Общая характеристика кузнечно-штамповочного производства

27/12/2013 2:06pm

Автор: По материалам портала "profznanie.ru"

Категории: кузнечно-штамповочное производство


Пластическая обработка металлов дискретным (прерывным) воздействием универсального инструмента или воздействием соответствующей рабочей частью специального инструмента (штампа) для придания телу заданной формы и размеров называется в первом случае ковкой, а во втором - штамповкой.
Ковка и штамповка - широко распространенные способы получения фасонных штучных заготовок и деталей машин. Изделия, выполненные ковкой, называют поковками, изготовленные штамповкой - штампованными поковками или деталями. Ковкой и штамповкой можно получать изделия с высокими механическими свойствами при минимальном расходе металла. Многообразием форм, размеров и материалов деталей машин определяется многообразие технологических процессов и видов оборудования кузнечно-штамповочного производства.

раскаленная поковка



В качестве исходных заготовок для ковки и штамповки применяют слитки и прокат. В результате обработки изменяется структура исходной заготовки: при ковке слитка возникает волокнистая макроструктура, при обработке деформированного полуфабриката исходные волокна изменяют направление и ориентируются по течению металла и форме изделия. Поскольку волокнистая структура определяет анизотропию механических свойств изделия, рекомендуется учитывать направление волокон в заготовке. Волокна должны либо огибать контур детали, либо совпадать с направлением максимальных эксплуатационных напряжений в детали. Перерезать волокна при механической обработке поковок крайне нежелательно.

На рисунке сопоставлены четыре варианта макроструктуры заготовок для изготовления шестерни, где

заготовки для изготовление шестерена - прокатанный пруток;
б - лист;
в - осаженный вдоль волокна пруток;
г - осаженный поперек волокна пруток;

1 - шестерня;
2 - заготовка;
3 - волокно в исходной заготовке;
4 - ликвационная зона в исходной заготовке;
5 - ликвационная зона в поковке.

Лучшей заготовкой в этом случае является пруток, осаженный вдоль волокна, где радиальное направление волокна совпадает с радиальным направлением максимальных изгибающих напряжений, возникающих при работе зубьев шестерни. В остальных вариантах волокна в зубьях будут перерезаны.

Степень изменения (проработки) исходной структуры в поковке косвенно характеризуют коэффициентом, или степенью уковки K=F0/ F1, где F0 и F1 - большая и меньшая площади поперечных сечений в каком-либо направлении до и после деформации.

Коэффициент уковки показывает, во сколько раз изменилось исходное сечение, и используется для расчета исходной заготовки. С повышением уковки механические свойства металла в направлении течения металла повышаются, но до известного предела. Практически для слитков конструкционной стали рекомендуется у ковка не менее 2,5-3, а для проката 1,1-1,3. Для сталей карбидного класса с целью разрушения карбидов рекомендуется повышенная уковка - не менее 10-12.

Поковки, как правило, отличаются от деталей, для которых они служат заготовками, по форме и размерам. Эти отличия зависят от несовершенства технологии, оборудования кузнечно-штамповочного производства и смежных с ним процессов термической, механической обработки и др.

Слой металла, предусматриваемый на поверхности готовой детали для гарантии качества последней, называют припуском. Из-за необходимости припуска увеличивают размеры и массу поковки. В некоторых случаях ковкой и штамповкой невозможно или нецелесообразно выполнить точную форму детали. Слой металла сверх припуска, упрощающий конфигурацию поковки, называют напуском. Напуски дополнительно увеличивают массу поковки. На примере штампованной поковки для детали типа фасонной втулки (смотри рисунок) показано, что кроме кругового припуска 1 по всей поверхности детали 2 (заштрихована сеткой) на ее поверхности предусмотрены напуски, сглаживающие поднутрения 3 и 4, а также напуски 5 и б, создающие уклоны для облегчения удаления поковки из штампа. Напуском является и перемычка 7.

ПоковкаПоковки одной партии невозможно получить абсолютно одинаковых размеров согласно номинальным размерам чертежа. Поэтому на все размеры поковок назначают допустимые отклонения (допуски), характеризующие точность поковок. Для сопоставления различных технологических процессов и оборудования по их эффективности применяют обобщенный показатель точности, называемый коэффициентом использования металла поковки при механической обработке: Kвт=GД/ GП где GД и GП- масса готовой детали и поковки.
Этот показатель характеризует степень совершенства формы поковки. В идеальном случае, когда для поковки не требуется механическая обработки, Kвт = 1. Для поковок свободной ковки Kвт = 0,05-0,3; для горячей объемной штамповки 0,5-0,8; для холодной объемной и листовой штамповки 0,8-1

Другим важным показателем, характеризующим степень совершенства кузнечно-штамповочной технологии, является выход годного G=GП/ GЗ, где GЗ- масса исходной заготовки. При ковке из слитка G=0,3-0,7, при ковке из проката 0,7-0,9, при горячей штамповке 0,7-0,8, при холодной штамповке 0,7-0,9. Произведение Ким=КвтG является суммарным коэффициентом использования металла заготовки на всем технологическом цикле: при свободной ковке Ким=0,02-0,3; при горячей штамповке 0,3-0,7; при холодной штамповке 0,6-0,9. Так как основная часть стоимости готовой детали - расход металла, то наименее выгодна свободная ковка и наиболее выгодна холодная штамповка. Однако целесообразность того или иного способа производства определяется многими другими факторами, в том числе возможностями оборудования, стоимостью передела, серийностью изделий.

Значение кузнечно-штамповочного производства подтверждается огромным разнообразием получаемых изделий, номенклатура выпуска которых в нашей стране составляет около 500000 типов. Почти каждый машиностроительный завод имеет кузнечно-штамповочные цехи, которые в зависимости от назначения, производительности, типа принятого основного оборудования подразделяют следующим образом:

  • кузнечные цехи свободной ковки; чаще всего встречающиеся на металлургических, судостроительных и других заводах; в таких цехах свободной ковкой на молотах производят сравнительно небольшие поковки (массой до 1 т);
  • кузнечно-прессовые цехи свободной ковки, изготовляющие поковки значительной массы (до 350 т и более); основные машины-орудия таких цехов - гидравлические и парогидравлические прессы;
  • кузнечно-штамповочные цехи, изготовляющие поковки массой до 1000 кг, предназначенные для производства автомобилей, тракторов, самолетов и других машин на штамповочных молотах и прессах, горизонтально-ковочных машинах;
  • холодно-прессовые цехи, изготовляющие изделия холодной штамповкой из листового материала для производства серийных деталей, которые чаще всего поступают на сборку без существенной дополнительной обработки;
  • специализированные цехи, которые определяются типом выпускаемых изделий (например, пружинные, рессорные, снарядные) или типом установленного основного оборудования (например, цех холодно-высадочных автоматов).

Производительность кузнечно-штамповочного производства и качество изделий определяются в основном:
·  применением специализированных машин и инструмента;
·  механизацией и автоматизацией кузнечных и транспортных операций;
·  специализацией цехов на выпуск поковок или изделий ограниченного наименования;
·  совершенствованием организации рабочего места (организация поточных линий);
·  применением специализированных слитков и периодического проката;
·  повышением качества нагрева при горячей и термической обработке - внедрение скоростных и безокислительных методов нагрева (электронагрев индукционным и контактным способами, нагрев в нейтральной атмосфере).
Прогресс современного машиностроения в значительной мере зависит от состояния кузнечно-штамповочного производства, поэтому не случайно развитию этих видов обработки металла давлением уделяется серьезное внимание.

Кузнечно-штамповочная установка


Презентация

Контакты

 

 

Контакты

[email protected]

[email protected]

 г. Днепр

тел. +38 (056) 794-36-74

факс. +38 (056) 794-36-75

моб. +38 (050) 320 69 72

ISSN 20760507

Руководитель проекта - Гринев Владимир Анатольевич

Партнеры