Станки

Кузнечно-прессовое оборудование

1. Общие сведения о кузнечно-прессовом производстве

Заготовительный завод может состоять из однородных видов производств обработки металла давлением, например кузнечное, прессовое, рессорное производство и т.д. Такой завод называют кузнечно-прессовым.

Заготовительные заводы неоднородных производств создаются как кузнечно-литейные, кузнечно-сварочные, кузнечно-механические, комплексные (три и более видов производств).

Кузнечный завод (центрокуз) является самостоятельным централизованным предприятием по производству поковок для поставки их на другие (обрабатывающие) заводы непосредственно или через посреднические организации. Его мощность больше или, в отдельных случаях, равна потребности самых крупных машиностроительных заводов.

С точки зрения технологической специализации кузнечные заводы могут быть классифицированы следующим образом:

  • заводы по производству штампованных поковок малого и крупного развеса, широкого диапазона развесов (универсальные по развесу);
  • заводы по производству кованых поковок из слитков, проката, слитков и проката;
  • заводы по производству штампованных и кованых поковок.

Кузнечный завод может иметь высокий уровень специализации даже в том случае, если он является в целом универсальным предприятием, но кузнечные цеха, входящие в его состав, узкоспециализированы по оборудованию, технологическим процессам, развесам и номенклатуре выпускаемой продукции.

Например, крупный центрокуз может иметь в своем составе следующие цеха: штамповочных молотов для изготовления крупных поковок; горячештамповочных кривошипных прессов для изготовления поковок средних развесов; ковочных машин и мелких прессов; поточных автоматических линий. Такой кузнечный завод является универсальным с точки зрения широкой номенклатуры и развесов штампованных поковок, однако каждый его цех специализирован на определенный вид технологического процесса, определенный развес поковок или изготовление поковок узкого диапазона типоразмеров (цех автоматических линий).

По номенклатуре выпускаемой продукции кузнечные заводы могут быть отраслевыми и межотраслевыми. Отраслевые кузнечные заводы производят продукцию для нужд одной отрасли (например, автомобильной или авиационной) или одного крупного промышленного комплекса одной отрасли (например, крупный комплекс заводов по производству большегрузных автомобилей).

Межотраслевые кузнечные заводы производят продукцию для нужд нескольких отраслей промышленности либо по территориальному признаку, либо по признаку однородности номенклатуры поковок (например, центрокуз тяжелых поковок или завод штамповых кубиков для нескольких отраслей). Заводы, создаваемые по территориальному признаку, производят продукцию для нужд одного экономического района или нескольких близлежащих экономических районов. Межотраслевой центрокуз может быть предназначен для снабжения поковками заводов одного крупного промышленного узла или промышленно развитого города (нескольких городов).

Самостоятельные кузнечные заводы имеют более высокий уровень специализации, чем комплексные заготовительные. Чем больше разных видов заготовительных производств сконцентрировано на одном централизованном заводе, тем ниже уровень его технологической специализации.

Обработкой давлением получают заготовки с помощью ковки, штамповки и специальных процессов.

Перед ковкой и штамповкой исходный металл (слитки, прутки и др.) готовят к обработке: производят зачистку металла, разрезают на части, выбирают температурный режим и тип нагревательного устройства.

Таблица 1. Допуски на длину заготовок (размеры, мм)

Диаметр или сторона квадратаДопуски ( ) при длине заготовки
До 300300…600600…1000>1000
При разрезке на пресс-ножницах
До 25До 0,80,8…11…1,51,5…2
25…400,8…11…1,51,5…22…2,5
40…701…1,51,5…22…2,52,5…3
70…1001,5…22…2,52,5…33…3,5
100…1502…2,52,5…33…3,53,5…4
150…2002,5…33…3,53,5…44…4,5
При разрезке в штампах на прессах
До 100,5…0,60,6…0,70,7…0,80,8…0,9
10…200,6…0,70,7…0,80,8…0,90,9…1
20…300,7…0,80,8…0,90,9…11…1,2
30…400,8…0,90,9…11…1,11,2…1,5
При разрезке на дисковых, ленточных и ножовочных механических пилах
До 500,80,8…11…1,31,3…1,5
50…700,8…11…1,31,4…1,51,5…1,8
70…1001…1,31,3…1,51,5…1,81,8…2
100…1301,2…1,41,4…1,61,6…1,81,9…2,1
130…1601,3…1,51,5…1,81,8…2,02…2,5

Зачистка металла от поверхностных дефектов предупреждает появление брака в деталях. Применяют различные способы зачистки: огневую с нагревом и без нагрева, пневматическим молотком, на фрезерном станке, абразив

ными кругами. Зачистка абразивными кругами в 2…3 раза дороже зачистки пневматическим молотком, а стоимость огневой зачистки без предварительного нагрева на 30…40 % ниже стоимости зачистки пневматическим молотком и примерно одинакова со стоимостью зачистки пневматическим молотком с предварительным нагревом.

Разрезка металла на части выполняется на пилах и ножницах, газопламенным, электроискровым и анодно-механическим методами. В табл. 1 приведены допуски на длину заготовок при разрезке.

Ковкой получают поковки простой формы массой до 250 т с большими напусками. Применяя специальный инструмент, уменьшают напуски. Припуски и допуски на поковки, изготовляемые на молотах, от 5 -2+1 до 34±10 мм,  а на поковки, изготовляемые на прессах, от 10 ±3 до 80 ±30 мм; для необрабатываемых участков предельные отклонения снижают на 25…50 %. С применением подкладных штампов (закрытых и открытых) получают поковки массой до 150 кг (главным образом мелкие до 5 кг) с относительной сложной формой без напусков: припуски — от 3 мм и выше, допуски -1+1,5 мм.

Мощность кузнечного завода (определенного типа), обеспечивающая достижение наивысших производственных показателей, практическое улучшение которых не может быть достигнуто дальнейшим увеличением мощности, является оптимальной, величина которой зависит прежде всего от серийности производства и средней массы поковок (табл. 2).

Таблица 2. Мощности кузнечных заводов по производству штампованных поковок

Серийность производстваОптимальная мощность, тыс. т, при средней массе поковок, кг
До 2,52,5…6,3> 6,3
Крупносерийное100100…200200…300
Серийное100…150150…200

Серьезным фактором, ограничивающим мощность центрокузов, является радиус производственных связей, т. е. расстояние до заводов-потребителей. Практические и расчетные данные показывают, что оптимальным расстоянием является радиус перевозок поковок до 1000 км. Перевозки на большие расстояния приводят к уменьшению эффективности деятельности кузнечного завода.

Кузнечные цеха, входящие в состав центрокуза, должны иметь мощность выше оптимальной (табл. 3 и 4).

Таблица 3. Производственные подразделения кузнечного производства

Наименование подразделенийВыпуск поковок в год, тыс. тЧисленность работающих, чел.Общая площадь, м3
Завод100…5001000…500050 000…200 000
Корпус20…200400…200010 000…75 000
Цех10…100200…10005000…30 000
Отделение1…1040…2001000…5000
Участок0,1…18…40200…1000

Таблица 4. Рекомендуемые мощности кузнечно-прессовых цехов

Максимальная масса поковок, кгСредняя масса поковок, кгМощность, тыс. т
Цеха с горячештамповочными кривошипными прессами или гидровинтовыми пресс-молотами
6,30,410…15
101,015…20
162,520…30
254,030…40
63>4,040…50
Цеха с горизонтально-ковочными машинами
101,010…15
252,515…20
404,020…30
>40>4,030…40
Цеха с пневматическими молотами
636,330…40
10010,040…60
10010,060…80*
63025,080…100*
Цеха с ковочными молотами, оснащенными ковочными манипуляторами
2502510…15
4004010…20
100010015…25
160016020…30
Цеха с гидравлическими ковочными прессами, оснащенными ковочными манипуляторами с применением дистанционного и программного управления
2000**10015…20
12 000**40020…30
28 000**250030…40*
58 000**630040…60*
120 000**16 00060…70*
250 000**25 00070…90*

* — при работе в три смены.

** — максимальная масса слитка, кг.

2. Оборудование кузнечных цехов свободной ковки

Сведения о кузнечно-штамповочном оборудовании общего назначения приведены в табл. 5. Выбор конкретного оборудования зависит от сложности поковок планируемых к производству.

Таблица 5. Ковочно-штамповочное оборудование общего назначения

ОборудованиеГОСТМасса или энергия падающих частей, усилие
Молоты:

ковочные

9752—751…8 т
штамповочные7024—750,63…25 т
Прессы:

ковочные гидравлические

7284—805…50 мН
горячештамповочные кривошипные6809—706,3—80 мН
однокривошипные закрытые10026—751…25 мН
Машины:

горизонтально-ковочные с вертикальным разъемом матриц

7023—901…31,5 мН
вертикально-ковочные0,2…2 мН

Сложность поковок определяют по схеме классификации (рис. 1). Наиболее простыми являются поковки постоянного сечения, получаемые протяжкой с одновременной кантовкой на 90о или без кантовки (группа I). К этой группе относят все гладкие валы и кованые заготовки прямоугольного сечения. Поковки, получаемые осадкой или протяжкой переменного сечения, относят к II группе: плоские диски, ступенчатые валы с одним-двумя уступами.

Более сложными являются поковки с прошитым отверстием (кольца, шестерни), в виде всесторонне прокованных кубиков (штамповые и другие кубики, прямоугольные пластины), а также поковки рычагов с головками и изогнутые простого постоянного сечения. Эти поковки относятся к III группе.

Поковки, изготовляемые прошивкой с последующей вытяжкой на оправке, многоступенчатые валы, пластины с выступами, гнутые скобы входят в IV группу.

Получаемые прошивкой с последующей раскаткой кольца, валики или стержни с фланцами большого диаметра и малой высоты, рычаги и тяги с двумя головками или бобышками отнесены к V группе.

Поковки, сочетающие в различных комбинациях элементы поковок первых пяти групп, требующие для своего изготовления специального инструмента для формовки и специальных приспособлений, включены в состав VI—IX групп. Это, как правило, сложные рычаги переменного сечения с различными по форме бобышками, коленчатые валы, ступенчатые кольца, скобы переменного сечения, грузовые крюки и т. п.

Прессовые поковки разделены на пять групп. По конфигурациям и сложности изготовления прессовые поковки I и II групп соответствуют молотовым поковкам I и II групп; прессовые поковки III группы — молотовым поковкам III—IV групп; прессовые поковки IV группы — молотовым поковкам V—VI групп; прессовые поковки V группы — молотовым поковкам VII, VIII групп и частично IХ группы.

Для изготовления из прокатанных заготовок поковок малой массы применяют ковочные пневматические молоты (табл. 6), а из поковок средней массы — ковочные паровоздушные молоты двойного действия (табл. 7). Для изготовления средних и крупных поковок из прокатанных заготовок и слитков применяют ковочные гидравлические прессы.

Группы сложности кованых поковок

Рис. 1. Группы сложности кованых поковок

По типу станины различают одностоечные и четырехколонные прессы. В отдельных случаях могут применяться специальные двухколонные прессы. Одностоечные прессы (табл. 8) изготовляют усилием 1961…11768 кН и применяют преимущественно для изготовления поковок методом протяжки.

Гидравлические ковочные прессы четырехколонные (табл. 9) применяют для изготовления крупных поковок из слитков. Прессы подобного типа изготовляют усилием 7845…147100 кН.

Таблица 6. Молоты ковочные пневматические

МодельМасса падающих частей, кгГабариты

(Д Ш В), мм

Масса, кг
МА4129А751500x850x19003300
МА41321502275x950x22754400
МА4134А2502670x1240x23307200
МБ41364003020x1310x260013 100
М4110А10004400x1780x357037 000

Таблица 7. Молоты ковочные двойного действия*

ПараметрыЗначения параметров при массе падающих частей молота, кг
10020003150500031505000
Энергия удара, кДж24,54958,5122,629,4122,6
Размер зеркала бойк, мм410 230530 290600 330710 400400 400710 400
Высота над уровнем пола, мм314050805305798058756300
Масса молота, без шабота, т19,920,027,442,833,947,2
Масса153047,878,047,875,0

* Для всех молотов расстояние от зеркала нижнего бойка до уровня пола 750 мм; давление воздуха перед впуском 0,5…0,7 МПа.

Таблица 8. Гидравлические ковочные одностоечные прессы

ПараметрыЗначения параметров по моделям прессов
П1235
Номинальное усилие, кН196130894903
Максимальный ход, мм350400500
Расстояние от оси ползуна до станины, мм400*450520*
Скорости движения цилиндра-ползуна, мм/с: при холостом ходе вниз250200
рабочем ходе30, 6020, 40, 6018, 36, 54
обратном ходе300
Максимальное число отделочных ходов в минуту (при усилии 0,3 от номинального)150135120
Номинальное давление жидкости в гидросистеме, МПа2032
Число насосов высокого давления23
Суммарная производительность насоса, л/мин400600
Привод ускоренного холостого хода внизОт центробежного насоса с напором 60—80 м вод. ст.
Установленная мощность привода, кВт160215275
Размеры зеркала бойков, мм:

для ковки углеродистой и низколегированной стали

300

140

400

180

500

230

для ковки высоколегированной и специальной стали300

100

400

110

450

140

Расстояние между столом и ползуном в его верхнем положении (без бойков), мм750*9001050*
Габаритные размеры в плане, мм2500

1600*

3075

2000

3300

2200*

Высота, мм: полная4400*47205100*
над уровнем пола3800*40854400*
Масса пресса с гидроприводом, т28*3850*

* Данные ориентировочные.

Таблица 9. Гидравлические ковочные четырехколонные прессы

ПараметрыПри усилии пресса, МН
7,812,219,631,458,8…61,898
Наибольший ход подвижной траверсы, мм10001250180020002500…26003000
Расстояние от стола до подвижной траверсы в ее верхнем положении, мм20002500320040005000…55006500
Расстояние между колоннами в свету, мм:

по широкой стороне

15001900236030003600…39004850
в узкой стороне640800110012001200…13001650
Размеры выдвижного стола, мм1200240030001500400020006000 24008000…320010 0004000
Номинальный ход стола, мм16002000300050005700…60007000
Давление рабочей жидкости от насосно-аккумуляторной станции, МПа31,431,4…34,339,2
Наибольший расход жидкости при рабочих жимах, л/мин65080016002000
Давление воздуха в наполнителе, МПа0,4…0,50,5
Габаритные размеры установки в плане, мм14 500

9600

17 800

10 060

16 100

10 500

24 800 11

800

~32 000

12 000

~35 000

12 000

Высота над уровнем пола, мм54006720873010 37013 000…14 70015 110
Полная высота, мм:

без выталкивателя

6850828510 79014 160
с выталкивателем880010 27013 09016 84018 000…19 70021 435
Масса, т:

собственно пресса без деталей фундамента и перекрытий

77,9134,72804661000…12002000
всей установки1301963405651100…1400

3. Кузнечно-прессовое оборудование зарубежных фирм

На российском рынке повышенным спросом пользуется кузнечно-прессовое оборудование зарубежных фирм, технические характеристики которого приведены в табл. 10—18.

Технические характеристики прессов японской фирмы «Коматцу» приведены в табл. 11, а в табл. 12 — их основные размерные параметры. При массовом и крупносерийном производстве поковок целесообразно использовать многопозиционные автоматы при условии, если загрузка их будет не менее 50 %.

За рубежом многопозиционные автоматы в вертикальном исполнении выпускают двух видов: для работы с заготовками мерной длины и для работы с прутками (см. табл. 13). Автоматы, работающие с заготовками мерной длины, имеют пять рабочих позиций и предназначены для поковок различной конфигурации. Для изготовления поковок клапанов автомобильных и тракторных двигателей следует предусматривать двухпозиционные автоматические прессы усилием 0,98 МН, изготовляемые заводом тяжелых механических прессов.

Многопозиционные автоматы, работающие с прутками, имеют три рабочие позиции и предназначены для кольцевых поковок.

В случаях, когда на обрезном прессе надо одновременно с обрезкой поковки выполнять другие операции (вырубка выдры или правка поковки), следует предусматривать двухкривошипные обрезные прессы (см. табл. 18). При этом усилие пресса следует выбирать с учетом дополнительных операций.

Таблица 10. Техническая характеристика гидровинтовых прессов HSPR фирмы «Газенклевер» (ФРГ)

ПараметрыЗначения параметров
Диаметр винта, мм63071075080090010001120
Номинальное усилие, МН39,249,054,961,878,598,0122,6
Максимально допустимое усилие, МН61,878,588,398,0122,6156,9196,1
Размеры стола, мм1350 19001450 21201600 23601800 26502000 30002240 3350
Ход ползуна, мм63071075080090010001120
Закрытая высота, мм1250140015001600180020002240
Максимальная скорость ползуна, м/с0,70,520,7
Число ходов в минуту10,59,578,57,516
Мощность электродвигателя, кВт43053053463584010501550

Таблица 11. Техническая характеристика горячештамповочных кривошипных прессов фирмы «Коматцу»

ПараметрыЗначения параметров
Усилие в конце хода ползуна, МН9,812,315,719,624,529,439,249,0
Ход ползуна, мм250280315335355400
Закрытая высота, мм650700780900100011001200
Регулировка, мм1518202225
Число ходов ползуна в минуту1007060555045
Число рабочих ходов в минуту25222018
Расстояние между стойками, мм9001010117012801380142016501850
Размер стола (слева направо спереди назад), мм840 1020900 10801050 11501150 12301250 13501350 14501500 16001700 1700
Размер ползуна (слева направо спереди назад), мм760 760820 820950 9001050 10001150 11001250 11701400 13001550 1400
Ход верхнего выталкивателя, мм50556065
Усилие нижнего выталкивателя, кН196294392490
Ход нижнего выталкивателя, мм95110125140
Рабочий ход выталкивателя, мм35404550
Давление воздуха, МПа0,5
Мощность главного электродвигателя, кВт5575110150220300

Таблица 12. Основные размерные параметры кривошипных прессов японской фирмы «Коматцу»

кривошипный пресс
Размеры, ммПри усилии пресса, МН
9,812,315,719,624,529,439,249,0
а15001550170019502060225026503050
б2100225025002650280032003003650
в9401010117012801380149016501850
г250280315355400
д650700780900100011001200
е~1100~1200~1300~1600~1750~1900~2100~2200
жз7358058959801060120013651515
ик10001100120013201430165019002100
л1150128011001300145016001750
м16501800210022002300270030503350
н490052006000670074508400945010 050
о11001150135015001740200022002450
п12001300150018502140250026502750

Таблица 13. Техническая характеристика вертикальных многопозиционных автоматов для горячей объемной штамповки фирмы «Эймуко»

МодельУсилие

в конце хода ползуна, МН

Мощность электродвигателя, кВтГабаритные размеры пресса, мм
Высота

над уровнем пола

Длина слева направоШирина спереди назад
SP 30318350024001800
SP 65637410029002400
SP 1009,844440033003000
SP 12512,355445035003100
SP 16015,774455037003500
SP 20019,690550041003900
SP 25024,5110585044004000
SP 30030,1135615049004200
SP 40039,2200635
0
54004300
SP 50049,0230675056004700
SP 63061,2300720061005200
SP 80078,5370770066005500
SP 100098465820072006200

Таблица 14. Горизонтально-ковочные машины

с горизонтальным расположением ручьев штампа типа «Мальтифордж»

ПараметрыЗначения параметров по моделям машин
МЕ 40/1000МЕ 30/500
Усилие в конце хода ползуна, МН9,84,9
Ход ползуна, мм:

вертикального

165171,5
горизонтального203
Перемещение горизонтального ползуна после закрытия матрицы, мм304,8
Число ходов ползуна в минуту:

горизонтального

6065
вертикального3035
Размеры вертикального зажимного ползуна, мм:

слева направо

762
спереди назад584
Высота, мм:

верхней части матрицы

208171,5
нижней части матрицы305
Размеры штамподержателя, мм:

слева направо

610610
высота305178
спереди назад540406
Габаритные размеры машины, мм:

длина

58004318
ширина35302845
высота38403658
Мощность электродвигателя привода, кВт7555
Расход воздуха за одно включение муфты, м30,20,05
Масса машины, т88,542

Таблица 15. Горизонтальные однопозиционные автоматы фирмы «Эймуко»

ПараметрыЗначения параметров по моделям автоматов
КРА 45КРА 63КРА 90КРА 125КРА 160
Номинальное усилие, МН4,46,28,812,315,7
Ход ползуна, мм220250300300300
Число ходов ползуна в минуту7065605545
Максимальные наружные размеры изготавливаемой поковки, мм:

диаметр

140160180210230
высота115135150175195
Максимальный диаметр обрабатываемого прутка, мм607590105120
Мощность электродвигателя, кВт7490105134160
Производительность автомата, шт/ч33003100290026002200

Таблица 16. Техническая характеристика многопозиционных автоматов фирмы «Хатебур»

ПараметрыЗначения параметров по моделям автоматов
АМР-50АМР-70
Максимальный наружный диаметр кольцевой поковки, мм82110
Масса кольцевой поковки, кг:

минимальная

0,170,4
максимальная1,73,0
Диаметр обрабатываемого прутка, мм:

максимальный

5060
минимальный2836
Длина отрезаемой заготовки, мм:

минимальная

3245
максимальная110135
Число ходов главного ползуна в минуту55…9035…70
Номинальное усилие, МН811,8
Число рабочих позиций, шт.4
Мощность основного электродвигателя, кВт130300
Масса автомата, кг90 00165 000
Расход охлаждающей воды, м3/ч6080
Давление сжатого воздуха, МПа0,5…1
Габаритные размеры в плане, мм7200 52409200 5900

Таблица 17. Техническая характеристика горизонтальных четырехпозиционных автоматов фирмы «Пельтцер» (ФРГ)

ПараметрыЗначения параметров по моделям автоматов
GF3GF3,5GF4GF5GF6GF7GF8
Номинальное усилие автомата, МН1,92,74,47,812,314,719,6
Наибольший диаметр исходного прутка, мм253545556580100
Наибольшая длина отрезаемой заготовки, мм45607585100115130
Наибольший диаметр штампуемой заготовки, мм607090110130145165
Наибольшее число ходов высадочного ползуна в минуту1251009080706045
Ход высадочного ползуна, мм190220280320400400450
Диаметр матрицы по позициям, мм:

I

506070100130140160
II7585100165200250260
III115135170245275310350
IV7585100165220250260
Расстояние оси подачи от уровня пола, мм1280140015001950235026002850
Мощность электродвигателя, кВт4574147222295385450
Масса автомата, т273860110190240280

Таблица 18. Двухкривошипные обрезные прессы фирмы

«Эймуко»

ПараметрыЗначения параметров по моделям прессов
ADWP 25ADWР 31,5ADWP 40ADWP 50ADWP 63ADWP 80ADWP1 00
Усилие в конце хода ползуна, МН2,53,13,94,96,27,89,8
Ход ползуна, мм270300320350380400430
Регулировка ползуна, мм100125150150175175
Расстояние между столом и ползуном в верхнем его положении, мм8409009601020108011501220
Длина стола, мм:

слева направо

1450162017001820193020502200
спереди назад120011001250
Длина ползуна, мм:

слева направо

1430160016701790190020002150
спереди назад90010001100
Число ходов ползуна в минуту50454038343028
Мощность электродвигателя привода, кВт17182230385270
Размеры отверстия столе пресса, мм

в

380x

320

420x

340

460x

360

500x

380

540x

400

590x

420

650x

450

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *