Программа курса (SYLLABUS) «Технология производства оборудования и оснастки» для специальностей 5В073800 «Технология обработки материалов давлением» (стр. 5 )

Кузнечно-штамповочные машины часто применяются в различных видах производства и являются широко применяемыми устройствами. Поэтому оборудование и оснастки  применяемые при их изготовлении зависят от характеристики процессов, выполняемых ими. Кузнечная штамповка является одним из видов кузнечных инструментов, а кузнечный инструмент это прибор применяемый при обработке материалов с помощью ручного удара или машинной ковкой. Кузнечный инструмент (КИ) используется для удобства поддержки заготовки, ее продвижения, измерения при кузнечно-штамповочном производстве. При ручном ударе заготовка устанавливается на наковальне, затем обрабатывается ударом молота. С помощью КИ заготовку можно обрабатывать утаптыванием (давлением), резанием, сверлением, изгибом. Обработка давлением осуществляется с помощью наковальни молотов, зажимов, прессов и т. д.

Кузнечно-штамповочное производство (КШП) является одним из отраслей тяжелого машиностроения. В результате КШП повышается прочность металла и появляется возможность его сэкономить. В связи с этим через обработку металлов давлением изготовляются ответственные детали машин (в самолетостроении 80-90%, в автомобилестроении до 85% выполняются штампованием). Производительность машин КШП по сравнению со станками для резания металлов намного выше.

При замене механической обработки со штамповочной из каждого млн. т. проката можно сэкономить 250 000 т. металла. При обработке давлением во многих случаях изготовляются металлические заготовки с целью повышения пластического состояния заготовки, для чего предварительно ее нагревают в электрических и индукционных печах.

  Методы обработки металла используемые в КШП характеризуются обеспечением начального состояния материала, оборудованием, инструментами, приборами и технологическими способами. По этим признакам у КШП бывают виды: давлением, происходящее во многих случаях с нагревом; объемные; листовая штамповка; прессование с нагревом.

При давлении (ковкой) не ограничивается на всестороннее течение обрабатываемого материала. Этим способом изготовляются изделия массой до 200 т. Это самый простой и старый вид обработки металла. Современный процесс давления осуществляется вручную и с помощью машины (наковальни молотов, манипуляторы).

Наковальни молоты (НМ) – это машины, используемые для пластической деформации металлических заготовок ударным действием. Обрабатываемый материал деформируется за счет кинетической энергии падающих частей молота. Имеются виды НМ для объемной штамповки металла и с помощью давления. По типу приводов НМ бывают: с паровым или воздушным движением, механический, гидравлический и т. д. По способу работы: простой и двух действий.

Манипулятор – это машина или механизм предназначенный для подъема и передвижения различных предметов, а также для управления на расстоянии при комплексной автоматизации производственных процессов. Их грузоподъемность находится в пределах от десятков грамм до сотни тонн. Они широко используются для процессов обработки металлов давлением.

Прокатный манипулятор предназначен для исправления возникших дефектов при прокатке, продвижению по рабочему валику монолитного металла и точного направления и т. д. Манипулятор давления используется для передачи горячей заготовки на пресс или молот и продвижения ее в нужном направлении.

Штамповкой называют ограниченный способ обработки металла, когда течение в различные стороны обрабатываемого материала проходит по внутренним щелям штампа. Объемная штамповка это способ обработки металла давлением для изготовления наружной формы изделия через штамп, подготовленный идентично к нему. Этот метод используется для изготовления деталей машин и других изделий при серийном и массовом производстве. Его можно осуществить как в холодном, так и в горячем виде. Процессы штамповки выполняются на гидровинтовых пресс молотах, гидропрессах с силой до 750 МН, кривошипных прессах с силой 6-100 МН, молотах 0,5-30 т. Методом листовой штамповки изготовляются изделия пространственной формы или тонкостенные плоские формы.

Прессованием называется процесс получения заготовки, установленной в матрице с помощью пуансона путем вытекания из выемчатого штампа, изготовленного в соответствии с формой изделия. Этим методом обрабатываются хрупкие материалы, которые невозможно обрабатывать другими способами. Металлы в зависимости от прочности, пластичности, жаростойкости и др. особенностей прессуются при различных температурах. С помощью прессования изготовляются изделия из различных полимерных материалов и с этой целью используются пресс штампы. Начиная с 50-х годов 20 века трудно деформируемые материалы (например жаростойкие стали, молибден, вольфрам и др.) обрабатываются с внедрением новых технологических операций (например штамповка взрывом).

Штамповка взрывом это использование силы давления, возникающее при взрыве взрывчатых веществ, пороха или различных газовых смесей. Качества и физико-химические характеристики изделий, изготовленные этим методом не хуже, чем изделия, изготовленными другими способами.

При штамповке с высокой скоростью используются наковальни молоты для ковки заготовки со скоростью 40-60 м/с. В настоящее время развивается электромагнитная штамповка. Она основана на методе деформирования с использованием взаимодействующих сил электромагнитных полей, возникающие из разрядов батарей мощных конденсаторов. Это позволяет изготовить различные виды изделий.

Использование волновых энергий, возникающих из разрядов жидкостей называют методом электрогидравлической штамповкой. Применение жидкости до достижения высокого давления (10-3000 МН/) для изготовления различных изделий называют методом гидростатического прессования. Для изготовления изделий из порошковых материалов используются гидростатический (при нагреве до 400-500) или газостатический с всесторонним давлением (при 200-2500 ).

Как видим, различные характеристики, физико-химические особенности и другие описания кузнечной штамповки дают особые возможности использования оборудования и оснастки при изготовлении приспособлений и деталей машин, а также устройства для осуществления действия кузнечно-штамповочной работы, их правильного и эффективного применения.