номинальному усилию

иработе, которую они могут обеспечить при штамповке деталей;

2)параметры, характеризующие штамповое пространство, от­ крытую и закрытую высоты прессов, позволяющие определить габаритные размеры штампуемой детали, а следовательно, и ин­

струмент, который можно устанавливать на прессе; 3) параметры, характеризующие массу пресса в целом и наи­

более тяжелых деталей, с учетом которых можно проводить мон­ таж и демонтаж деталей, а также определять необходимость в кра­ новом оборудовании;

4) установочные параметры, позволяющие определять поло­ жение пресса по отношению к другим агрегатам, а также площадь

вцехе, занимаемую прессом.

Кпервой группе параметров пресса относятся: номинальное усилие на ползуне пресса; величина хода ползуна пресса; число ходов ползуна пресса в минуту; характеристика электродвига­

теля: мощность и частота вращения.

Ко второй группе параметров относятся: расстояние между стойками пресса в свету; размеры ползуна и стола пресса в на­ правлениях: «спереди — назад» и «слева — направо» (поперек оси главного вала и вдоль его оси); расстояние между столом и пол-

* В книге рассмотрены прессы отечественные и зарубежных фирм: Ново­ краматорского машиностроительного завода (НКМЗ); Воронежского завода тяжелых механических прессов (ЗТМП); Московского автомобильного завода им. И. А. Лихачева (ЗИЛ); Шмерал (ЧССР); Эрфурт (ГДР); Нейшенел, Эджекс, Клиринг, Блисс (США); Массей, Уилкинс-Митчел (Англия); Эймуко, Кизерлинг, Кайзер-Нейшенел (ФРГ); Коматцу (Япония).

13

зуном при его крайнем нижнем положении и регулировке стола вниз (закрытая высота); расстояние между столом и ползуном при его крайнем верхнем положении (открытая высота).

Ктретьей группе параметров относятся: общая масса пресса

всборе; масса отдельно монтируемых узлов в сборе; масса отдель­ ных деталей пресса.

Кчетвертой группе параметров относятся: габаритные размеры пресса в плане; наибольшая высота пресса; наибольшие его де­ монтажно-монтажные габаритные размеры.

Проведем анализ основных параметров кривошипных горячештампОвочных прессов.

Кривошипные горячештамповочные прессы следует рассматри­ вать как универсальные машины,'предназначенные для штамповки

деталей: осадкой в торец (типа тел вращения); истечением — с образованием удлиненной формы изделия (типа поворотного ку­ лака автомобиля ЗИЛ-130); деталей типа шатуна двигателя авто­ мобиля с применением подготовленной на вальцах заготовки или других деталей с вытянутой осью [22].

Прессы, изготовляемые в настоящее время и рекомендованные ГОСТ 6809—70, приведены в приложении 3. За рубежом изготов­ ляют прессы усилием от 300 тс, а по ГОСТ 6809—70 — только от

630 тс.

При расчете хода ползуна и энергетических параметров пресса можно исходить из размеров исходной заготовки h 0 = md0 с по­ следующей осадкой ее до высоты Нп = 0,3Dn (здесь h 0— высота исходной заготовки; т — коэффициент; d0— диаметр заготовки; Нп и Dn — высота и диаметр поковки). Для более удобного закла­ дывания заготовки в штамп учитывают дополнительный размер А5П. Следовательно, ход ползуна пресса (данные ЦНИИТМАШ)

5 П= + Д5П—■h3,

где h3— толщина заусенца на мостике.

Следует также учесть величину возможного опускания пол­ зуна при торможении на величину примерно 0,15п. Зазор ASn между заготовкой и верхним штампом в зависимости от высоты заготовки

зуна 5 Пя» (1,86^-0,88) Dn. В приложении 4 приведены данные по величине хода ползунов изготовляемых прессов. Для определе­ ния хода ползунов прессов имеются рекомендации в работе [22].

14

В некоторых зарубежных прессах, применяемых для штам­ повки плоских поковок и поковок, штампуемых в торец, умень­ шают ход ползуна. Так, в прессе Нейшенел (Рн — 4000 тс) вы­ пуска 1958 г. по сравнению с прессом выпуска 1940 г. ход ползуна с 407 мм уменьшен до 381 мм. Следует отметить, что с уменьшением хода ползуна уменьшаются радиус кривошипа и крутящий момент, что способствует снижению нагрузки на главный вал. Однако при штамповке поковок истечением в связи с затруднениями удале­

сГОСТ 6809—70. При выборе прессов по числу ходов ползунов

вминуту следует учитывать, что прессы с большим числом ходов

вминуту позволяют уменьшить время цикла хода ползуна при правильно выполненном механизме управления прессом и умень­ шить продолжительность контакта поковки со штампами. С умень­ шением времени цикла несколько снижается продолжительность деформации заготовки в штампах. Продолжительность контакта

поковки со штампом зависит от механизации удаления поковок со штампов и числа используемых ходов ползуна пресса. При автоматическом процессе штамповки продолжительность контакта поковки за один ход ползуна уменьшается, а за смену увеличи­ вается.

Вприложении 5 приведены данные по числам ходов ползунов

вминуту различных прессов, выпускаемых в нашей стране по ГОСТ 6809—70 и за рубежом. Число ходов ползунов в прессах Нейшенел усилием до Рн = 2500 тс выпуска 1958 г. понизилось по сравнению с числом ходов ползунов в прессах выпуска 1940 г. (приложение 5). Это уменьшение числа ходов связано с необхо­ димостью повысить надежность работы прессов. В автоматически работающих прессах с учетом времени срабатывания механизмов перемещения заготовки число ходов уменьшено. Так, в прессе Нейшенел усилием Рн — 3000 тс в этом случае число ходов умень­ шено с 50 до 35 в минуту, а в прессе усилием Рп — 700 тс со 100 до 45 в минуту.

Энергетические возможности кривошипных горячештамповоч­ ных прессов определяются мощностью установленных на них электродвигателей, их частотой вращения и запасенной кинети­ ческой энергией маховых масс приводов.

Известно, что электродвигатели прессов сравнительно быстро выходят из строя по различным причинам. В приложении 6 при­ водятся характеристики электродвигателей различных прессов. Опыт эксплуатации прессов и исследования, проведенные кафедрой обработки металлов давлением Запорожского политехнического института, показали целесообразность установки в прессах мощ­ ных электродвигателей.

В приложении 7 приведены энергетические параметры неко­ торых кривошипных горячештамповочных прессов. Как видно из

15

Вид Б

в-в

Рис. 5. Штамповое пространство пресса НКМЗ (Рн = 6300 тс)

приложения, запасенная кинетическая энергия привода пресса ЗИЛ (Рн = 2500 тс) составляет 362 000 кгс м и намного превышает энергию привода пресса Нейшенел (Рн = 4000 тс). Это достигается за счет увеличенного приведенного момента инерции маховых масс.

Рассмотрим параметры прессов, характеризующие штамповое пространство, открытую, закрытую высоты и величину их регу­ лировки. Закрытую высоту пресса h следует проектировать таким образом, чтобы можно было поместить штамповый -пакет пресса, состоящий из верхней и нижней частей с вмонтированными в них штамповыми вставками. Штамповый блок должен вписываться в пресс, а его направляющие не должны мешать установке пакета. На рис. 5—8 в качестве примера приведены размеры штамповых пространств прессов.

В приложении 8 даны размеры закрытой и открытой высот, а также величины их регулировки наиболее широко распростра­ ненных кривошипных горячештамповочных прессов. Средние зна­ чения открытой высоты Я ср в прессах Эджекс и по ГОСТ 6809—70

и/гср в прессах Клиринг, Массей, Шмерал и прессах Нейшенел.

Вработе [22] указано, что высота штампа должна быть несколько увеличена, чтобы расширить диапазон штамповки выдавливанием стержневых поковок сплошных и полых форм, в связи с чем же­ лательно увеличение штамповой высоты прессов против рекомен­ дуемой по ГОСТ 6809—70.

На основании данных по размерам закрытых высот прессов, выпускаемых различными зарубежными фирмами, а также НКМЗ, можно рассчитывать закрытую высоту h в мм по формулам: 1) для

приведены рекомендуемые параметры специализированных прес­ сов, предназначенных для штамповки деталей прессованием (исте­

других параметров пресса нужно исходить из его назначения. Для встраивания средств автоматизации в прессе нужно увеличи­ вать окна в станинах и закрытую высоту. Для универсальных прессов закрытая высота пресса может быть принята по ГОСТ 6809—70.

На ЗТМП спроектирован и изготовлен кривошипный горяче­

р ц

'^\Ук/юн75°%

Рис. 6. Штамповое пространство пресса НКМЗ (Рн = 4000 тс)

Таблица 3

Номинальное усилие Р , тс

Параметр пресса

2. Для специализированного пресса усилием 400 гс рекомендуются размеры стола справа налево 590 мм, спереди назад 710 мм; размеры ползуна в плане 550X550 мм; жесткость пресса 300 тс мм.

отличия этого пресса от универсальных состоят в увеличенном ходе ползуна на 33%; уменьшенном числе ходов ползуна в минуту на 40%; увеличенном размере штампового пространства (закрытой высоты) на 36%; увеличенных окнах в стойках пресса; увеличен­ ной мощности электродвигателя (на 43%), а также увеличенных маховых массах привода пресса; увеличенном ходе (на 36%) и усилии нижнего выталкивателя. В табл. 4 приведены сравни­ тельные характеристики универсального пресса и пресса для вы­ давливания.

Рассмотрим параметры универсальных прессов: расстояния между стойками в свету, размеры ползуна и стола, ходы верхнего и нижнего выталкивателей.

По ГОСТ 6809—70 расстояние между стойками в свету изме­ няется примерно пропорционально номинальному усилию пресса, причем отношение этого размера к ходу ползуна постепенно уве­ личивается (см. приложение 9). Среднее значение .этого размера составляет 3,77S n. То же самое можно сказать о размерах ползуна

20