ШТАМПОВКА НА МОЛОТАХ
Виды и краткая характеристика штамповочных молотов
Штамповка на молотах — самый универсальный и широко распространенный вид штамповки. Это объясняется тем, что молоты имеют достаточно простую конструкцию и сравнительно недороги. Кроме того, на молотах можно выполнять практически любые штамповочные операции и переходы. Молот — это машина ударного (инерционного) типа. Массивная подвижная деталь — баба молота, — с закрепленной на ней частью штампа разгоняется под действием собственной силы тяжести либо с помощью какого-нибудь энергоносителя до определенной скорости vya и производит удар по заготовке (рис. 9.1).
Для выполнения технологической операции штамповки необходимо столько ударов, чтобы суммарная кинетическая энергия была равна работе пластической деформации Д1Л. Именно кинети-
Рис. 9.1. Формообразование поковки на молоте:
а — схема рабочего пространства; б — зависимость усилия деформации от перемещения штампа А; / — баба молота; 2— начальное положение верхней половины штампа; 3 — исходная заготовка для штамповки; 4 — конечное положение верхней половины штампа; 5 — поковка; 6 — нижняя половина штампа ческая энергия удара является важнейшей характеристикой молота. На рис. 9.1 показано, что последовательные удары бабы молота 1 передают заготовке 3 постоянные порции энергии для пластической деформации (площади заштрихованных областей в координатах «перемещение —сила» равны между собой). Последовательные удары отличаются друг от друга действующими усилиями и величинами деформаций, но имеют постоянную энергию удара.
Паровоздушные штамповочные молоты предназначены для штамповки поковок самой разнообразной формы из проката в многоручьевых открытых штампах. Наиболее мощными являются паровоздушные штамповочные молоты двойного действия, у которых пар (или сжатый воздух) не только поднимает бабу для удара, но и при падении давлением на поршень придает бабе дополнительное ускорение. В молотах простого действия пар лишь поднимает бабу, а падает она под действием только силы тяжести.
Паровоздушный молот двойного действия работает следующим образом (рис. 9.2). Движение бабы молота 3 направляется в стойках 4. На стойках крепятся цилиндр 7, золотник 9 и рычажная система управления //. Стойки опираются на шабот /, массивную сталь-
Рис. 9.2. Схема паровоздушного штамповочного молота:
/ — шабот; 2 — верхняя и нижняя половины штампа; 3 — баба молота; 4 — стойки; 5 — шток; 6 — поршень; 7 — цилиндр; 8— поплавок; 9— золотник; 10 — плунжер золотника; II — рычажная система управления; 12 — саблеобразный рычаг; 13 — педаль; а — скос ную отливку, воспринимающую энергию падающих частей молота. Шток 5 служит для подъема бабы и передачи давления пара от поршня 6 на бабу. Поплавок 8 предохраняет верхнюю крышку цилиндра от удара поршня. Штамповщик управляет движением бабы с помощью педали 13, перемещая плунжер 10 золотника и тем самым, направляя энергоноситель в верхнюю или нижнюю полости цилиндра. Кроме того, перемещение плунжера происходит и при воздействии скоса а на саблеобразный рычаг 12. На бабе крепится верхняя половина штампа. Нижняя половина штампа устанавливается в штамподержателе, закрепленном на шаботе. В цилиндр поступает пар давлением 0,7...0,9 МПа, перегретый до 200 °С.
В России выпускают восемь типоразмеров паровоздушных штамповочных молотов двойного действия с массой падающих частей 0,63...25 т с энергией удара соответственно 16...630 кДж.
Для штамповки мелких поковок и для холодной правки отштампованных поковок применяют штамповочные молоты простого действия. Их изготавливают как с паровоздушным, так и с гидравлическим и механическим приводами. Энергия удара таких молотов 30...50 кДж. У молотов с гидроприводом насос обеспечивает подъем бабы со скоростью до 3,5 м/с, они имеют самый высокий КПД г| =0,5...0,6. Механический привод бывает трех видов (рис. 9.3). Молот с доской (рис. 9.3, а) имеет небольшую энергию удара — 10... 15 кДж. Ролики 2 постоянно вращаются от электродвигателя. При отпущенной педали 5они сближаются пружинами 3 и за счет трения о доску 1 поднимают бабу 4 до желаемой высоты. При нажатии на педаль ролики отводятся и баба падает. Молоты с
Рис. 9.3. Молоты простого действия с механическим приводом:
а — молот с доской: I — доска; 2 — ролики; 3 — пружины; 4 — баба; 5 — педаль; б — молот с ремнем; в — молот с цепью ремнем (рис. 9.3, б) имеют большой ход (до 5 м), массу падающих частей
1,0... 1,2 т и КПД (л = 0,25...0,35). Молоты с цепью (рис. 9.3, в) делают мощнее — с энергией удара до 100 кДж (Л = 0,35...0,85).
Рис. 9.4. Принципиальная схема бесшаботного молота:
/ — верхняя баба; 2 — ленточная связь; 3 — нижняя баба
Штамповочные молоты с массой падающих частей свыше 3 т очень громоздки, при их работе возникают большие вибрации, как самого кузнечного цеха, так и соседних цехов. Поэтому для штамповки крупных поковок целесообразно применять штамповочные молоты с двусторонним ударом — бес- шаботные молоты. Обычно на бесша- ботных молотах применяют одноручьевые штампы, а все необходимые заготовительные операции производят на другом оборудовании.
Паровоздушные молоты с двусторонним ударом имеют ленточную или гидравлическую связь между верхней и нижней бабами. Две ударные части примерно равной массы движутся навстречу друг другу (рис. 9.4). Внешнюю энергию подводят к верхней бабе /, а нижняя баба 3 перемешается за счет механизма связи 2 (ленточного или гидравлического). Ленточная связь чаще применяется в молотах с меньшей энергией удара — 10...45 кДж, что эквивалентно молотам с массой падающих частей 5...22,5 т. Бесшаботные молоты с гидравлической связью более мощные, имеют энергию удара
20... 100 кДж, что эквивалентно молотам с массой падающих частей 10... 50 т.
При соударении масс большая часть накопленной ими кинетической энергии расходуется на работу деформирования заготовки, и импульсы силы почти не передаются на фундамент. Поэтому фундаменты бесшаботных молотов почти в 8 — 10 раз меньше, чем у молотов с шаботом, и колебания грунта, здания и оборудования значительно уменьшаются.
