Вы когда-нибудь задумывались о том, как выбирается кузнечное оборудование для различных областей применения? В этой статье блога мы рассмотрим ключевые факторы, влияющие на выбор ковочных молотов, винтовых прессов и прессов для горячей штамповки. Наш эксперт, инженер-механик, расскажет о расчетах тоннажа и эксплуатационных характеристиках, помогая вам понять, как оптимизировать процесс ковки. Приготовьтесь погрузиться в увлекательный мир технологий ковки!
Кузнечный молот, винтовой пресс и пресс для горячей штамповки - это три основных вида кузнечного оборудования в кузнечной промышленности.
Несмотря на то, что соответствующие технологии разрабатывались в течение многих лет, они обладают различными возможностями, обусловленными их уникальными эксплуатационными характеристиками.
Тоннаж ковки означает максимальное усилие (обычно измеряемое в тоннах), которое может выдержать ковочный станок. Этой силы достаточно для пластической деформации металлов, чтобы получить требуемые поковки.
Согласно определению Китайской ассоциации ковки, крупные поковки - это свободно кованые изделия, произведенные на гидравлических машинах весом более 1000 тонн и молотах свободной ковки весом более 5 тонн, а также поковки, произведенные на оборудовании для горячей штамповки весом более 6000 тонн и молотах для штамповки весом более 10 тонн.
При практическом применении выбор подходящего тоннажа ковки предполагает учет различных факторов, включая размер, форму и требуемую степень деформации поковок.
Например, тоннаж винтового пресса можно рассчитать по формуле P= p/q= (64~73)F/q, где P - тоннаж винтового пресса (KN), p - усилие деформации, необходимое для штамповки (KN), а F - площадь проекции штамповки вместе с флэшем (см).2).
Кроме того, для определения тоннажа оборудования используются теоретические методы расчета и эмпирические формулы.
1.1 Эксплуатационные характеристики
Кузнечный молот - это кузнечное оборудование, используемое для производства различных штамповок в условиях средне- и крупносерийного производства.
Он универсален и может использоваться для различных типы штампов ковка.
Благодаря простой конструкции, высокой производительности, низкой стоимости и адаптируемости к процессу штамповки, он широко используется в качестве кузнечного оборудования.
Роль кузнечного молота в современной кузнечной промышленности зависит от следующих факторов:
Ключевым преимуществом ковочного молота является высокая скорость удара, что приводит к короткому времени контакта с формой и делает его идеальным для ситуаций, требующих высокоскоростной деформации для заполнения формы.
К ним относятся поковки с тонкими ребристыми пластинами, сложные формыи жесткие требования к допустимому весу.
Благодаря быстрым и гибким рабочим характеристикам он обладает высокой адаптивностью и иногда называется "универсальным" оборудованием.
Поэтому он особенно подходит для производства нескольких типов и небольших партий.
С точки зрения экономической эффективности ковочный молот является наиболее выгодным. формовочное оборудование.
1.2 Как выбрать ковочный молот
Максимальная энергия удара кузнечного молота является наиболее критическим параметром для определения его рабочей способности.
При выборе необходимой энергии удара молотка можно руководствоваться следующей формулой:
E=25（3.5～6.3）KFвсего
В формуле:
При серийном производстве, когда требуется высокая производительность, в формуле используется верхнее предельное значение 6,3. В случаях, когда может быть выполнена последняя операция ковки и производительность не вызывает опасений, используется нижнее предельное значение 3,5.
2.1 Эксплуатационные характеристики
Винтовой пресс подходит для штамповки, высадки, точного прессования, правки, обрезки и гибки.
Однако его средняя эксцентрическая грузоподъемность значительно меньше, чем у горячая штамповка пресс и кузнечный молот.
В результате он не подходит для многопроцессных операций нагрева (таких как удаление окалины, предварительная ковка и обрезка).
Поэтому при использовании винтового пресса для окончательной штамповки необходимо дополнительное оборудование для выполнения вспомогательных процессов.
Характеристики штамповки на винтовом прессе определяются производительностью оборудования.
Так как винтовой пресс обладает двойными рабочими характеристиками: ковочного молота и пресса для горячей штамповки, он имеет следующие особенности:
Таким образом, штамповка винтового пресса имеет следующие характеристики:
Применение винтового пресса для штамповки ограничено неблагоприятными факторами, включая тоннаж оборудования, низкую рабочую скорость и необходимость использования вспомогательного оборудования для заготовки. Как правило, он используется для мелкосерийного и среднесерийного производства поковок малого и среднего размера.
2.2 Возможность адаптации к другим штампам для ковки press
Винтовой пресс работает за счет энергии удара и имеет рабочие характеристики, схожие с характеристиками кузнечного молота. Ход ползуна пресса регулируется и может быть возвращен в любое положение, прежде чем достигнет своей нижней точки. Количество энергии удара и число ударов можно регулировать в зависимости от требуемой работы по деформации поковки.
Однако во время ковки сопротивление деформации поковки уравновешивается упругой деформацией системы закрытия станины. Винтовой пресс имеет структуру, аналогичную структуре пресса для горячей ковки, что делает его устройством для штамповки, обладающим определенной перегрузочной способностью.
Средняя эксцентриковая нагрузка винтового пресса меньше, чем у пресса для горячей ковки и ковочного молота с ЧПУ, поэтому он подходит только для ковки с одним пазом. При использовании винтового пресса для окончательной штамповки может потребоваться дополнительное оборудование для завершения вспомогательного процесса.
Ползун винтового пресса имеет меньшую скорость хода и меньшую частоту работы, и может выполнять только одноударную деформацию в одной канавке. Во время одноударной деформации средняя часть заготовки подвергается значительной деформации, что приводит к ее горизонтальному течению и образованию большого фланцевого края, затрудняющего заполнение металлом глубоких канавок и увеличивающего вероятность складывания по сравнению с ковкой на молоте. Это особенно заметно для поковок со сложной формой поперечного сечения.
Кроме того, шнековый пресс имеет низкую гибкость и меньший срок службы матрицы по сравнению с a CNC кузнечный молот. Он подходит для ковки деталей относительно простой формы, с низкими требованиями к точности и высокой энергией деформации. Энергия и частота ударов обычно определяются оператором в зависимости от требуемой работы по деформации поковки.
Однако винтовой пресс имеет низкие характеристики управления по сравнению с ковочным молотом с ЧПУ, что приводит к нестабильному качеству поковок и трудностям в автоматизации. Обычно он используется для мелко- и среднесерийного производства мелких и средних штампованных деталей.
2.3 Как выбрать винтовой пресс
Формула расчета для выбора тоннажа шнекового пресса выглядит следующим образом:
1）P= p/q=（64～73）F/q
В формуле:
① Для поковок, требующих большого хода деформации, деформации и деформационной работы при штамповке, значение q должно быть в пределах от 0,9 до 1,1.
② Для поковок, требующих меньшего хода деформации и работы по деформации при штамповке, значение q составляет 1,3.
③ Для поковок, которые требуют только небольшого хода деформации, но требуют большого усилия деформации для точного прессования, значение q равно 1,6.
2） P=（17.5～28）K-Fвсего(KN)
В формуле:
Приведенная выше формула применяется для расчета тоннажа оборудования, необходимого для двойного или тройного ковочного хода. Если требуется один ход ковки, расчет следует умножить на два.
3.1 Эксплуатационные характеристики
Характеристики штамповки на горячештамповочных прессах определяются конструкцией пресса. Она обладает следующими характерными особенностями:
Жесткость станины пресса горячей ковки и кривошипно-шатунного механизма высока, что приводит к минимальной упругой деформации во время работы и обеспечивает высокую точность получаемых поковок.
Ползун имеет дополнительную носовую структуру, увеличивающую длину направляющей и повышающую точность направления. Благодаря точному направлению и использованию комбинированного штампа с направляющим устройством прессы для горячей ковки способны производить поковки с более высокой точностью. Пазы каждой ступени выполнены на удобной вставке и закреплены на универсальной опалубке с помощью крепежных винтов, что исключает противодействие во время работы.
Рабочий ход пресса фиксированный, один шаг выполняется за один ход, предусмотрено автоматическое устройство выталкивания.
3.2 Возможность адаптации к другому кузнечно-прессовому оборудованию:
Пресс для горячей штамповки имеет определенный ход и работает на медленной скорости, что позволяет заготовке подвергнуться заданной деформации за один ход. Однако это приводит к значительной деформации в середине заготовки, в результате чего она легко течет в горизонтальном направлении и образует большую вспышку, что препятствует эффективному заполнению металлом глубоких канавок.
Кроме того, сгибание поковок более вероятно, чем забивка, особенно для поковок со сложной формой поперечного сечения.
Чтобы преодолеть эти трудности, необходимо использовать этап заготовки, чтобы приблизить заготовку к требуемой форме поковки, что требует тщательной разработки этапа штамповки. С другой стороны, ковочные молоты имеют большое количество ударов в минуту и могут регулировать вес молота в соответствии с требованиями к деформации заготовки. Это облегчает работу и штамповку поковок, таких как удлинение и прокатка.
Однако процессы длинной прокатки и вальцовки трудно осуществить на прессе для горячей ковки. Для длинных прутковых заготовок с большой разницей в поперечном сечении необходимо другое оборудование, например пневматические молоты, прокатная штамповка Для заготовки и растяжки/прокатки должны использоваться станки или машины для плоской штамповки.
Пресс для горячей ковки также сталкивается с трудностями при удалении оксидной окалины на поверхности заготовки, особенно на ее торцах, которая легко вдавливается в поверхность поковки.
Чтобы избежать этого, необходимо использовать электрический нагрев и другие методы нагрева без окисления. В прессе для горячей ковки используется комбинированный штамп с направляющим устройством, а канавки каждой ступени выполняются на удобных вставках.
Благодаря такой конструкции размер вставных штампов значительно меньше, чем молотов, что позволяет экономить материал пресс-формы и делает изготовление, использование и ремонт вставных пресс-форм гораздо более удобным.
3.3 Как выбрать пресс для горячей штамповки
Тоннаж пресса для горячей ковки определяется исходя из максимального сопротивления деформации в конце процесса ковки. Давление ковки (P) можно рассчитать по следующей эмпирической формуле:
P=（64～73）KF
В формуле:
Для поковок с простой формой, большой круглой поверхностью, низкими и толстыми ребрами и толстой стенкой коэффициент сложности имеет небольшое значение, а для поковок наоборот.
|
Артикул | Паровой молоток | Винтовой пресс | Кривошипный пресс |
Кузнечный молот |
| Скорость удара（м/с） | 4～7 | 0.6～0.8 | 0.3～0.7 | 4～6 |
| Время холодного удара (мс) | 2～3 | 30～60 | 30～60 | 2～3 |
| Время формования (мс) | 5～15 | 30～150 | 80～120 | 5～15 |
| Частота ударов | 80～100 | 6～15 | 40～80 | 80～110 |
| Гибкость | Хорошо | Плохой | Плохой | Хорошо |
| Коэффициент инвестирования | 1 | 1～2 | 4 | 2 |
| Адаптация | Разнообразные мелкие партии | Единичные детали в больших количествах | Единичные детали в больших количествах | Разнообразные мелкие партии |
| Сложность структуры | Самый простой | Среднее | Самый сложный | Простой |
| Степень автоматизации | Плохой | Плохой | Хорошо | Хорошо |
| Принцип ковки | Многократная формовка молотом | Формирование одного удара | Формирование статического давления | Многократная формовка молотом |
| Точность работы | Плохой | Плохой | Высокий | Высокий |
| Сравнение энергопотребления | 15 | 2～3 | 3 | 1 |
При выборе ковочного оборудования с аналогичными возможностями, соотношение между мощностями ковочного оборудования следующее: штамповочный молот 25KJ (1-тонный молот двойного действия) эквивалентен прессу горячей ковки 10 000 KN, который, в свою очередь, эквивалентен винтовому прессу 3 500 - 4 000 KN.
Выбор подходящего тоннажа ковки требует предварительного учета размеров и деформации кованых деталей. Для различных типов поковок требуемое кузнечное оборудование, расход топлива, расход пресс-форм и т. д. различны, поэтому выбор тоннажа должен основываться на конкретных обстоятельствах поковки.
Например, титановые сплавы обладают высокой устойчивостью к деформации в процессе ковки, поэтому при выборе ковочного тоннажного оборудования особое внимание следует уделить размерам и деформации деталей.
Кроме того, важным фактором является сорт поковки.
Как правило, поковки с более высокой прочностью и твердостью могут выдерживать большие нагрузки и давление, поэтому при выборе тоннажа поковки следует также учитывать марку поковки. Например, сталь марки 3 имеет более высокую прочность и твердость, чем сталь марки 2, поэтому при выборе тоннажа поковки может потребоваться более мощное оборудование для ее обработки.
Выбор правильного тоннажа ковки требует всестороннего учета размера и деформации поковки, марки материала и производственных затрат.
На практике этого можно достичь, рассчитав тоннаж ковочного давления и расположив полость пресс-формы в сочетании с рабочим пространством и конструкцией оборудования, что позволяет в целом спроектировать компоненты ковочной пресс-формы. Это обеспечивает не только качество поковок, но и эффективный контроль над производственными затратами.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO