Машина и ее служебное назначение

         Для увеличения пластичности при обработке давлением часто применяют нагрев, что позволяет снизить усилия в 10—15 раз по сравнению с обработкой холодной заготовки, а также избежать появления трещин и сократить время операции. В качестве нагревательных устройств в К.-ш. п. используют печи: пламенные (камерные и методические) и электрические (с нагревательными элементами и индукционные).

         2.4 Оборудование термических цехов

Для нагрева мелких и  средних деталей в термических  цехах при индивидуальном и серийном производстве применяют камерные печи, работающие на жидком и газообразном топливе а также с применением электроэнергии. Для печей жидкое топливо используют ограниченно, так как оно имеет большую вязкость. Вследствие этого мазут плохо распыливается даже в подогретом состоянии, плохо смешивается с  воздухом, и поэтому при горении выделяется большое количество дыма. В связи с этим затрудняется автоматизация теплового режима печей и нарушаются санитарно-технические условия в цехе. В настоящее время на заводах печи работают на газообразном топливе. Жидкое топливо используется только при отсутствии газообразного топлива.

Колпаковые печи служат для отжига стальной проволоки и ленты и для термической обработки цветных сплавов. Кол паковые печи могут быть газовые и электрические. Вес загруженных деталей достигает 25 т. Рабочая температура достигает 900° С. При цикле термической обработки (нагрев, выдержка, охлаждение) в 38 ч производительность установки составляет 600 кг!ч, мощность печи 380 кет.

Печь с передвижной камерой предназначена для прочностного и антикоррозионного газового азотирования средне- и крупногабаритных стальных изделий.

Для отжига деталей из магнитных сплавов титана, для  спекания металлических порошков и  для других целей в промышленности применяются вакуумные печи.

Для термической обработки  деталей большой длины применяют газовые шахтные вертикальные печи.

2.5 Приборы для контроля температуры

В автоматических системах измерение и контроль температуры  осуществляют на основе измерения физических свойств тел, функционально связанных с температурой последних. Приборы для измерения и контроля температуры по принципу действия могут быть разделены на следующие группы:

1.1. Термометры для  измерения температуры контактным  методом. 

1.1.1. Термометры расширения, измеряющие температуру по тепловому расширению жидкости (жидкостные) или твердых тел (дилатометрические, биметаллические).

1.1.2. Манометрические  термометры и преобразователи,  использующие зависимость между  температурой и давлением газа (газовые) или насыщенных паров жидкости (конденсационные).

1.1.3. Термоэлектрические  преобразователи (ТП), работающие  в комплекте со вторичными  приборами или измерительными  преобразователями; принцип действия  основан на измерении термоэлектродвижущей  силы (термоЭДС), развиваемой термопарой (спаем) из двух различных проводников (термоЭДС зависит от разности температур спая и свободных концов ТП, присоединяемых к измерительной схеме).

1.1.4. Термопреобразователи  сопротивления (ТС), работающие в  комплекте со вторичными приборами или измерительными преобразователями различного типа; используют изменение электрического сопротивления материалов (металлов, полупроводников) в зависимости от изменения температуры.

1.2. Пирометры для измерения  температуры бесконтактным методом.

1.2.1. Яркостные пирометры,  измеряющие температуру по яркости  нагретого тела на данной длине  волны. 

1.2.2. Радиационные пирометры  для измерения температуры по  тепловому действию лучеиспускания  накаленного тела во всем спектре  длин волн.

При измерении температуры используют шкалу под названием «Международная практическая температурная шкала 1968 г.» (МПТШ—1968). Единицей температуры является кельвин (К), а также градус Цельсия (°С). Соотношение между ними следующее: t68 = Т68 — 273,15, где t68 — температура в градусах Цельсия; Т68 — температура в Кельвинах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Кузнечно-прессовое оборудование

Кузнечно-штамповочное производство позволяет получать фасонные заготовки, отличающиеся более высокими значениями механических характеристик материала (особенно пластичности и вязкости) по сравнению с полученными литьем, что обеспечивает повышенную надежность деталей.

Госгортехнадзор требует изготовлять  детали, от которых зависят жизнь  и здоровье людей только из заготовок, полученных обработкой давлением.

1. Ковочные молоты

Пневматические  ковочные молоты приводятся электродвигателем. При перемещении поршня воздух сжимается и при открывании кранов подается в рабочий цилиндр. В результате падающие части перемещаются вниз-вверх и наносят удары по заготовке, лежащей на нижнем бойке, закрепленном на массивном шаботе. Масса шабота ковочных молотов в 10—16 раз больше массы падающих частей. Чем больше масса шабота, тем выше КПД. Все части объединены в единое целое станиной.. Эти молоты могут: наносить единичные и автоматические удары регулируемой энергии, осуществлять прижим поковки к нижнему бойку (например, для гибки и скручивания); держать боек 3 на весу и работать на холостом ходу(баба свободно лежит на нижнем бойке). Молоты деформируют металл за счет энергии, накопленной падающими частями к моменту их соударения с заготовкой, пропорциональной массе падающих частей, которая и является энергетической характеристикой этих машин.

Пневматические молоты выпускаются  с номинальной массой падающих частей от 50 до 1000 кг (модели МВ4127 ... М4140А). Область их применения — ковка мелких поковок (средняя масса фасонной поковки 20 кг).

Паровоздушные ковочные молоты по принципу действия похожи на пневматические, но приводятся в действие паром или подогретым сжатым воздухом давлением 0,7—0,9 МПа, поэтому для их работы на заводе требуется наличие котельной или компрессорной. Современные молоты используют пар не только для подъема бабы, но и для нанесения удара, когда пар подается в поршневую полость цилиндра, т. е. являются молотами двойного действия. По конструкции станины они делятся на арочные (например, 1343А), мостовые (например, Ml547) и одностоечные.

Удары верхним бойком по заготовке  наносятся подручным по сигналам кузнеца-бригадира воздействием на золотники с помощью рычагов. У мостовых молотов расстояние между стойками равно нескольким метрам — для обеспечения доступа к бойкам со всех сторон, чтобы было удобнее манипулировать заготовкой и инструментами. Арочные и мостовые молоты имеют массу падающих частей от 1 до 8 т.

 

2.  Гидравлические ковочные прессы

Гидравлические  ковочные прессы (рис. 2.4, о) являются машинами статического действия, они характеризуются величиной развиваемого усилия.

В СССР строят ковочные прессы усилием 5—125 МН. Область их применения — изготовление крупных поковок в основном из слитков. Пример маркировки: ГШ 1341 (для пресса усилием 12,5 МН). Масса заготовки при ковке может достигать 400 т, поэтому исключительно важна комплексная механизация и автоматизация процесса ковки для исключения тяжелого труда; повышения производительности и точности ковки.

 

3. Оборудование для горячей объемной штамповки
1. Паровоздушные штамповочные молоты (ПШМ).

ПШМ конструктивно несколько отличаются от ковочных паровоздушных молотов. При штамповке металл, преодолевая сильное сопротивление вытекает из штампа, заполняя заусенечную (облойную) канавку. Удары молота в этот момент гораздо жестче, чем при ковке. В СССР изготовляются ПШМ с массой падающих частей от 0,63 до 25 т.

Инструментом при штамповке  на ПШМ служит штамп. Штамп может иметь от одного до нескольких ручьев. Ручей — совокупность вырезов в верхнем и нижнем штампе, одновременно деформирующих заготовку. Штамп — инструмент специальный, предназначенный для получения только одного типоразмера поковки. На штампе, например, рычага педали дорожного велосипеда нельзя штамповать рычаг педали детского велосипеда (если они неодинаковы). Однако по сравнению с ковкой штамповка обеспечивает значительно более высокую производительность, позволяет получать более сложные, приближенные по формам и размерам к детали поковки, требующие меньшего объема обработки резанием за счет меньших припусков.

Суммируя достоинства  и недостатки штамповки на ПШМ, можно  сказать следующее. ПШМ позволяют  получать поковки с большой разницей площадей поперечных сечений по длине без привлечения другого оборудования. Вследствие отсутствия выталкивателей в штампах ПШМ уклоны на поковках значительны. Современные ПШМ (например, МА2140) имеют выталкиватели в нижнем штампе. Отверстия в поковках имеют перемычки, удаляемые на обрезных прессах. ПШМ требуют для своей работы наличия котельной для производства пара или подогрева сжатого воздуха, получаемого в компрессорной; остальное штамповочное оборудование имеет электрический (в наше время — универсальный) привод. Штамповка на ПШМ требует хорошей подготовки рабочего. Резкие удары ПШМ могут сильно мешать работе соседнего оборудования, сотрясая его, поэтому ПШМ часто устанавливают на амортизаторы-виброгасители. Штамповка на ПШМ в закрытых штампах не требует специальных компенсаторов, так как баба молота может остановиться в любой точке своей траектории после израсходования энергии на деформирование. Ударный характер работы приводит к повышенной опасности для работающих, требует от них повышенного внимания и ведет к повышенной утомляемости, однако делает ПШМ предпочтительными для получения поковок с относительно высокими ребрами.

3.3.2 Бесшаботные с ленточной связью

Бесшаботные молоты с  двусторонним встречным ударом баб, скорость движения которых около 3 м/с, используют для штамповки крупных поковок главным образом в одноручьевых штампах. Энергия удара в бесшаботных молотах используется лучше, их фундаменты в 8-10 раз меньше по размерам, чем фундаменты эквивалентных им паровоздушных штамповочных молотов, при их работе не происходит сотрясения зданий.

Из всех типов бесшаботных  молотов наиболее распространены паровоздушные молоты с ленточной связью баб, управляемые с помощью рукоятки.

Нижняя баба, которая  примерно на 10% тяжелее верхней, при  отсутствии в рабочем цилиндре давления, находится внизу и удерживает верхнюю бабу в крайнем верхнем положении. При рабочем ходе пар поступает в верхнюю полость цилиндра 1 и выпускается из нижней, поршень 2 и шток 3, выполненные заодно с верхней бабой, движутся вниз и лентами поднимают нижнюю бабу вверх.

Соударение баб происходит в середине их общего хода. При подъеме  поршня отработанный пар выпускают  в трубопровод на выхлоп. Некоторые  конструкции бесшаботных молотов  имеют по два рабочих цилиндра для синхронного независимого привода  баб.

3. Винтовые прессы (ВП).

 ВП устроены следующим образом Ротор  с винтом вращается электромагнитными силами. Винт фиксирован в осевом направлении, поэтому при его вращении невращающаяся гайка  перемещается вверх и вниз вместе с ползуном, жестко связанным с гайкой и двигающимся в направляющих станины вместе с выталкивателем  нижнего штампа. Новые прессы имеют устройство программирования энергии серий ударов; в их ползуне может быть установлен верхний выталкиватель (механический).

Комплексы на базе винтовых прессов обеспечивают перемещение Заготовки в индукционный нагреватель, подачу нагретой заготовки в штамп, удаление в тару поковки и смазку штампа.

ВП имеют в начале деформирования достаточно большую  скорость ползуна (3—4 м/с), поэтому их иногда относят к молотам. Однако технологически она ближе к прессам. Поэтому ВП характеризуют развиваемым ими усилием. В одном ручье штампа по поковке может наноситься несколько ударов; отсутствует опасность заклинивания; закрытые штампы не нуждаются в компенсаторах.

Конструкция ВП не допускает значительных эксцентричных нагрузок, поэтому их применяют преимущественно для одноручьевой торцевой штамповки в открытых и закрытых штампах, для гибки, правки, обрезки, чеканки, калибровки, листовой штамповки. Наличие нижнего выталкивателя расширяет номенклатуру штампуемых изделий. ВП просты по конструкций, в наладке и обслуживании обеспечивают стабильную точность поковок. Они широко применяются в мелкосерийном и серийном производстве (благодаря простоте наладки и обслуживания и низким затратам на переналадку штампов), а также в массовом, в составе комплексов. ВП широко применяются для точной штамповки турбинных лопаток, дисков, шестерен, сложных деталей с отростками (в закрытых штампах с разъемной матрицей).

3.3.4 Специализированные кузнечные машины

 

3.3.5 КГШП

Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП). КГШП приводятся от электродвигателя. Скорость движения ползуна КГШП примерно в 10 раз меньше, чем у ПШМ и главной характеристикой КГШП является развиваемое им усилие.

Неударный характер работы КГШП влечет за собой некоторые последствия. Хуже заполняются тонкие глубокие полости в штампе. Хуже чем на ПШМ отделяется окалина, что делает необходимым введение механической очистки или гидроочистки либо применение безокислительного и малоокислительного нагрева. Штампы КГШП изготовляются сборными. Каждый ручей изготовляется в своей паре вставок. Каждую пару вставок можно использовать до полного ее изнашивания. После изнашивания чистового ручья штампа ПШМ в ремонт идет весь штамп. Фундаменты КГШП не столь мощны, как у ПШМ, здания прессовых цехов могут быть более легкими и дешевыми, сотрясение при работе КГШП значительно слабее и поэтому не так вредно сказывается на работе окружающего оборудования, как сотрясение при работе ПШМ. Отсутствие шума и сотрясений снижает утомляемость работающих. Работа на КГШП более безопасна и требует менее высокой квалификации, чем на ПШМ. Верхний и нижний штампы КГШП имеют выталкиватели, что позволяет уменьшить уклоны на поковках, тем самым экономя металл и уменьшая стоимость обработки резанием.