Vi siete mai chiesti come vengono selezionate le attrezzature per la forgiatura per le diverse applicazioni? In questo post esploreremo i fattori chiave che influenzano la scelta dei martelli di forgiatura, delle presse a vite e delle presse per stampaggio a caldo. Il nostro esperto ingegnere meccanico fornirà informazioni sul calcolo del tonnellaggio e sulle caratteristiche delle prestazioni, aiutandovi a capire come ottimizzare il vostro processo di forgiatura. Preparatevi a immergervi nell'affascinante mondo della tecnologia di forgiatura!
Il martello per la forgiatura, la pressa a vite e la pressa per la forgiatura a caldo sono le tre attrezzature principali dell'industria della forgiatura.
Sebbene le rispettive tecnologie siano state sviluppate nel corso di molti anni, hanno capacità diverse a causa delle loro caratteristiche prestazionali uniche.
Il tonnellaggio di forgiatura si riferisce alla forza massima (solitamente misurata in tonnellate) che una macchina di forgiatura può sopportare. Questa forza è sufficiente a deformare plasticamente i metalli, producendo così i forgiati richiesti.
Secondo la definizione dell'Associazione cinese dei forgiatori, i forgiati di grandi dimensioni sono prodotti liberamente forgiati da macchine idrauliche di oltre 1000 tonnellate e da martelli per la forgiatura libera di oltre 5 tonnellate, nonché i forgiati prodotti da attrezzature per la forgiatura a caldo di oltre 6000 tonnellate e da martelli per la forgiatura di oltre 10 tonnellate.
Nelle applicazioni pratiche, la scelta del tonnellaggio di forgiatura appropriato implica la considerazione di vari fattori, tra cui le dimensioni, la forma e il grado di deformazione richiesto dei pezzi forgiati.
Ad esempio, il tonnellaggio di una pressa a vite può essere calcolato con la formula P= p/q= (64~73)F/q, dove P è il tonnellaggio della pressa a vite (KN), p è la forza di deformazione richiesta per la forgiatura dello stampo (KN) e F è l'area di proiezione della forgiatura con la scaglia (cm).2).
Inoltre, per determinare il tonnellaggio delle apparecchiature si utilizzano anche metodi di calcolo teorici e formule empiriche.
1.1 Caratteristiche delle prestazioni
Il martello perforatore è un'attrezzatura di forgiatura utilizzata per produrre vari stampi in condizioni di produzione di lotti medio-grandi.
È versatile e può essere utilizzato per più tipi di stampo forgiatura.
Grazie alla sua struttura semplice, all'elevata produttività, al basso costo e all'adattabilità al processo di forgiatura, è ampiamente utilizzata come attrezzatura per la forgiatura.
Il ruolo del martello perforatore nella moderna industria della forgiatura dipende dai seguenti fattori:
Il vantaggio principale del martello perforatore è la sua velocità di battuta, che si traduce in un breve tempo di contatto con lo stampo e lo rende ideale per le situazioni che richiedono una deformazione ad alta velocità per riempire lo stampo.
Questo include i forgiati con sottili piastre nervate, forme complessee requisiti rigorosi di tolleranza di peso.
Grazie alle sue caratteristiche di rapidità e flessibilità, ha una forte capacità di adattamento e viene talvolta definita un'apparecchiatura "universale".
Pertanto, è particolarmente adatto alla produzione di più tipi e di piccoli lotti.
In termini di economicità, il martello perforatore è il più vantaggioso. attrezzature per la formatura.
1.2 Come selezionare il martello da forgiatura
L'energia massima di impatto del martello perforatore è il parametro più critico per determinare la sua capacità di lavoro.
Per la scelta dell'energia d'impatto necessaria per il martellamento, si può utilizzare come riferimento la seguente formula:
E=25（3,5～6,3）KFtotale
Nella formula:
In caso di produzione in lotti e di necessità di un'elevata produttività, la formula utilizza il valore limite superiore di 6,3. Nei casi in cui è possibile eseguire la fase finale di forgiatura e la produttività non è un problema, si utilizza il limite inferiore di 3,5.
2.1 Caratteristiche delle prestazioni
La pressa a vite è adatta per i processi di forgiatura di stampi, sollevamento, pressatura di precisione, correzione, rifilatura e piegatura.
Tuttavia, la sua capacità di carico eccentrico medio è significativamente inferiore rispetto a quella del stampaggio a caldo e il martello per la forgiatura.
Di conseguenza, non è adatto a operazioni di riscaldamento multi-processo (come decalcificazione, pre-forgiatura e rifilatura).
Pertanto, quando si utilizza una pressa a vite per la forgiatura finale, è necessaria un'attrezzatura aggiuntiva per eseguire i processi ausiliari.
Le caratteristiche di stampaggio della pressa a vite sono determinate dalle prestazioni dell'apparecchiatura.
Poiché la pressa a vite ha la duplice caratteristica di funzionare sia come martello per stampi che come pressa per stampi a caldo, presenta le seguenti caratteristiche:
Pertanto, lo stampo della pressa a vite presenta le seguenti caratteristiche:
L'uso di una pressa a vite per la forgiatura di stampi è limitato da fattori sfavorevoli, tra cui il tonnellaggio dell'attrezzatura, la bassa velocità operativa e la necessità di attrezzature ausiliarie per la tranciatura. In genere viene utilizzata per la produzione di piccoli e medi lotti di fucinati di dimensioni medio-piccole.
2.2 Adattabilità ad altri stampi press
La pressa a vite funziona con l'energia di impatto e ha caratteristiche di lavoro simili a quelle di un martello per stampi. La corsa del cursore della pressa è regolabile e può essere riportata in qualsiasi posizione prima di raggiungere il punto più basso. La quantità di energia di percussione e il numero di colpi possono essere controllati in base al lavoro di deformazione richiesto per la forgiatura.
Tuttavia, durante la forgiatura, la resistenza alla deformazione dello stampo è bilanciata dalla deformazione elastica del sistema di chiusura del letto. La pressa a vite ha una struttura simile a quella di una pressa per la forgiatura a caldo, che la rende un dispositivo di forgiatura a stampo con una certa capacità di sovraccarico.
La capacità media di carico eccentrico della pressa a vite è inferiore rispetto a quella della pressa per stampaggio a caldo e del martello per stampaggio a CNC, il che la rende adatta solo per lo stampaggio di stampi a una sola scanalatura. Quando si utilizza una pressa a vite per la forgiatura finale, possono essere necessarie attrezzature aggiuntive per completare il processo ausiliario.
Il cursore della pressa a vite ha una velocità di corsa inferiore e una frequenza di funzionamento più bassa e può eseguire solo la deformazione a colpo singolo in una scanalatura. Durante la deformazione a colpo singolo, la parte centrale dello spezzone subisce una deformazione significativa, che lo porta a scorrere orizzontalmente e a formare un'ampia fiammata, rendendo difficile il riempimento del metallo nelle scanalature profonde e aumentando la probabilità di piegatura rispetto alla forgiatura a martello. Questo fenomeno è particolarmente accentuato per i forgiati con forme trasversali complesse.
Inoltre, la pressa a vite ha una scarsa flessibilità e una durata di vita dello stampo più breve rispetto a quella della pressa a vite. a CNC martello per forgiatura. È adatto per la forgiatura di pezzi di forma relativamente semplice, con requisiti di precisione ridotti ed elevata energia di deformazione. L'energia e la frequenza di percussione sono solitamente determinate dall'operatore in base alla deformazione richiesta per la forgiatura.
Tuttavia, la pressa a vite ha scarse prestazioni di controllo rispetto a un martello perforatore CNC, con conseguente instabilità della qualità di forgiatura e difficoltà di automazione. Di solito viene utilizzata per la produzione di lotti di pezzi forgiati di piccole e medie dimensioni.
2.3 Come selezionare pressa a vite
La formula di calcolo per selezionare il tonnellaggio della pressa a vite è la seguente:
1）P= p/q=（64～73）F/q
Nella formula:
① Per i pezzi fucinati che richiedono una grande corsa di deformazione, una deformazione e un lavoro di deformazione per lo stampaggio, il valore di q dovrebbe essere compreso tra 0,9 e 1,1.
② Per i pezzi forgiati che richiedono una corsa di deformazione e un lavoro di deformazione più piccoli per la forgiatura a stampo, il valore di q è 1,3.
③ Per i pezzi fucinati che richiedono solo una piccola corsa di deformazione, ma che necessitano di una grande forza di deformazione per la pressatura di precisione, il valore di q è 1,6.
2） P=（17,5～28）K-Ftotale(KN)
Nella formula:
La formula sopra riportata si applica al calcolo del tonnellaggio dell'attrezzatura necessaria per le corse di forgiatura doppie o triple. Se è necessaria una sola corsa di forgiatura, il calcolo deve essere moltiplicato per due.
3.1 Caratteristiche delle prestazioni
Le caratteristiche dello stampaggio su presse a caldo sono determinate dalla progettazione strutturale della pressa. Le caratteristiche principali sono le seguenti:
La rigidità del telaio della pressa per stampaggio a caldo e del meccanismo di collegamento della manovella è elevata, con conseguente deformazione elastica minima durante il funzionamento, che porta a una maggiore precisione dei pezzi forgiati prodotti.
Il cursore presenta una struttura aggiuntiva a forma di naso, che aumenta la lunghezza di guida e migliora la precisione di guida. Con una guida precisa e l'uso di uno stampo combinato con un dispositivo di guida, le presse per la forgiatura a caldo sono in grado di produrre fucinati con una maggiore precisione. Le scanalature di ciascun gradino sono realizzate su un comodo inserto e fissate alla cassaforma universale mediante viti di fissaggio, eliminando il contraccolpo durante il funzionamento.
La corsa di lavoro della pressa è fissa, con una fase completata in una sola corsa e un dispositivo di espulsione automatica incluso.
3.2 Adattabilità ad altre attrezzature per la forgiatura:
La pressa per stampaggio a caldo ha una certa corsa e opera a bassa velocità, consentendo allo spezzone di subire la deformazione predeterminata in un solo colpo. Tuttavia, ciò provoca una deformazione significativa al centro della billetta, causando un facile scorrimento in direzione orizzontale e la formazione di un'ampia fiammata, che impedisce di riempire efficacemente il metallo nelle scanalature profonde.
Inoltre, la piegatura dei forgiati è più probabile rispetto alla martellatura, in particolare per quelli con forme trasversali complesse.
Per superare queste sfide, è necessario utilizzare una fase di tranciatura per portare lo spezzone vicino alla forma di forgiatura desiderata, il che richiede un'attenta progettazione della fase di forgiatura. D'altra parte, i martelli per la forgiatura hanno un elevato numero di colpi al minuto e possono controllare il peso del martello per soddisfare i requisiti di deformazione dello spezzone. Ciò facilita il funzionamento e la forgiatura di pezzi forgiati, come l'allungamento e la laminazione.
Tuttavia, i processi di laminazione e laminazione lunga sono difficili da eseguire su una pressa per stampaggio a caldo. Per gli sbozzati lunghi con grandi differenze di sezione trasversale, sono necessarie altre attrezzature come i martelli pneumatici, forgiatura a rulli o macchine per la forgiatura in piano devono essere utilizzate per la tranciatura e l'allungamento/l'arrotolamento.
La pressa di forgiatura a caldo incontra anche difficoltà nell'eliminare le scaglie di ossido presenti sulla superficie dello spezzone, soprattutto alle estremità, che vengono facilmente pressate nella superficie di forgiatura.
Per evitare ciò, è necessario utilizzare il riscaldamento elettrico e altri metodi di riscaldamento privi di ossidazione. La pressa per la forgiatura a caldo adotta uno stampo combinato con un dispositivo di guida e le scanalature di ogni fase sono realizzate su appositi inserti.
Questo design rende le dimensioni degli stampi per inserti molto più piccole di quelle dei martelli, consentendo di risparmiare materiale per gli stampi e rendendo molto più convenienti la produzione, l'uso e la riparazione degli stampi per inserti.
3.3 Come selezionare la pressa per stampaggio a caldo
Il tonnellaggio della pressa di forgiatura a caldo viene determinato in base alla massima resistenza alla deformazione al termine del processo di forgiatura. La pressione di forgiatura (P) può essere calcolata con la seguente formula empirica:
P=（64～73）KF
Nella formula:
Per i forgiati con forma semplice, ampia superficie circolare, nervature basse e spesse e parete spessa, il coefficiente di complessità ha un valore ridotto, mentre è vero il contrario.
|
Articolo | Martello a vapore | Pressa a vite | Manovella |
Martello per la forgiatura di stampi |
| Velocità di battuta (m/s) | 4～7 | 0.6～0.8 | 0.3～0.7 | 4～6 |
| Tempo di battuta a freddo (ms) | 2～3 | 30～60 | 30～60 | 2～3 |
| Tempo di formazione (ms) | 5～15 | 30～150 | 80～120 | 5～15 |
| Frequenza degli scioperi | 80～100 | 6～15 | 40～80 | 80～110 |
| Flessibilità | Buono | Male | Male | Buono |
| Rapporto di investimento | 1 | 1～2 | 4 | 2 |
| Adattabilità | Piccolo lotto multivariato | Pezzi singoli in grandi quantità | Pezzi singoli in grandi quantità | Piccolo lotto multivariato |
| Complessità della struttura | Il più semplice | Media | Il più complicato | Semplice |
| Laurea in automazione | Male | Male | Buono | Buono |
| Principio di forgiatura | Formatura multipla a martello | Un impatto che forma | Formazione della pressione statica | Formatura multipla a martello |
| Precisione di lavoro | Male | Male | Alto | Alto |
| Confronto tra i consumi energetici | 15 | 2～3 | 3 | 1 |
Quando si scelgono attrezzature di forgiatura con capacità simili, la relazione di conversione tra le capacità delle attrezzature di forgiatura è la seguente: un martello per stampi da 25KJ (martello a doppio effetto da 1 tonnellata) equivale a una pressa per forgiatura a caldo da 10.000 KN, che a sua volta equivale a una pressa a vite da 3.500 a 4.000 KN.
La scelta del tonnellaggio di forgiatura appropriato richiede una considerazione iniziale delle dimensioni e della deformazione dei pezzi forgiati. Per i diversi tipi di pezzi fucinati, le attrezzature di forgiatura necessarie, il consumo di unità di potenza del combustibile, il consumo di stampi e altro ancora variano, per cui la scelta del tonnellaggio deve basarsi sulle circostanze specifiche dei pezzi fucinati.
Ad esempio, le leghe di titanio hanno un'elevata resistenza alla deformazione durante il processo di forgiatura, quindi nella scelta delle attrezzature per la forgiatura occorre prestare particolare attenzione alle dimensioni e alla deformazione dei pezzi.
Inoltre, il grado di forgiatura è una considerazione importante.
In generale, i forgiati con resistenza e durezza più elevate possono sopportare carichi e pressioni maggiori, il che significa che nella scelta del tonnellaggio di forgiatura si deve tenere conto anche del grado del forgiato. Ad esempio, l'acciaio di grado 3 ha una resistenza e una durezza maggiori rispetto all'acciaio di grado 2, quindi la scelta del tonnellaggio di forgiatura può richiedere attrezzature più grandi per soddisfare le esigenze di lavorazione.
La scelta del giusto tonnellaggio di forgiatura richiede una considerazione completa delle dimensioni e della deformazione dei pezzi forgiati, del tipo di materiale e dei costi di produzione.
In pratica, ciò può essere ottenuto calcolando il tonnellaggio della pressione di forgiatura e organizzando la posizione della cavità dello stampo in relazione allo spazio di lavoro e alla struttura dell'attrezzatura, consentendo la progettazione complessiva dei componenti dello stampo di forgiatura. Ciò garantisce non solo la qualità dei forgiati, ma anche un efficace controllo dei costi di produzione.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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