Специальные машины

В группу специальных машин входит разнообразное как по принципу работы, так и по конструктивному оформлению оборудование: станы продольной, поперечной и поперечно-винтовой прокатки; ковочные вальцы, ротационно-ковочные, раскатные, электровысадочные и другие машины.

Ковочные вальцы (рис. 3.8, а) по принципу работы также близки к прокатным станам. Они имеют два рабочих валка 3, на которых устанавливаются штампы (секторы) 4, занимающие часть окружности валка. Подача заготовки происходит в тот момент(рис.3.8 а,1), когда секторы вышли из рабочей зоны. При этом заготовка 1 подается до регулируемого упора, расположенного на заднем столе вальцов. При вращении валков сектора в некоторый момент соприкасаются с заготовкой и начинают ее деформировать (рис. 3.8а,2), одновременно сдвигая заготовку в направлении, обратном направлению подачи. положение кольцевых секторов в момент окончания вальцовки показано на рис.3.8а,3.

На ковочных вальцах обычно выполняют подкат и протяжку заготовок под штамповку, причем вальцовку и штамповку часто осуществляют с одного нагрева. Таким образом, удается значительно повысить производительность оборудования о использовать для штамповки более дешевый сортовой прокат вместо калиброванного.

Ротационно-ковочные машины предназначены для обжимки и вытяжки изделий из черных и цветных металлов. На рис.3.8,б показана схема устройства наиболее распространенных ротационных машин с вращающимися штампами. В неподвижной кольцевой обойме 5 устанавливается четное число роликов 7, свободно сидящих в своих гнездах. В шпинделе 6, который вращается внутри обоймы 5, имеются радиальные пазы для ползунов 9 со штампами 10. На ползунах имеются ролики 8. При вращении шпинделя 6 центробежные силы заставляют ползуны расходится в стороны, скользя по пазам шпинделя. Ролики 8наталкиваются на ролики 7, укрепленные в обойме, и отталкиваются вместе с ползунами к центру. При этом штампы 10 наносят последовательные удары по заготовке. На таких машинах обрабатывают изделия в форме тел вращения.

Имеются также ротационно-ковочные машины, у которых бойки совершают возвратно-поступательное движение в неподвижных направляющих (вращается на шпиндель, а обойма). Такие машины позволяют получать изделия прямоугольного (квадратного) поперечного сечения.

Раскатные машины применяются для изготовления кольцевых поковок для подшипников и других аналогичных изделий из заготовок, полученных ковкой на молотах или прессах, а также высаженных на горизонтально-ковочных машинах. Путем раскатки можно получить кольца сложного профиля с высокой точностью размеров.

Электровысадочные машины служат для высадки грушевидных утолщений на прутках. Полученная заготовка обычно идет для дальнейшей штамповки на пресс или молот.

Использование перечисленных машин, кроме высокой производительности и сокращения отходов металла, обеспечивает значительное снижение трудоемкости и как результат – уменьшение себестоимости продукции.

Гидростаты и гидростатические прессы

Обычные прессы прессования (рис. 3.10) имеют существенный недостаток: на внутренней поверхности контейнера 2 возникают значительные силы трения (показаны стрелками), которые отрицательно влияют на ход технологического процесса.

Например, при спрессовывании порошковых материалов (рис.3.10,а) появление сил трения приводит к тому, что давление прессования уменьшается по мере удаления от торца пуассона. Это вызывает неравномерную по длине плотность спрессованного брикета. Обычный процесс спрессовывания порошковых материалов имеет и другой недостаток. Материал спрессовывается только в осевом направлении. В поперечном направлении спрессовывания не происходит. В результате плотность прессовки оказывается различной в продольном и поперечном направлениях. На рис.3.10,б показано прессование (выдавливание) металлической заготовки.

Обоих этих недостатков можно избежать, если обеспечить равномерное всестороннее (гидростатическое) давление на поверхность заготовки. Именно такая силовая схема осуществляется в установках гидростатического прессования (рис.3.11).

При гидростатическом прессовании брикет 4 в эластичной оболочке 8 устанавливается на подставке 5 в контейнере 3, заполненном жидкостью 7. Эластичная оболочка должна легко деформироваться при прессовании заготовки и в то же время препятствовать проникновению жидкости в порошок. Обычно ее изготовляют из резины, алюминия или свинца. После установки заготовки контейнер с помощью быстродействующего затвора 2 закрывается крышкой 1 и через отверстие 6 в него подается жидкость высокого давления от компрессора или мультипликатора. Жидкость давит на заготовку равномерно со всех сторон и обеспечивает совершенно одинаковую плотность заготовки во всех направлениях. После окончания процесса прессования крышка контейнера открывается, готовое изделие извлекается, а на его место в контейнер устанавливается очередная заготовка.

Установки гидростатического прессования (рис.3.11) строятся на давления от 10 000 кПа до 1 000 Мпа (100–10000 кГ/см2) с контейнерами диаметром до 2 м. На них можно спрессовывать изделия с любым отношением высоты к диаметру до плотности, близкой к плотности монолитного материала.

Бесшаботные молоты.

Для уменьшения сотрясения почвы применяются так называемые бесшаботные молоты, схема одной из конструкций которых приведена на рис. 3.12.

Бесшаботный молот имеет две бабы 1 и 3, связанные между собой стальными лентами 2, переброшенными через ролики 4. При подаче пара или сжатого воздуха в цилиндр 5 поршень 6, опускаясь, перемещает обе бабы навстречу друг другу. Мощность бесшаботных молотов характеризуется энергией производимого удара. Строятся бесшаботные молоты с энергией удара от 0,1 до 1,0 МДж (от 10000 до 100000 КГм) и применяются для штамповки крупных поковок в одном ручье. Основным недостатком бесшаботных молотов является неудобства работы, обусловленные движением обоих штампов, поэтому молоты и при меняются только при одноручьевой штамповке, что резко снижает их технологические возможности.