Ковашко-пресово оборудване

МашиниСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 2, 2012

Ковашко-пресово оборудване

SIEMENS


Под общото наименование ковашко-пресово оборудване обикновено се има предвид немалка група от машини, изпълняващи определени операции, основаващи се на способността на металите да приемат значителна пластична деформация в горещо и студено състояние. Обработването на металите чрез различните методи за пластична деформация в съвременните условия на масово и многосерийно производство непрекъснато се разширява. Високата производителност на процеса, сравнително ниската енергоемкост, а така също незначителните загуби на метал при производството на изделия, са сред отличителните характеристики на пластичната деформация. Освен малките загуби на метал, в сравнение с други методи на обработка, при които за получаване на необходимата форма и размери на материала, част от метала се снема под формата на стружки, съществено предимство на пластичната обработка се явява и подобряването на свойствата на метала в процеса на деформиране.

Методите за обработване на металите чрез пластична деформация
обикновено се групират в три групи - обемно пластично деформиране, щанцоване и пластично деформиране на повърхностния слой на материала. Характерно за обемното пластично деформиране е извършването на формо- и размерообразуването в горещо или студено състояние на материала. Най-често използваните методи в практиката са коването, щамповането, изтеглянето през матрица, пресуването и валцуването. Щанцоването, от своя страна, се характеризира с извършването на процесите по формо- и размерообразуването на материала в студено състояние без съществено обемно формоизменение. В практиката често използвани методи са огъването, дълбокото изтегляне, отрязване, изрязване и пробиване.

Сред различните методи за пластична деформация на металите, валцуването заема особено място, тъй като позволява производството на изделия, подходящи за непосредствено използване в строителството и машиностроенето. Валцуването също така се използва за подготовка на различни видове заготовки, явяващи се изходен материал за други методи на обработка. Известно е, че при валцуването изходната заготовка се деформира чрез принудителното й прекарване между въртящи се валци, в резултат на което се осъществява деформационен процес, при който се намалява напречното сечение на заготовката и се увеличава нейната дължина.

Съществено развитие се наблюдава при процесите на пресоване, позволяващи да се получават различни профили с разнообразни по форма сечения, особено при обработването на труднодеформируеми метали и сплави. Обработването на металите чрез пресоване се явява важен технологичен процес в металургичното производство. Процесът също така осигурява не само предаването на необходимата форма и размери на обработвания материал, но със съчетаването и на други видове обработка, съществено се подобряват механичните и другите свойства на използвания метал. Произведените изделия могат да бъдат както плътни, така и кухи. Формата и размерите на напречното им сечение се определят от формата и размерите на отвора, през който металът се формоизменя.

Коване и щамповане
Използването на методите коване и щамповане непрекъснато се разширява и се забелязва тенденция към внедряването на специални инструменти и щампи, механизация на ковашките и транспортни операции, специализация на ковашките цехове към производството на еднотипни изделия, което дава възможност процесът да се автоматизира, да се създадат поточни и автоматични линии за производство на изковки в съчетание с автоматизация на вътрецеховия транспорт. В ковашкото и щамповъчното производство непрекъснато се усъвършенства начинът за нагряване на метала по пътя на използването на електронагряване - индукционно и контактно.
Формоизменението при обемното щамповане обикновено се извършва на два етапа. Първоначално формоизменението е следствие на определено сплескване, при което изходната заготовка увеличава размера на напречното си сечение и намалява височината си. Този етап продължава, докато деформираният метал достигне страничните стени на щампата. Той се характеризира с триосен натиск, съпроводен с нарастване на съпротивлението срещу деформация. При втория етап се запълват останалите свободни кухини, като металът обикновено изтича от кухини с по-голямо сечение в кухини с по-малко.

При листовото щамповане, наричано често в практиката щанцоване, преразпределението на метала е предимно в дадена равнина или повърхнина. Деформацията в едно от координатните направления е значително по-малка от тази в другите две направления. Предимство на листовото щамповане е възможността за изработване на точни и леки изделия и конструкции със сравнително нисък разход на материал. Постига се висока производителност и ниска себестойност на изработваните изделия и се дава възможност за автоматизация на технологичните процеси.
Коването, от своя страна, е технологичен процес на гореща обработка на металите, при който формата и размерите на изработваното изделие не се определят от формата и размерите на инструмента. Съвременният етап на рационализиране на процесите при коване е свързан с използването на все по-големи заготовки, получени чрез непрекъснато леене и с внедряването на промишлени изделия от сложно легирани термоустойчиви и високояки сплави. Коването също така е единственият метод за изработване на тежки изковки. Освен изброените предимства, коването има и недостатъци: сравнително ниска производителност, малка точност на размерите, голям разход на висококвалифициран труд.

Принципно процесът на свободно коване е свързан с прилагане на единични или комбиниран брой от следните ковашки операции: сплескване, изтегляне, пробиване, огъване, усукване, отсичане.

Днес сред най-използваните в практиката машини са тези за студено листово и обемно щамповане, включваща гилотини, механични и хидравлични преси, листоогъващи машини, ковашки машини и други.

Коването обикновено се изпълнява с помощта на управляеми преси и чукове, с които се произвеждат ковани форми с много точни размери и структурна цялост. Произвежданите изковки могат да варират по отношение на размерите от такива с много малки размери и тегло няколко грама до продукти, тежащи тонове. Постигането на по-висока производителност и ефективност при обработването на металите чрез пластична деформация обикновено се свързва с подобряване на характеристиките на използваните сплави в посока постигане на по-добра ковкост; непрекъснатото проучване на процесите и по-доброто им опознаване с оглед намаляване на разходите; използване на съвременни системи за управление на процесите; използване на CAD/CAM системи по време на проектирането и по време на производствените процеси, за да се повиши точността и да се намали подготвителният период; използване на симулации; възможността за бърза смяна на инструмента.

Посоки на развитие
Сред факторите, влияещи върху посоката на развитие на ковашко-пресовото машиностроене, са: развитието на технологията за коване и щамповане; достиженията в областта на машиностроенето, неизбежно въздействащи върху развитието на ковашко-пресовото машиностроене; организационни фактори, зависещи преди всичко от обема на производството и други.

Развитието на технологиите на коване и щамповане например до голяма степен се определят от теглото на изковката и щампованото изделие, размерите и точността на обработката. Тенденцията е теглото на изковките и щамповките непрекъснато да нараства, което от своя страна изисква използването на машини с голяма мощност. Съответно, се наблюдава ръст на номиналното усилие на механичните и хидравличните преси, а така също ръст на теглото на падащите части на щамповъчните чукове.
Повишаването на номиналното усилие на пресите е свързано и с решаването на редица други задачи като избор на вида задвижване и големината на специфичното налягане на работната течност, конструктивното оформление на основните работни възли, използваните материали и т. н., като често тези цели са противоречиви и нямат еднозначно решение.

Увеличаването на размера на обработваната заготовка влияе на конструкцията на машината. Налага се използването на машини с по-големи габарити и извършването на повече ходове.

Сред посоките на развитие на технологиите за коване и щамповане е и повишаване устойчивостта на машината за получаване на изделия с висока точност, както и повишаване качеството на използваните елементи в конструкцията на машините.
Добре е да се има предвид и фактът, че различният характер на производството създава различни условия на работа за ковашко-пресовото оборудване. При единично производство обикновено се използват универсални машини, при серийното - предимно специализирани, а при масово производство често се налага внедряване на специални автомати и автоматични линии. Колкото по-специализирана е машината, толкова по-ясно могат да бъдат определени силовите, скоростните и другите параметри и толкова по-обосновано могат да бъдат решени въпросите за избора на отделни нейни показатели.

Като цяло развитието на ковашко-пресовото машиностроене е насочено към увеличаване на мощностите и номиналните усилия; създаване на машини, осигуряващи висока точност на обработваните изделия, създаването на по-икономични и производителни машини, с по-добри индивидуални показатели, позволяващи да се механизират и автоматизират процесите при ковашко-пресовото производство.

Модернизация на оборудването
Обикновено ковашко-пресово оборудване е с дълъг срок на експлоатация, в същото време с течение на времето то все по-трудно успява да отговаря на повишаващите се изисквания. От друга страна, използването му за обработване на голяма част от детайлите за металообработващата, химическата и други видови промишлености, го причислява към основните производствени мощности. По тази причина, с оглед подобряване на производствените характеристики, често се пристъпва към модернизация на съществуващото оборудване. Опцията за пълна подмяна на оборудването понякога е по-трудно осъществима, изисква по-голям финансов ресурс и на практика не винаги се оказва рентабилно.

Необходимите действия по модернизацията на едни и същи ковашко-пресови машини, в зависимост от условията на производството, могат да бъдат различни. Специалистите съветват при вземане на решения за модернизация, предварително да се отчетат техническите и икономическите фактори. Също така е добре да се търсят дългосрочни решения.

Изборът на подходяща форма и направление за модернизация на машините във всяко предприятие има решаващо значение за технико-икономическата ефективност на предвидената модернизация. Сред основните направления за модернизация на ковашко-пресовото оборудване обикновено се посочват: повишаване на производителността; повишаване на нивото на механизация и автоматизация; изменение и разширение на технологичните възможности; подобряване на експлоатационните качества; повишаване устойчивостта и дълговечността на бързо износващите се детайли и възли на машината; намаляване на теглото и габаритите; подобряване на условията на труд и техниката на безопасност; съкращаване на срока и подобряване на технологиите за ремонт на оборудването. Добре е преди да се престъпи към практическата реализация, в което и да е от тези направления, да се разгледат перспективите и тенденциите в развитието на съвременните ковашки машини, а така също изискванията, предявявани при модернизацията.

Принципно, при модернизация на оборудването се цели внедряване на по-ефективни методи за обработка на металите и оптимално използване на наличното оборудване. Нивото, при което най-добре биха могли да се изпълнят основните цели, се определя от възможностите на самото оборудване, като се отчетат неговата конструкция, технологичният процес по изготвянето на детайла, видът на производството и технико-икономическия ефект.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top