Кузнечно-прессовое оборудование: классификация и устройство

Машины для выполнения ковочно-штамповочных операций (так вернее, ибо какое-либо оборудование обычно создаётся под разработанную технологию, а не наоборот) — распространённый вид устройств для металлообработки.

Например, на машино- и приборостроительных предприятиях или завод кузнечно прессового оборудования на каждые 5 металлорежущих станков обязательно приходится одна единица оборудования для обработки давлением. Причём не только металлов: например, те же ПЭТ-бутылки производятся на термопластавтоматах, которые тоже представляют специализированное штамповочное оборудование.

Виды кузнечно-прессового оборудования

Всё многообразие конструкций и схем кузнечно-штамповочного оборудования (КШО) классифицируют по следующим показателям:

По температуре обрабатываемой заготовки

Машины для ковки, горячей штамповки, холодной листовой штамповки, холодной объёмной штамповки.

По виду операций, которые выполняются на машине

Различают заготовительное, основное КШО, а также КШО для заключительных стадий обработки давлением.

По способу подачи и удаления изделий из зоны обработки

Неавтоматизированное оборудование, штамповочные комплексы, машины-автоматы, автоматизированные штамповочные линии.

По типу энергоносителя

В качестве которого может использоваться электроэнергия, сжатый воздух, пар, жидкость высокого давления, а также несколько указанных источников одновременно.

По характеру обработки металла

Выделяют машины статического и динамического действия. Сюда же принято относить и установки для высокоэнергетической штамповки.

По основному технологическому параметру

Которым может быть номинальное усилие (для механических прессов), предельное усилие (для гидравлических и пневматических прессов), крутящий момент (для машин ротационного действия), энергия удара (для молотов).

Все остальные классификационные признаки — последовательность размещения основных узлов

Способ управления и т.д. — носят вспомогательный характер

Следует отметить: в вопросах названия определённых типов КШО элемент терминологической путаницы вносят различия в обозначениях технологических процессов, которые исторически приняты в отечественной и иностранной профильной литературе.Так, машины для холодной объёмной штамповки часто именуют оборудованием для холодной ковки металла. Происходит это из-за буквального перевода английского термина cold forging (холодная ковка), который некритично воспринимается производителями КШО, в частности, из Китая, Тайваня и т.д.

Аналогично случилось и с термином forging (в иностранной литературе понятие hot forging практически не употребляется: всё, что не делает cold forging, автоматически зачисляется в горячештамповочное оборудование). Таким образом, следует точно различать принципиальные различия в областях применения КШО у нас в стране, и за рубежом, и использовать их в дальнейшем:

Оборудование для ковки

Ковка, как операция горячей обработки штучных заготовок давлением, отличается от горячей штамповки тем, что в последнем случае для формоизменения металла обязательно нужна технологическая оснастка — штамп. Чисто ковочное КШО предназначается для заготовительных операций — чаще осадки, расплющивания, открытой прошивки — а потому не содержит повышенных требований к точности полуфабриката (который в дальнейшем ещё будет обрабатываться различными способами, в том числе, и штамповкой). Поэтому оно должно обеспечивать лишь необходимую мощность формоизменения.

Для горячей ковки металла

Применяются два различных вида КШО: ковочные молоты (см. рис. 1) и гидравлические прессы (см. рис.3). Крупные ковочные молоты могут использовать в качестве энергоносителя пар и сжатый воздух, мелкие — только сжатый воздух (см. рис.2). Гораздо реже используются газовые и гидравлические молоты. Молоты имеют преимущественно вертикальную компоновку.

Рисунок 1 — ковочный паровоздушный молот

Поскольку при ковке создаются большие динамические нагрузки, то фундамент ковочного молота с подштамповой плитой обычно отделяется от остальных его узлов, что хорошо заметно на рис.1.

Рисунок 2 — Пневматический ковочный молот.

Молоты

Для свободной ковки отечественного производства маркируются буквой М/МА и четырьмя цифрами, две первых определяют тип энергоносителя (13,15 — паровоздушный молот, 41 — пневматический молот). Две последних цифры обозначают основной параметр оборудования — массу падающих частей в тоннах. Например, марка молота МА 4134 соответствует пневматическому молоту с массой падающих частей (мпч) 250 кг, а М1345 — паровоздушному молоту с мпч 3150 кг.

Гидравлические прессы

Применяются для горячей ковки заготовок, которые отличаются особо большими габаритными размерами. Например, поковку вала океанского судна куют с несколькими нагревами металла в течение суток и даже более. В молоте такая заготовка не сможет разместиться, поэтому деформацию производит ползун ковочного пресса. Такое оборудование отличается весьма большими габаритными размерами, поскольку только в таком случае можно обеспечить необходимое давление на металл.

Для механизации

Транспортных операций — подачи, кантовки заготовки в процессе ковки и т.д. — применяются специальные манипуляторы, которые могут быть безрельсового (для сравнительно небольших поковок) и рельсового типа.

Маркировка ковочных

Гидропрессов отечественного производства выполняется буквой П, после которой указываются конструктивное исполнение пресса (первые две цифры) и его номинальное усилие в тоннах (вторые две цифры). Например, марка ПБ1341 соответствует ковочному гидропрессу усилием 12500 кН.

Рисунок 3 — Ковочный гидравлический пресс с манипулятором.

Оборудование для горячей объёмной штамповки

Точность горячей штамповки должна быть по определению выше, чем ковки: во многих случаях непосредственно после деформирования деталь не нуждается в последующей доработке.

Поэтому класс горячештамповочного оборудования дополняется, кроме штамповочных молотов, ещё кузнечными бульдозерами, кривошипными горячештамповочными прессами (КГШП) и горячештамповочными автоматами. В эксплуатации продолжает оставаться некоторое количество горизонтально-ковочных машин (ГКМ).

Паровоздушные

Штамповочные молоты конструктивно отличаются от ковочных меньшими значениями энергии удара и более жёсткой конструкцией, которая связывает между собой шабот, подштамповую плиту и стойки молота (в которых перемещается баба) в единую топологическую систему.