«. 1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящихся к виду деятельности выпускника: производственно-технологическая деятельность; ...»

У выпускавшихся ранее, но находящихся и сейчас в эксплуатации прессов включение муфт сцепления осуществляется механически через систему тяг и рычагов при нажатии ножной педали или двух рукояток с целью избежания попадания рук рабочего в зону штампа. У современных прессов устанавливаются электрические органы управления, воздействующие на золотник, открывающий или закрывающий доступ сжатого воздуха в систему пневмофрикционной муфты или тормоза. Пневмоэлектрический способ управления работой прессов упрощает применение промышленных роботов с общей системой управления и блокировки, построение автоматических линий.

Современные прессы оснащают системой принудительной централизованной смазки. Густая смазка централизованно подается к подшипникам кривошипного вала, направляющим ползуна и головке шатуна. Жидкая смазка поступает к винту шатуна, шаровой опоре винта, механизмам муфты и системы включения пресса.

ПРЕССЫ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

Прессы двойного действия предназначены в основном для выполнения операций глубокой вытяжки. Они имеют второй (наружный) ползун, к которому крепится складкодержатель вытяжного штампа с большой величиной хода при невысокой скорости на рабочем участке внутреннего ползуна и выстоем на этом участке наружного ползуна.

Наружный ползун, несущий на себе складкодержатель, в движении вниз опережает внутренний ползун и осуществляет прижим заготовки к матрице.

Вслед за наружным двигается внутренний ползун с пуансоном, который вытягивает заготовку. Затем оба ползуна поднимаются с опережением в обратном порядке.

Существуют также прессы тройного действия, у которых помимо двух верхних ползунов, работающих аналогично ползунам прессов двойного действия, снизу смонтирован третий ползун, перемещающийся в направлении, противоположном движению верхних ползунов.

Вытяжные прессы обычно оснащаются пневматическими прижимными устройствами (подушками), монтируемыми под столом пресса и заменяющими действие наружного ползуна, обеспечивая постоянный прижим заготовки. В этом случае вытяжной пуансон неподвижно крепится на столе пресса, матрица — к ползуну, а прижимная плита опирается на штоки пневмоцилиндров через переходную плиту и шпильки, проходящие через отверстия в столе пресса.

ХОЛОДНОВЫСАДОЧНЫЕ ПРЕССЫ (АВТОМАТЫ)

Холодновысадочные автоматы в производстве летательных аппаратов применяются в основном для изготовления заклепок, а также специальных болтов и винтов из прутков и проволоки. Наиболее широко распространены однопозиционные автоматы с цельной или разъемной матрицей. Они могут быть одно-, двух- и трехударными в зависимости от потребного числа переходов.

Одноударные автоматы применяются при длине высаживаемой части, не превышающей 2... 2,5 диаметров стержня. Автоматы с цельной матрицей применяются в основном для изготовления деталей со стержнем длиной до пяти диаметров. Трехударные автоматы отличаются от двухударных передаточным числом механизма, соединяющего коленчатый вал с распределительным валом, а также конструкцией узла перемещения салазок, в которых укреплены пуансоны.

Однопозиционные холодновысадочные автоматы компонуются по горизонтальной схеме со станиной закрытого типа. От электродвигателя вращательное движение передается через зубчатую передачу на коленчатый вал. От эксцентрика, размещенного на коленчатом валу, приводится в действие фрикционная муфта и профилированные ролики механизма подачи полуфабриката. Прерывистый односторонний поворот подающих роликов обеспечивает храповой механизм, встроенный в муфту.

Двухударные автоматы с цельной матрицей по сравнению с одноударными, кроме большей суммарной степени формоизменения, обеспечивают изготовление деталей с повышенной точностью и лучшим качеством поверхности.

Пруток прерывисто подается роликом через отрезную матрицу до упора, регулируемого на длину отреза. Нож, отрезав заготовку, переносит ее к высадочной матрице и удерживает до того момента, когда пуансон предварительной высадки не втолкнет ее в матрицу. После этого нож возвращается в исходное положение.

При первом ходе ползуна заготовка после упора в выталкиватель предварительно высаживается пуансоном. При втором ходе головка детали высаживается окончательно пуансоном.

Возвратно-поступательное движение ползуна с пуансонами в продольном направлении, по оси детали, осуществляется от коленчатого вала. Поперечное перемещение салазок выполняется двуплечим рычагом, связанным с шатуном и роликами, контактирующими с кулачковым механизмом. Кулачковый механизм смонтирован на распределительном валу, получающем вращательное движение через зубчатую передачу.

На холодновысадочных автоматах с разъемной матрицей имеется возможность высадки деталей из более длинных заготовок. На таких автоматах заготовка подается при раскрытых полуматрицах, а высадка — при их смыкании и сжатии заготовки.

При использовании в качестве полуфабриката бунта калиброванной проволоки автоматы комплектуются размоточными устройствами разных типов, а также правильными устройствами.

Взаимодействие основных узлов автомата характеризует цикловая диаграмма, где за основу принимают углы поворота коленчатого вала. В соответствующей последовательности указывают периоды работы и взаимодействие остальных механизмов. Над цикловыми диаграммами располагают кривые путей механизмов автомата. Эти кривые показывают время и путь каждого механизма, которые соответствуют определенным углам поворота коленчатого вала.

Цикл работы определяется в зависимости от числа ударов: для одноударных автоматов 360°, для двухударных —720°, для трехударных — 1080°.

Наряду с однопозиционными автоматами в производстве применяются также многопозиционные автоматы, на которых с переносом деформируемой заготовки последовательно в несколько рабочих позиций осуществляется комплекс технологических операций: отрезка заготовки, осадка, высадка, образование фасок, калибровка торцов, редуцирование, накатка резьбы, обсечка высаженной части и др.

Холодновысадочные автоматы характеризуются высокой производительностью (до 250 деталей в минуту и более). Они могут работать как самостоятельно, так и в составе автоматических линий. На автоматах, оснащенных бункерными устройствами, изготовляют самые разнообразные детали из штучных заготовок, используя различные способы формоизменения.

2.2.2. ПРЕССЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ У гидравлических прессов исполнительный орган (ползун, подвижная траверса) приводится в движение плунжером или поршнем со штоком, на которые воздействует жидкость, подаваемая под определенным давлением от насоса, входящего в состав комбинированного двигателя.

Основными преимуществами гидравлических прессов по сравнению с механическими являются следующие присущие им особенности: независимость развиваемого прессом усилия от положения исполнительного органа на всей длине рабочего хода; постоянство скорости движения исполнительного органа и возможность ее регулирования в широком диапазоне; большие величины рабочих ходов; возможность осуществления выдержки заготовки под давлением;

плавность работы, обеспечивающая статическое воздействие на деформируемую заготовку; бесшумность работы.

К недостаткам гидравлических прессов можно отнести более сложную, чем у механических прессов, систему привода и управления и меньшую производительность.

Гидравлические прессы различаются по виду комбинированного двигателя, системе управления, производительности, числу и конструкции гидравлических цилиндров, конструкции станины и числу подвижных частей пресса.

В состав комбинированных двигателей входят простые неуправляемые электродвигатели, гидравлические насосы и цилиндры. Подача рабочей жидкости в цилиндры осуществляется по трубопроводам непосредственно от насосов или через гидравлический аккумулятор. Для повышения КПД у некоторых прессов применяют гидравлические мультипликаторы, представляющие собой устройство из двух цилиндров разных диаметров. В цилиндр большего диаметра мультипликатора жидкость под давлением поступает от насоса или аккумулятора, а из цилиндра малого диаметра жидкость высокого давления подается в цилиндры. Увеличение давления в мультипликаторе равно отношению площадей большого и малого плунжеров.

В прессах с аккумуляторными установками насосы подают жидкость в аккумулятор, где она сжимает находящийся под давлением воздух, причем при сжатии воздуха аккумулируется затраченная насосом на эту работу энергия, которая затем расходуется прессом во время рабочего хода. Так как аккумулирование энергии происходит в промежутке между рабочими ходами пресса и требует некоторого времени, пресс не может дать высокой производительности.

В заготовительно-штамповочных цехах обычно применяют более простые по устройству гидравлические прессы с подачей рабочей жидкости непосредственно от насосов. Для получения соответствующих усилий на них установлены относительно более мощные электродвигатели и насосы.

В зависимости от потребной мощности, габаритных размеров и назначения гидравлические прессы имеют различное количество >. цилиндров как плунжерного, так и поршневого типа двойного действия. Существуют прессы, у которых установлены гидроцилиндры и первого и второго типа, выполняющие различные функции при « осуществлении рабочего цикла.

Станины гидропрессов бывают С-образные, рамные и колонные. Собразные и рамные станины имеют плоские направляющие для ползуна. У станин колонного типа подвижная траверса перемещается по круглым направляющим — колоннам-стойкам, причем число колонн может быть равным, как правило, двум или четырем.

В зависимости от числа подвижных исполнительных органов гидравлические прессы, так же как и механические, могут быть простого, двойного или тройного действия.

Основными характеристиками гидравлического пресса являются: номинальное усилие, рабочая скорость и число ходов плунжера в минуту. Номинальное усилие пресса равно произведению давления рабочей жидкости на площадь плунжера (поршня). Рабочая скорость соответствует количеству рабочей жидкости, подаваемой; в цилиндр за единицу времени. Число ходов в минуту определяют по скорости плунжера (поршня) с учетом времени, необходимого на переключения.

В зависимости от функционального назначения гидравлические 1 прессы имеют различные схемы привода и управления. Внутренний и внешний ползуны, расположенные сверху, работают раздельно. Под столом пресса находится гидравлическая подушка. Цилиндр внутреннего ползуна — поршневого типа, внешний ползун и подушка приводятся цилиндрами плунжерного типа. Внешний ползун не обладает самостоятельным обратным ходом, он поднимается при обратном ходе внутреннего; ползуна. Гидросистема питается от аксиальнопоршневых насосов. со встроенным реверсивным управлением и ограничителями подачи.

Два одинаковых насосных агрегата и нагнетают жидкость в полости цилиндра внутреннего ползуна, насосный агрегат приводит в действие внешний ползун и подушку. Через четырехлинейный двухпозиционный распределитель насосные агрегаты для ускорения работы можно соединять с плунжерным цилиндром подушки.

Насосный агрегат представляет собой аксиально-поршневой насос с реверсивным управлением. Управление насосом состоит из установочного цилиндра, вспомогательного распределителя, ограничителя подачи, клапана для регулировки высокого давления и разгрузочно-предохранительного клапанадля регулировки вспомогательного давления. В функции клапана входит поддержание входного давления на постоянном уровне, а также отвод масла, вытесняемого из установочного цилиндра. Кроме того, через этот клапан избыток масла от насоса управления стекает обратно в резервуар.

Агрегат управляется чисто гидравлически. В среднем положении четырехлинейный трехпозиционный распределитель соединяет оба трубопровода, управляющие насосом, с баком, и насос устанавливается пружинами в нулевое положение, т. е. подача масла прекращается. Для наклона корпуса насоса требуется давление более 800 кПа (8 атм) в одном из двух трубопроводов управления. Аксиально-поршневой насос меняет свою подачу с большой точностью аналогично возникающему давлению. Благодаря разгрузочнопредохранительному клапану в системе управления насосом можно устанавливать любой наклон корпуса и, следовательно, любую подачу. Распределитель дает возможность выбора наклона, наибольший угол наклона составляет 25°.

В исходном положении насосный агрегат поднимает подушку в первоначальное положение и с помощью конечного выключателя устанавливается на нулевую подачу. Внутренний и внешний ползуны находятся в верхнем положении.

При ходе вниз распределители и открыты, закрытый гидрозамок открывается с помощью распределителя. Скорость подвижных частей во время холостого хода регулируется дросселями. Перед соприкосновением инструмента с заготовкой по команде от конечного выключателя закрывается распределитель.

В это время ползун продолжает опускаться, так как распределитель остается открытым.

Во время рабочего хода скорость внутреннего ползуна регулируется с использованием программного управления. Подушка опускается вниз, при этом масло из ее цилиндра вытесняется через предохранительный клапан в бак.

При использовании подушки для выталкивания отштампованной детали с помощью конечного выключателя насос агрегата устанавливается на максимальную подачу в цилиндр подушки. Для увеличения скорости выталкивания можно направлять поток масла от насосов агрегатов через распределитель в цилиндр подушки. После достижения плунжером подушки верхнего положения конечный выключатель ставит насосы в положение нулевой подачи.

2.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОДИНАРНОЙ КРИВИЗНЫ

В настоящей главе рассматриваются специализированные машины для изготовления деталей одинарной кривизны больших габаритных размеров. Малогабаритные детали этого вида получают в гибочных штампах на прессах общего применения.

2.3.1. ЛИСТОГИБОЧНЫЕ ПРЕССЫ Листогибочные прессы предназначены для получения профилей гибкой из полос, как правило, нарезаемых на кривошипных листовых ножницах.

Обычно прессы оснащаются комплектом штампов.

Источником энергии пресса служит асинхронный неуправляемый электродвигатель. Вращение на эксцентриковый вал передается от вала через шестерни. Ползун получает возвратно-поступательное движение по направляющим от эксцентрикового вала, с которым он связан шатунами. Нижнее положение ползуна определяется изменением длины шатунов, осуществляемым электродвигателем через шестерни. Масса ползуна компенсируется давлением сжатого воздуха в цилиндрах. Включение хода пресса осуществляется ножной педалью, связанной с муфтой включения. Новые прессы обычно имеют кнопочное включение. Прессы могут работать в режиме одиночных ходов, в автоматическом и наладочном (толчковом) режимах. Расстояние между столом и ползуном контролируется по шкале на пульте.

На прессах для гибки и правки панелей типа СПП, оснащенных системой обратной связи, производят формоизменение крупногабаритных монолитных панелей с точностью до 0,1 мм.

В некоторых случаях гибка панелей осуществляется по участкам вдоль линии гиба, например, гибка деталей со сложным рельефом на специальных прессах для гибки и правки панелей типа ГЛП.

2.3.2. ВАЛКОВЫЕ ГИБОЧНЫЕ СТАНКИ Валковые гибочные станки являются основным видом оборудования при изготовлении листовых деталей одинарной кривизны. Формоизменение осуществляется методом гибки-прокатки заготовки между вращающимися валками при линейном воздействии валков по образующей. Направляющая определяется взаимным положением валков. Благодаря наличию сил трения между валками и заготовкой в процессе формоизменения дополнительной подачи заготовки не требуется.

На валковых гибочных станках получают цилиндрические и конические детали постоянной кривизны, а при изменении положения валков в процессе прокатки — также и детали переменной кривизны. Они преимущественно являются элементами обшивки летательных аппаратов.

Валковые гибочные станки не требуют для изготовления деталей специального инструмента, так как исполнительные органы станка — гладкие валки непосредственно воздействуют на заготовку, являясь рабочими органами. У многих станков во избежание прогиба от технологической нагрузки валки поддерживаются опорными роликами, расположенными с определенным шагом по всей длине валков.

По количеству и схеме расположения валков станки делятся на трехвалковые симметричные, трехвалковые асимметричные и четырехвалковые с установкой валков как по симметричной схеме, так и по асимметричной. Большие перспективы имеют двухвалковые схемы с эластичным покрытием одного из валков.

Трехвалковые симметричные станки характеризуются положением верхнего валка на средней линии между боковыми валками. Они являются относительно простыми по конструкции, но имеют тот недостаток, что концы заготовки длиной, несколько меньшей расстояния между боковыми валками, остаются прямыми, так как после схода кромки заготовки (листа) с переднего бокового валка изгиба не происходит. Оставшиеся прямыми концы заготовки требуют для их изгиба отдельной операции. Для получения деталей различной кривизны эти станки обычно имеют регулировку установки верхнего валка по вертикали, а боковых валков — по горизонтали; приводными являются верхний или все три валка.

Трехвалковую симметричную схему расположения валков имеют копировально-гибочные листовые станки марок КГЛ-1М, КГЛ-2 и КГЛ-3, отличающиеся один от другого в основном мощностью. Наибольшее распространение получил средний по мощности станок КГЛ-2, устройство которого как типового рассматривается ниже. Все три валка соединены с механизмами распределительных коробок карданными соединениями, что обеспечивает синхронность их вращения при любом положении в некоторых пределах. Благодаря передаче крутящего момента на оба конца валков устраняется возможность их скручивания. Для предотвращения прогиба от нагрузки, изгибающей заготовку, все три валка опираются на ролики кронштейнов.

При настройке станка нижние валки устанавливаются на некотором расстоянии параллельно или под небольшим углом друг к другу. Верхний валок устанавливается горизонтально или с небольшим углом наклона на некотором расстоянии от нижних валков. Кривизна изгибаемой детали определяется взаимным положением валков при данных диаметрах валков При раздвижении нижних валков радиус кривизны детали увеличивается, при сближении — уменьшается. Аналогично изменяется радиус кривизны детали в зависимости от положения верхнего валка. Для получения конических деталей валки устанавливаются под некоторым углом.

При изготовлении детали с переменной кривизной траверса вместе с верхним валком меняет свое положение в процессе прокатки. Это движение траверсы в вертикальном направлении может осуществляться как с помощью кнопок ручного управления, так и автоматически — от гидравлического копировального устройства.

На станках КГЛ-1М, КГЛ-2 и КГЛ-3 можно гнуть детали длиной соответственно 3,5; 5 и 7 м и толщиной до 2,5; 6 и 10 мм.

Дальнейшим развитием конструктивных схем станков типа КГЛ являются станки марки ЛГС разных типоразмеров. На этих станках наряду с гибкойпрокаткой можно производить также гибку впередвижку с воздействием универсального пуансона (как на листогибочных прессах). Проектом предусмотрено изготовление станков, состоящих из одной, двух и трех секций, соответственно для гибки Деталей длиной 5; 10 и 15 м. Работа траверс секций синхронизируется с помощью гидромеханических копирных устройств. Станки оборудуются загрузочными столами и устройствами для удержания изогнутой детали.

Трехвалковые асимметричные станки характеризуются несимметричным расположением валков. Верхний валок располагается над нижним с некоторым смещением в сторону заднего валка, что дает возможность согнуть первый конец заготовки почти до радиуса верхнего валка, для чего задний валок подводят до контакта (через заготовку) с верхним валком. Подгибка второго конца осуществляется при вторичном заведении изогнутого листа между валками вперед этим концом.

Конструкция асимметричных станков несколько сложнее симметричных, но благодаря указанному выше преимуществу они получили довольно широкое применение при гибке заготовок сравнительно небольших размеров, так как у них усилия на валках значительно больше, чем у симметричных.

У типовых конструкций асимметричных станков обычно передний нижний валок имеет регулировку по вертикали, а задний — под некоторым углом к вертикальной оси. Приводным может быть верхний валок или верхний и передний.

Трехвалковый асимметричный гибочный станок с ручным приводом, применяется для гибки-прокатки небольших партий деталей. Каркас станка состоит из чугунной рамы, на которой болтами укреплены две чугунные стойки, соединенные вверху траверсой. В подшипниках стоек смонтированы три стальных шлифованных рабочих валка, которые приводятся во вращение рукояткой через промежуточные шестерни. Подшипники нижнего переднего валка находятся в направляющих и могут перемещаться в вертикальном направлении, что необходимо для установки требуемого в зависимости от толщины заготовки зазора между валками. Величина радиуса кривизны изгибаемой детали определяется положением заднего валка по отношению к верхнему валку, которое устанавливается вращением штурвала.

Перед заведением заготовки в рабочую зону между передним и верхним валками устанавливается зазор, соответствующий толщине листа, а положение заднего валка регулируется в зависимости от требуемого радиуса кривизны детали. Прокатку производят за один или несколько проходов, корректируя кривизну в направлении уменьшения ее радиуса с помощью штурвала. Если деталь имеет переменную кривизну, прокатку ведут по участкам, пользуясь при, этом разметкой.

Левый подшипник верхнего валка может поворачиваться в своем гнезде в вертикальном направлении, а правый — сверху имеет съемную крышку. Если деталь имеет замкнутую форму и не может быть снята спереди или сзади, то по окончании прокатки правый конец верхнего валка поднимается и деталь снимается с него в сторону.

Станок имеет две скорости рабочих валков в зависимости от вращения рукояткой вала или.

На станках с ручным приводом можно гнуть детали из алюминиевых сплавов толщиной до 3... 5 мм, длиной до 1... 1,5 м.

Промышленностью выпускаются также трехвалковые асимметричные станки с машинным приводом.

В отличие от трехвалковых симметричных станков у четырехвалковых имеется еще один нижний валок, контактирующий (через заготовку) с верхним валком. При выключении из работы одного из боковых валков схема расположения валков становится сходной с трехвалковой асимметричной при центтрально расположенном нижнем валке. Обычно приводным является верхний валок, но у некоторых конструкций приводным является также и нижний валок.

Боковые валки могут при наладке устанавливаться на требуемом расстоянии параллельно друг другу или под некоторым углом. Нижний валок регулируется по высоте на величину, соответствующую диапазону толщин изгибаемых листов. Подшипники нижнего валка иногда монтируются на пружинах или гидравлических амортизаторах, усилие которых регулируется.

Основным преимуществом четырехвалковых станков по сравнению с трехвалковыми является обеспечение надежного перемещения (исключение проскальзывания) заготовки в процессе прокатки благодаря ее зажиму между верхним и нижним валками, что значительно расширяет технологические возможности этих станков.

Четырехвалковую схему имеют станки типа ГЛС различных модификаций и мощности.

Типовым представителем четырехвалковых станков является гибочный листовой станок ГЛС-2К, специализированный на изготовление конических деталей и обечаек длиной до 2 м. Особенностью станка являются секционные приводные и боковые валки, набранные из роликов, смонтированных на осях.

Все ролики, кроме крайних, представляют собой подшипники, свободно вращающиеся относительно осей верхнего и нижнего валков, а гибочные валки набраны из подшипников полностью.

На левом конце верхнего валка жестко закреплен ролик, а на всей остальной длине надеты шарикоподшипники того же диаметра. На нижнем валу, наоборот, на правом конце установлено несколько ведущих роликов, замыкающихся на оси с помощью шпонок, а с левой стороны насажены на ось шарикоподшипники. Заготовка заправляется в валки таким образом, чтобы левый конец ее находился под роликом. В зависимости от длины заготовки на нижнем валу замыкается один из роликов, расположенных ближе к правому концу заготовки.

Сообщив осям верхнего и нижнего валков разные скорости вращения, пропорциональные длинам торцов трапецеидальной заготовки, получают деталь конической формы. При этом все свободные ролики и шарикоподшипники, вовлекаемые во вращение силами трения при контакте с заготовкой, будут иметь промежуточные скорости.

На более мощных четырехвалковых станках помимо листовых заготовок производят также гибку монолитных панелей, как только с продольным оребрением, так имеющих и продольные и поперечные ребра (вафельные панели).

К таким станкам относится станок ГЛС-12, на котором можно гнуть детали длиной до 12 м методом гибки-прокатки и методом гибки впередвижку с подачей заготовки в рабочую зону каретками загрузочного стола с заданным шагом.

Радиус изгиба и форма детали в совокупности зависят от величины перемещения и угла перекоса верхнего валка по отношению к гибочным валкам, установленным в соответствующем положении. Нижний валок имеет принудительное вращение. Гибочные валки принудительного вращения не имеют, они могут перемещаться параллельно нижнему валку в плоскости, расположенной под углом 30° к вертикали.

Управление станком осуществляется с центрального пульта, а все основные команды его сдублированы с двумя пультами, расположенными на загрузочных столах.

Оснащение станка механизмом автоматической доводки кривизны изгибаемой заготовки позволяет избежать операции ручной доработки. Эта доводка производится при гибке впередвижку на шаг, когда гибочные валки подняты над нижним, который в работе не участвует, а траверса, совершая возвратнопоступательные движения от гидроцилиндра, с помощью верхнего валка или специального пуансона последовательно изгибает заготовку.

Автоматическая доводка происходит следующим образом. На гидроупоре следящего золотника с помощью винта устанавливается упор, ограничивающий ход траверсы вниз для получения заданной кривизны детали. На механизме автоматического опускания траверсы устанавливается величина шага опускания траверсы. Эта величина регулируется с помощью пружины храпового механизма.

На каретке гибочного валка между кронштейнами опорных роликов установлен электрощуп, конец которого выставляется по отношению к верхней поверхности гибочных валков на расстоянии а, зависящем от радиуса изгиба заготовки и расстояния между осями гибочных валков. Расстояние а, регулируемое винтом, должно быть согласовано с гидроупором следящего золотника. На механизме автоматической подачи заготовки устанавливается шаг подачи, регулируемый упором на диске.

В процессе изгиба заготовка нажимает на штырь электрощупа, в результате чего размыкается нижний контакт и замыкается верхний контакт датчика, связанный со штырем рычагом. Если под действием упругой отдачи заготовка отойдет от электрощупа, верхний контакт датчика разомкнется, и автоматически подается команда на подачу масла в нижнюю полость гидроцилиндра поворота храпового механизма траверсы. При перемещении шток цилиндра через рейку и зубчатое колесо поворачивает храповик, который, в свою очередь, поворачивает храповое колесо на угол, соответствующий заданному шагу опускания траверсы. Жестко связанная с колесом гайка при повороте опускает застопоренный на корпусе винт-упор следящего золотника. Возврат храпового механизма в исходное положение осуществляется гидроцилиндром. При последующем опускании траверса переместится на величину ниже предыдущей, равную перемещению винта. Подача заготовки на шаг осуществляется кареткой, установленной на столе и связанной с механизмом подачи ходовым винтом.

Двухвалковая схема гибочных станков значительно проще трех- и четырехвалковых и уже по этой причине является весьма перспективной. Возможность практического осуществления этой схемы гибки-прокатки появилась в связи с созданием новых достаточно прочных эластичных материалов, таких, как полиуретан и др.

В процессе прокатки заготовки между жестким и эластичным валками первый из них выполняет роль активной части инструмента, а эластичная облицовка нижнего валка, облегая заготовку и создавая реактивную распределенную нагрузку, создает необходимый для формообразования заготовки изгибающий момент. Приводными могут быть или оба валка, или один из них.

В настоящее время создание двухвалковых гибочных станков находится в стадии экспериментов и апробации, в процессе которых должны быть выработаны соответствующие рекомендации и область применения этих станков.

Состав и методика расчетов валковых гибочных станков, независимо от количества и схемы расположения валков, аналогичны. Расчет на прочность валков ведется, исходя из условия равенства изгибающего момента заготовки допустимому изгибающему моменту валков.

Важной характеристикой валковых гибочных станков является величина минимально возможного радиуса гибки, которая определяется из условия, что наибольший момент трения скольжения приводных валков по изгибаемой заготовке должен быть больше или в крайнем случае равен моменту тягового усилия.

2.3.3. УСТАНОВКИ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ДРОБЬЮ Дробеударные установки применяются для гибки монолитных панелей.

Принципиально они могут быть использованы и для формоизменения деталей двойной кривизны, но в этом случае процесс настолько сложен в управлении, что пока еще не нашел широкого применения. Достаточно широко обработка дробью при соответствующих режимах также применяется для упрочнения наклепом, с целью повышения сопротивления усталости деталей.

Успешно применяются дробеударные установки для гибки монолитных панелей с продольными ребрами, расположенными параллельно образующей будущей цилиндрической или конической детали.

Сущность процесса формоизменения состоит в нанесении ударов дробью по поверхности заготовки, в результате чего в ее сечении возникают остаточные напряжения, не уравновешенные по моменту. Момент этих остаточных напряжений уравновешивается моментом изгибочных напряжений, деформирующих заготовку выпуклостью навстречу струе дроби. Радиус кривизны пропорционален жесткости заготовки и обратно пропорционален величине остаточных напряжений в наклепанном слое, глубине наклепа и толщине заготовки.

В зависимости от способа сообщения скорости дроби различают установки дробеструйные, у которых дробь разгоняется струей сжатого воздуха, и дробеметные, у которых дробь разгоняется вращающейся крыльчаткой (импеллером). Элементарная установка компонуется из формующего аппарата с исполнительным органом (у дробеструйных — с соплом, у дробеметных — с импеллером), механизма перемещения обрабатываемой заготовки относительно исполнительного органа (у некоторых установок заготовка неподвижна, а перемещается исполнительный орган, у других — перемещения разделены по координатам), устройства регенерации и очистки дроби от пыли и осколков, системы управления и вентиляционного устройства.

У дробеструйных установок на общей платформе устанавливается ряд сопловых головок, каждая из которых имеет собственную регулировку давления воздуха, расхода дроби и угла наклона сопла. В процессе настройки в зависимости от свойств материала, толщины полотна панели и требуемой кривизны детали на основе опытных данных также устанавливаются головки на определенном расстоянии друг от друга и по отношению к заготовке.

Изменение кривизны панели по ее длине достигается изменением скорости относительного перемещения (времени воздействия), для чего механизм перемещения заготовки имеет бесступенчатое регулирование скорости.

В установках применяется стальная дробь диаметром 0,3... 4 мм с твердостью HRC 45... 55. В процессе подготовки дробь отжигается, рафинируется, обкатывается и отбирается по диаметру для повышения стойкости и сохранения постоянных параметров процесса формовки.

Типовым представителем дробеструйных установок является специализированная высокопроизводительная установка формовки панелей дробью УФПД-1 с 12-ю сопловыми головками. На ней можно обрабатывать панели с габаритными размерами 15 000X2000X 120 мм. Подача сжатого воздуха осуществляется от заводской сети; давление — регулируемое 0... 0,5 МПа (0... ат). Более совершенной по оснащению является дробеструйная установка УФПД-3, рассчитанная на формообразование панелей шириной до 1000 мм и длиной до 12 м и более.

На заводах летательных аппаратов применяются также модернизированные передвижные дробеструйные установки БДУ-Э2М.

У дробеметных установок исполнительным органом является крыльчатка (импеллер) 1, вращающаяся с большой частотой (до 2000 об/мин и более) и выбрасывающая дробь 2 со скоростью 50... 60 м/с. Поток дроби имеет в плоскости ширины заготовки веерообразную форму. Кривизна изгибаемой панели по длине регулируется скоростью перемещения панели относительно импеллера.

Типовым представителем дробеменых установок может служить установка формовки панелей дробью УФПД-4, на которой можно обрабатывать панели с максимальными размерами 2500X2500 мм, при этом скорость формообразования в пределах 0,2... 5,0 м/мин изменяется по программе. Установка имеет импеллеров диаметром по 495 мм.

Сравнивая оба типа установок, следует отметить, что дробеструйные установки универсальнее дробеметных, так как на них, обрабатывая панель дифференцированно в направлении ее ширины, можно получать любую кривизну при произвольном распределении толщины полотна. К недостаткам дробеструйных установок можно отнести нестабильность по режиму, сложность в управлении и наладке, а также меньшую экономичность.

Большие перспективы имеют осваиваемые производством установки для формовки дробью с числовым программным управлением всеми основными параметрами процесса.

В заключение отметим, что системы ЧПУ начинают применяться также в валковых гибочных станках, где программа, разработанная с помощью ЭВМ, управляет положением гибочного валка в зависимости от упругопластического поведения листа в процессе гибки с учетом упругой деформации валков, вызванной технологической нагрузкой. Параметры гибки определяют путем моделирования процесса формоизменения на ЭВМ.

2.4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВОЙНОЙ КРИВИЗНЫ

Основным видом технологических машин для формоизменения листовых деталей двойной кривизны при серийном производстве служат обтяжные прессы, оснащаемые пуансонами, определяющими форму деталей. Для изготовления различных групп деталей созданы соответствующие виды обтяжных прессов, основными из которых являются: прессы для простой обтяжки, обтяжки с растяжением, односторонней обтяжки и кольцевой обтяжки.

Кроме обтяжных прессов для формоизменения деталей двойной кривизны, их калибровки и доводки применяются также установки для формовки обечаек жидкостью, выколоточные молоты, листопосадочные станки, листораскатные станки и др.

2.4.1. ПРЕССЫ ДЛЯ ПРОСТОЙ ОБТЯЖКИ Прессы для простой (поперечной) обтяжки предназначены для формоизменения в основном деталей типа оболочек бочкообразной формы. Удерживаемая зажимными устройствами с двух сторон по краям заготовка обтягивается по пуансону движением стола вверх.

Одним из представителей этой группы прессов является гидравлический обтяжной пресс ОП-3, служащий для поперечной обтяжки листов с максимальными размерами 3000X1800X2 мм. Пресс состоит из следующих основных узлов: станины, двух траверс с зажимными устройствами, насосной установки с электродвигателем, двух гидроцилиндров подъема стола, привода траверс с электродвигателями и ходовыми винтами, гидроцилиндров поворота зажимов и пульта управления.

Стол пресса имеет на верхней и боковых плоскостях Т-образные пазы для крепления пуансона. Подъем стола ограничивается двумя расположенными на станине пресса конечными выключателями, автоматически через соответствующую электрическую цепь и с помощью электромагнита выключающими электродвигатели насосов. Скорость холостого хода стола 70 см/мин, рабочего — 10 см/мин, максимальное усилие 3,5 МН (360 тс).

Траверсы со смонтированными на них зажимными устройствами при наладке пресса с помощью ходовых винтов устанавливаются в положение, соответствующее ширине заготовки. При изготовлении конических деталей траверсы могут быть установлены в горизонтальной плоскости под углом до 8° по отношению к исходному положению. На каждой траверсе укреплено одиннадцать секций клиновых самозажимов с пневматическими цилиндрами для предварительного защемления заготовки.

Гидравлическая система подъема стола имеет две ступени давления: низкое — до 5 МПа (50 ат), обеспечивающее холостой ход стола и предварительный изгиб заготовки, и высокое — до 20 МПа (200 ат) для полного деформирования заготовки. Включая лишь один цилиндр, можно создать наклон стола на угол ±10°. Опускается стол под действием собственной массы. Гидравлический привод поворота зажимов обеспечивает фиксацию поворота их на любой угол и предотвращение самопроизвольного опрокидывания.

На пульте управления смонтированы приборы, предназначенные для контроля усилия пресса в процессе обтяжки, усилия зажимов и их поворота на определенный угол, регуляторы скорости и др.

Другим представителем прессов для простой (поперечной) обтяжки является пресс ОП-6ОМ, предназначенный для формоизменения листовых деталей одинарной и двойной кривизны, имеющих в плане цилиндрическую, коническую или бочкообразную форму из алюминиевых сплавов длиной до 2 м, шириной (в развертке) до м и толщиной до 2 мм. Отличительной особенностью пресса является возможность формоизменения деталей из сплавов ВТ-1, ВТ1-2, ОТ-4, ВНС и других высокопрочных материалов с применением электроконтактного нагрева заготовки. Максимально допустимые размеры заготовки из этих сплавов определяются, исходя из усилия стола пресса, равного 0,6 МН ( тс).

Пресс ОП-6ОМ имеет сварную из толстолистовой стали коробчатую станину 1, на которой размещены все узлы, за исключением насосной станции, пульта управления, электрошкафа и нагревательного устройства. Станина имеет горизонтальные направляющие для передвижения траверс с зажимами.

На двух центральных поперечных плитах смонтированы силовые цилиндры и кронштейн стола. Между поперечными стенками внутри станины установлены ходовые винты траверс, а снаружи на поперечных стенках — их приводы.

Для нагрева заготовок методом электросопротивления пресс оснащен специальной установкой. Два трансформатора от сварочной машины понижают напряжение с 380 В до напряжения, регулируемого в пределах 6,9... 13,8 В.

Электросхема нагревательной установки позволяет осуществлять различные режимы нагрева в диапазоне до 950 °С. Контроль температуры может производиться контактным способом с помощью термопары и электронного автоматического потенциометра, бесконтактным фотоэлектрическим пирометром или косвенно — с помощью реле времени.

Для предотвращения чрезмерного перегрева заготовки в зоне зажимных губок на прессе предусмотрена система обдува от заводской сети сжатого воздуха. Обдув позволяет понизить температуру заготовки у зажимов на 150... °С.

Кнопки управления зажимами расположены непосредственно у зажимов, на траверсе. Остальные кнопки управления работой пресса расположены на стационарном пульте управления, а для подъема и опускания стола — еще и на подвесном пульте.

2.4.2. ПРЕССЫ ДЛЯ ОБТЯЖКИ С РАСТЯЖЕНИЕМ Прессы для обтяжки с растяжением (растяжно-обтяжные прессы) предназначены для формоизменения листовых деталей двойной кривизны в основном с малой кривизной в направлении длинной стороны. Для получения остаточной деформации и в этом направлении в отличие от прессов простой обтяжки на растяжно-обтяжных прессах обтяжка производится не только движением стола с пуансоном, но и за счет растяжения заготовки каретками с зажимными устройствами.

По этой схеме работают растяжно-обтяжные прессы РО-1М, РО-ЗМ, РОи др. В качестве примера рассмотрим устройство и работу пресса РО-ЗМ.

Отличительной особенностью этого пресса является наличие портала с верхним столом, что дает возможность формовать детали знакопеременной кривизны.

Узлы пресса РО-ЗМ смонтированы на стальной сварной станине. По направляющим станины с помощью ходовых винтов и гаек перемещаются с приводом от электродвигателей каретки с цапфами, имеющие растяжные цилиндры с зажимными плитами и зажимами, цилиндры наклона зажимных плит и формующие цилиндры. Перед обтяжкой с целью разгрузки ходовых винтов каретки дополнительно фиксируются на станине двумя пневматическими фиксаторами, смонтированными по бокам станины.

Перед началом обтяжки заготовка закрепляется с двух сторон в зажимах плиты. Средний зажим установлен неподвижно, остальные зажимы имеют возможность перемещаться по Т-образным пазам плиты, причем зажимы и, попарно соединенные рычагами, имеют привод от формующих цилиндров, а зажимы, связанные с соседними шарнирно, устанавливаются соответственно общему контуру краевого сечения детали. После зажима листа в губках, расположенных горизонтально, подается давление в формующие цилиндры, и заготовка огибается по шаблону, контур которого соответствует крайнему сечению детали, или по индикатору пульта управления. Конструкция рабочей части зажимов аналогична рассмотренной ранее.

Гидравлические растяжные цилиндры могут поворачиваться цилиндрами наклона через рычаги на цапфах и выставляться в соответствии с углом наклона крайних участков обтяжного пуансона. Под растяжным цилиндром и над ним расположены цилиндры холостого хода, штоки которых связаны с зажимными плитами.

Нижний стол укреплен шарнирно на штоках трех гидравлических цилиндров, что позволяет наклонять его на угол до 5°. При установке пуансонов небольшой высоты на стол помещаются сменные тумбы.

Верхний стол шарнирно подвешен к штокам двух гидравлических цилиндров, смонтированных на портале, имеющем электротали. Для направления движения стола имеется цилиндрическая направляющая. В верхнем положении стол запирается специальным замком, сблокированным с гидравлическим цилиндром.

На прессе РО-ЗМ можно формовать детали одинарной, двойной и двоякой кривизны с наибольшими размерами 7000X18000X6 мм.

В настоящее время созданы прессы, на которых можно изготавливать детали длиной до 18 м при ширине 3,5 м. Для изготовления деталей знакопеременной кривизны на этих прессах имеются специальные откатные порталы с установленными на них верхними столами.

2.4.3. КОМБИНИРОВАННЫЕ ОБТЯЖНЫЕ ПРЕССЫ Комбинированные обтяжные прессы сочетают в себе возможности прессов для простой обтяжки и растяжно-обтяжных прессов. Особенно эффективно их использование в мелкосерийном производстве, когда оборудование загружено недостаточно.

На столе обтяжного пресса ОП-5К 2 через переходную плиту жестко крепятся сменные пуансоны. Вертикальное перемещение стола осуществляется по центральной направляющей под действием силовых гидроцилиндров. В горизонтальной плоскости стол может быть повернут вручную.

По направляющим станины 6 с помощью ходовых винтов перемещаются правая и левая каретки с растяжными гидроцилиндрами и зажимными плитами. При помощи тех же ходовых винтов каретки могут поворачиваться в горизонтальной плоскости на угол до 10° в обе стороны.

Зажимная плита центральными проушинами крепится на оси переходной плиты, жестко закрепленной на штоке растяжного гидроцилиндра. При обтяжке с растяжением зажимная плита фиксаторами жестко соединяется со штоком растягивающего цилиндра; при простой обтяжке фиксаторы освобождают зажимную плиту, которая остается соединенной со штоком цилиндра только осью, причем фиксаторы каретки шарнирно соединяют нижние проушины зажимной плиты с каретками. На боковой плоскости зажимной плиты смонтированы одиннадцать секций боковых зажимов, а на верхней — девять секций верхних зажимов. Растяжной цилиндр в вертикальной плоскости поворачивается на цапфах с помощью гидроцилиндров наклона. Зажимная плита поворачивается вокруг оси растяжного цилиндра рукояткой механизма поворота.

Пресс монтируется на фундаменте в приямке, на дне которого установлены две насосные установки и маслобак.

При простой обтяжке заготовка краями зажимается в верхних зажимах, а деформирование осуществляется движением стола с пуансоном. При обтяжке с растяжением заготовка зажимается в боковых зажимах, предварительно деформируется движением повернутого на угол 90° в горизонтальной плоскости стола с пуансоном, а окончательная обтяжка с усилием Рр производится растяжными цилиндрами. Поворотом зажимных плит могут быть получены детали, изогнутые по винтовой линии на угол до 30. Губки боковых зажимов могут быть выставлены по выпуклой дуге радиусом до 400 мм и вогнутой дуге радиусом до 1500 мм по упорам, устанавливаемым с пульта управления. Для обтяжки заготовок трапецеидальной формы каретки имеют разворот в горизонтальной плоскости на суммарный угол до 20°.

2.4.4. ПРЕССЫ ДЛЯ ОДНОСТОРОННЕЙ ОБТЯЖКИ Прессы для односторонней обтяжки предназначены для формоизменения деталей двойной и одинарной кривизны типа лобовиков с большим углом охвата (около 180°) и разными по длине сторонами. По существу — это прессы простой обтяжки, но работающие по схеме при неподвижном столе и перемещающихся зажимных устройствах. Отличием этих прессов от других обтяжных прессов является независимое друг от друга вертикальное перемещение траверс, позволяющее при необходимости производить одностороннее растягивание заготовок, что необходимо для получения одинаковых относительных деформаций у обшивок с разными сторонами (при разных абсолютных деформациях).

Представителем прессов односторонней обтяжки является гидравлический обтяжной пресс ОП-2. Основными частями пресса являются: станина, неподвижный стол, перемещающиеся траверсы, установленные на каретках, зажимы для крепления заготовки, гидравлические цилиндры, пневматический привод зажимов, гидравлический привод траверс и пульт управления.

На станине пресса установлен неподвижный стол и смонтированы каретки с траверсами. Верхняя и одна из боковых плоскостей стола являются опорными при креплении пуансона и образуют между собой угол 75°. Для крепления пуансонов эти плоскости имеют Т-образные пазы. Конфигурация стола позволяет вести обтяжку деталей с малой дужкой (до 110 мм).

Каждая из траверс подвешена на двух каретках, имеющих возможность перемещения по направляющим станины. В верхней части траверсы расположены зажимы, в нижней — в одной плоскости с зажимами установлены четыре гидравлических цилиндра для вертикального перемещения траверсы с опорой о станину. Траверсы перемещаются на каретках по направляющим с помощью механического привода и ходовых винтов; они могут наклоняться на угол до 1°30' с ограничением конечными выключателями.

При наладке пресса каретки перемещаются по направляющим станины с помощью ходовых винтов; они могут быть установлены как параллельно столу, так и под углом до 2°.

Зажимы, снабженные рифлеными губками, состоят из 18 секций на каждой траверсе. Они крепятся к траверсе шарнирно, что позволяет им самоустанавливаться при обтягивании заготовки в пределах +5° от вертикальной оси.

Привод пресса состоит из двух отдельных систем: гидравлического привода траверс и пневматического привода зажимов. На установленном с торцовой стороны пресса пульте расположены: электрическая панель с кнопками, универсальными переключателями и сигнальными лампами, регуляторы скорости и давления, манометры, запорные вентили и рукоятки золотников.

Пресс устанавливается на фундаменте; ниже уровня пола располагается силовая часть пресса, электродвигатели и редукторы привода кареток.

Обтяжка деталей одинарной кривизны типа лобовиков взамен гибки впередвижку дает большую точность при высокой производительности.

2.4.5. ПРЕССЫ ДЛЯ КОЛЬЦЕВОЙ ОБТЯЖКИ Прессы для кольцевой (радиальной) обтяжки предназначены для формоизменения разжимным пуансоном обечаек из предварительно: свернутых и сваренных конических или цилиндрических заготовок.

К прессам для кольцевой обтяжки (иначе они еще называются прессами калибровки деталей) относятся прессы ПКД-1, ПКД-2: и ПКД-3. Пресс ПКД- скомпонован на базе четырехколонного гидравлического пресса П-424 усилием 2,5 Н (250 тс) и предназначен и для калибровки растяжением сварных кольцевых деталей в основном из прессованных профилей секционным пуансоном, прессы ПКД-1] и ПКД-2 являются специализированными.

Принцип устройства и работы прессов ПКД используется также в конструкциях технологических машин для формовки обтяжкой неосесимметричных деталей.

Методика прочностных и энергетических расчетов прессов ПКД аналогична расчетам прессов простой обтяжки; исходной величиной для расчетов является прочность меридионального сечения заготовки.

2.4.6. УСТАНОВКИ ДЛЯ ФОРМОВКИ ОБЕЧАЕК ЖИДКОСТЬЮ

Назначение установок для формовки обечаек жидкостью сходно с назначением прессов ПКД. Принципиальным отличием является характер воздействия на заготовку. При формовке обечаек жестким секционным пуансоном на ПКД неизбежна огранка детали в области зазоров между секциями, образующихся в конце процесса. При формовке жидкостью воздействие на заготовку распределяется равномерно, и при достаточном давлении форму детали определяет внутренняя поверхность корпуса установки.

Корпус установки для формовки жидкостью, являющийся матрицей, изготовляется из алюминиевого литья. Его внутренняя полость облицовывается пескоцементной массой, состоящей из глиноземного цемента и речного песка в отношении 1:2, и формуется по эталонной болванке или с использованием шаблонов.

Перед началом процесса внутрь корпуса вставляется сваренная после свертки заготовка обечайки. С помощью крана внутрь устанавливается зажимное устройство со стяжным болтом и запирается верхняя крышка. При подаче воздуха «на сжатие» поршень перемещается вниз, давит через трубчатый шток на нижний зажимной диск и одновременно на верхний зажимной диск, являющийся верхней крышкой пневматического цилиндра. Диски и сжимают соответственно уплотнительные резиновые кольца и, в результате чего обеспечивается герметизация внутренней полости обечайки, которая вначале заполняется водой из водопроводной сети, а затем — водой под давлением 1,5.... 2 МПа (... 20 ат) от насоса или баллона, в котором давление нагнетается с помощью сжатого до 15 МПа (150 ат) воздуха, находящегося в воздушном баллоне и подаваемого в баллон с водой через редуктор. Под действием давления жидкости обечайка деформируется (растягивается) до тех пор, пока не примет форму рабочей части корпуса.

После окончания процесса формовки с помощью дренажа снимается давление, воздушный кран переключается «на расжатие» и с помощью крана поднимается все зажимное устройство и вынимается отформованная деталь.

Жидкость, оставшуюся внутри корпуса, можно не сливать, так как в процессе деформирования следующей заготовки будет использована большая ее часть, находящаяся внутри обечайки, а меньшая часть, находящаяся между корпусом и обечайкой, будет выдавлена наружу через клапан, установленный внутри корпуса.

Следует отметить, что в промышленности применяются также установки для формовки статическим давлением жидкости деталей типа днищ из плоских заготовок.

2.4.7. ВЫКОЛОТОЧНЫЕ МОЛОТЫ В опытном производстве и в начальной стадии освоения серийного производства детали двойной кривизны изготовляют выколоткой на пневматических молотах с контролем по шаблонам ШКС или макетам-эталонам поверхности. Параллельно с выколоткой обычно производят посадку краев детали на листопосадочных станках.

В условиях серийного производства выколотка на пневматических молотах является вспомогательной операцией. Поэтому выколоточные молоты обычно относят к категории доводочного оборудования. Если в опытном и единичном производстве выколотка в какой-то степени заменяет операцию обтяжки, то при серийном производстве она используется для доработки после обтяжки отдельных участков детали, которые из-за влияния пружинения, сложности конфигурации, резкого изменения кривизны и т. п. не могут быть приведены в соответствие с чертежом.

Сущность процесса выколотки состоит в утонении при точечном воздействии бойков и, следовательно, в увеличении площади одних зон заготовки при неизменных размерах других участков, не подвергнутых воздействию.

Принцип работы выколоточного молота заключается в нанесении многократных ударов бойком по заготовке, перемещаемой вручную относительно второго неподвижного бойка, являющегося наковальней.

Пневматический выколоточный молот состоит из следующих основных частей: Г-образной чугунной литой станины двутаврового сечения; пневматической головки со штоком и бойком; привода, включающего электродвигатель со шкивом и кривошипно-шатунный механизм с маховиком и шкивом; приставной стойки с наковальней.

Стойка крепится на самостоятельном массивном фундаменте, воспринимающем удары молота. Форма наковальни меняется в зависимости от характера работы, параметров заготовки. Для нормальной работы молота необходимо, чтобы ось наковальни и стойки строго совпадала с осью бойка и штока пневматической головки.

На корпусе пневматической головки смонтированы коленчатый вал 3 с насаженными на нем маховиком, шкивом, а также шатуном, соединенным с поршнем, который при вращении вала совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре. В нижней части цилиндра расположен поршень, соединенный со штоком.

При ходе поршня вверх в межпоршневом объеме цилиндра создается вакуум, и поршень со штоком начинает перемещаться вверх; при этом доступ воздуха атмосферы в камеру под поршнем осуществляется через обратный клапан.

После достижения верхней мертвой точки поршень начинает опускаться вниз, сжимая воздух, находящийся между поршнями. Поршень под действием собственной массы и силы сжатого воздуха начинает ускоренно двигаться вниз, и в конце хода боек, прикрепленный к штоку, наносит удар по материалу выколачиваемой детали. Воздух, находящийся под поршнем, при этом будет выходить в атмосферу через клапан.

Регулируя выпуск воздуха ручкой, можно получать удары разной энергии. Если клапан закрыт, под поршнем образуется воздушная подушка, и он задерживается на определенной высоте. Силу удара можно регулировать с помощью пружинного клапана, изменяя выпуск сжатого воздуха из межпоршневого пространства. Этот клапан используется как настроечный при наладке работы молота.

Перед началом выколотки необходимо правильно выбрать форму рабочей части бойков. Меняя площадь рабочей части бойков, получают различную интенсивность воздействия на материал. Бойки изготовляют из углеродистой инструментальной стали У8А или У9А. Рабочую часть бойков закаливают и отпускают до твердости HRC 44... 48, после чего тщательно полируют.

Заготовка в процессе выколотки удерживается и перемещается между бойками рабочим, а крупные детали — двумя рабочими, из которых один удерживает, а другой (более квалифицированный) перемещает заготовку, определяя тем самым место приложения и количество ударов в выколачиваемой зоне.

В процессе выколотки материал заготовки сильно нагартовывается, поэтому требуются промежуточные отжиги. Необходимость продолжения выколотки определяется результатами контроля. Для облегчения течения материала и уменьшения повреждения поверхности заготовка смазывается машинным маслом. После выколотки, а также посадки детали обычно проглаживают гладильными бойками при слабых ударах молота.

Согласно ГОСТ 17727—72 выпускаются молоты пяти типоразмеров с массой падающих частей (штока и бойка) от 8 до 25 кг, соответственно с энергией удара от 120 до 500 Дж (12... 50 кгс-м) и числом ударов в минуту от до 340. На этих молотах можно обрабатывать листы толщиной от 1,5 до 6 мм из материалов с пределом прочности в = 500 МПа (50 кгс/мм2).

Заготовки из тонкого листового материала (до 0,8 мм) рационально выколачивать в пакете по две-три одновременно, что повышает производительность труда и улучшает качество поверхности.

2.4.8. ЛИСТОПОСАДОЧНЫЕ СТАНКИ В противоположность процессу выколотки тот же результат — увеличение кривизны — достигается путем утолщения и, следовательно, уменьшения площади периферийных участков заготовки. Обычно эти процессы выполняются параллельно, дополняя друг друга.

Для машинной посадки применяется листопосадочный станок Гавриленко. Как и выколоточные молоты, в условиях серийного производства он выполняет роль вспомогательного оборудования для доводки по кривизне деталей, форма которых после основной операции (например, обтяжки) не вполне соответствует чертежу.

Станок состоит из следующих основных узлов: литой чугунной станины;

исполнительного механизма, включающего в себя приводной вал со шкивом, две пары цилиндрических шестерен, коленчатый вал с насаженным на нем кулачком, шатун с резиновыми амортизаторами, верхний подвижный хобот, нижний неподвижный хобот, пуансон и ролик; привода, состоящего из электродвигателя со шкивом. Включение станка производится нажатием кнопочного пускателя. Рабочий цикл осуществляется автоматически.

Край заготовки вводят в зазор между неподвижным и подвижным хоботами. При движении конусообразного пуансона вперед незажатая заготовка изгибается, образуя гофр, больший у края заготовки и уменьшающийся к середине заготовки. При этом происходит втягивание соседних зон заготовки. На втором этапе операции пуансон отходит назад, подвижный хобот, опускаясь, прижимает заготовку по краям гофра к щекам неподвижного хобота. Двигающийся за пуансоном ролик разглаживает гофр, но так как материал по краям гофра зажат между хоботами, происходит его посадка, т. е. уменьшение длины заготовки в поперечном направлении, сопровождаемая ее утолщением. Последовательно посаживая таким образом периферийные зоны заготовки, придают ей общую кривизну.

Посадочные станки Гавриленко изготовляют четырех типов; на них можно производить посадку листовых заготовок толщиной до 1,5 мм.

2.4.9. ЛИСТОРАСКАТНЫЕ СТАНКИ Представителем листораскатных станков является станок ЛРС-10, предназначенный для доводки деталей сложной формы из листов различных марок материалов, включая высокопрочные стали и титановые сплавы. Доводка осуществляется методом последовательной раскатки материала между двумя роликами, из которых один является приводным. С заменой инструмента станок может быть использован для выполнения других операций (раскатка полок профилей, зиговка, подсечка и др.).

Станок имеет станину консольного типа сварной конструкции. К торцу верхней консоли станины крепится плунжер. Верхний ролик приводится во вращение от электродвигателя через редуктор и карданную передачу. Нижний ролик насажен на ось свободно. Нижняя консольная часть станины является местом размещения маслобака.

Приводом вращения верхнего ролика является трехскоростной электродвигатель, который установлен на нормализованной подмоторной плите, имеющей винт регулировки натяжения клиноременной передачи, связывающей вал двигателя с приводным валом редуктора. Подмоторная плита укреплена на крышке редуктора.

Редуктор выполнен по соосной схеме и имеет кулачковую муфту для реверсирования направления вращения выходного вала. Реверс происходит при выводе кулачковой муфты из зацепления с шестерней z = 61 и вводом в зацепление с шестерней z — 57, вращение на которую передается через паразитную шестерню z =42. Перевод муфты осуществляется рычагом, смонтированным внутри корпуса, от гидроцилиндра, установленного на верхней крышке редуктора. На конце выходного вала редуктора смонтирован карданный вал, передающий вращение от редуктора к верхнему ролику. Корпус редуктора имеет разъем, в котором смонтированы валы с шестернями и подшипниками. Верхний корпус закрыт крышкой, в плоскости разъема которой установлен вал с паразитной шестерней.

Плунжер предназначен для вертикального перемещения верхнего ролика и создания усилия раскатки на ролике. В чугунной гильзе, укрепленной на торце верхней консоли станины, перемещается стальной корпус гидроцилиндра, шток которого неподвижно прикреплен к гильзе. Днище цилиндра, имеющее Тобразные пазы, является столом для крепления верхнего ролика. Подвод давления масла в обе полости цилиндра производится через неподвижный шток цилиндра. На наружной поверхности гильзы установлен конечный выключатель.

К столу крепится устройство, регулирующее величину подъема стола вверх из крайнего нижнего положения.

Гидравлическая система станка осуществляет питание и управление гидроцилиндром ползуна и гидроцилиндром перемещения муфты редуктора. Система состоит из двух отдельных цепей: цепи питания гидроцилиндра ползуна, питаемой от 1-й ступени сдвоенного лопастного насоса, и цепи питания гидроцилиндра перемещения муфты редуктора, питаемой от 2-й ступени насоса.

Станок может работать на двух режимах. При подаче масла в нижнюю полость цилиндра создается усилие, пропорциональное площади поршня. При подаче масла в обе полости цилиндра усилие будет пропорционально разнице площадей давления снизу и сверху, равной площади сечения штока.

Управление рабочим ходом осуществляется или от ножной педали, или от рукоятки управления через трос нажатием на регулятор давления, управляющий давлением в предохранительно-разгрузочном клапане При давлении в гидросистеме 0,5... 4 МПа (5...40 кгс/см2) усилие на ролике составляет 2,4... 100 кН (240... 10 000 кгс). В зависимости от режима работы двигателя, при диаметре роликов 180 мм скорость перемещения листа соответственно будет равна 2,83; 4,5 и 9 м/мин.

Наиболее нагруженными элементами конструкции станка являются оси роликов и подшипники, которые в первую очередь и подлежат проверочному расчету. Исходной величиной при этом служит технологическое усилие на роликах.

2.4.10. СТАНКИ ДЛЯ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ Все станки для ротационной вытяжки можно разделить на две, группы:

станки для ротационной вытяжки без утонения заготовки стокарно-давильные станки) и станки для ротационной вытяжки утонением заготовки (раскатные станки). В обоих случаях формозменение полых осесимметричных деталей осуществляется точечным воздействием инструмента (давильника или ролика) на наружную поверхность вращающейся плоской или предварительно отформованной заготовки с трансляцией полученной образующей по направляющей, создаваемой продольной подачей. Внутренняя поверхность детали формируется по вращающейся оправке (пуансону).

Станки для ротационной вытяжки без утонения Станки для ротационной вытяжки без утонения (токарно-давильные) предназначены для изготовления из плоских листовых заготовок полых осесимметричных деталей без преднамеренного изменения толщины материала.

По конструкции простейший станок этой группы аналогичен токарному станку, но не имеет механизма подачи; механизм главного движения (вращения шпинделя) значительно упрощен и представляет собой ступенчатую ременную передачу; вместо суппорта на станке установлена гребенка. Заготовка прижимается к укрепленной на шпинделе станка оправке (пуансону) прижимом пиноли задней бабки. Формообразование детали производится при вращении заготовки движением давильника от центра к периферии до полного прилегания заготовки поправке. При этом рабочий действует давильником как рычагом, опираясь на штырь, вставленный в одно из отверстий гребенки.

На таких станках можно изготовлять детали диаметром до 800 и длиной до 1000 мм. В зависимости от марки материала, толщины и диаметра заготовки частота вращения шпинделя выбирается в диапазоне от 400 до 1200 в минуту.

Наряду с простотой оборудования и оснастки такой трудоемкий процесс не обеспечивает стабильного качества деталей, так как оно в основном зависит от квалификации рабочего. Поэтому на таких станках детали типа обтекателей, концевых отсеков подвесных баков и др. изготовляются только в условиях опытного и мелкосерийного производства, а также в процессе запуска изделия в серийное производство. Более совершенными являются станки для ротационной вытяжки с гидравлическим приводом подачи давильных роликов.

Для изготовления крупногабаритных деталей типа днищ емкостей применяются машины, сочетающие в своей работе формовку в штампе с ротационной вытяжкой Заготовка, установленная на пуансоне, формуется матрицей, закрепленной на штоке гидроцилиндра. Цилиндр смонтирован в верхней неподвижной траверсе — портале, которая установлена на четырех колоннах.

На таких машинах изготовляют днища диаметром до 6 м из заготовки толщиной до 50 мм. При больших толщинах заготовки необходим нагрев.

Благодаря точечному воздействию на заготовку энергоемкость деталей, изготовляемых на ротационных станках, значительно ниже энергоемкости деталей, получаемых в сложных штампах на прессах. Оснащение станков следящими приводами делает целесообразным использование их не только в условиях опытного, но также и при серийном производстве.

Станки для ротационной вытяжки с утонением Станки для ротационной вытяжки с утонением (раскатные станки) предназначены для изготовления тонкостенных осесимметричных деталей из толстых плоских или пространственных заготовок.

Типовым представителем этой группы станков может служить горизонтально-раскатной станок СРГ-0,16-1000, предназначенный для изготовления осесимметричных цилиндрических оболочек диаметром до 160 мм и длиной до 1000 мм со стенками постоянного, плавно изменяющегося и ступенчатого сечения с утонением заготовки роликами по вращающейся оправке.

Все основные узлы станка смонтированы на станине. Слева крепится передняя бабка, выходной конец ее шпинделя служит планшайбой для крепления оправки. Входной вал редуктора с помощью клиноременной передачи со шкивами соединен с валом электродвигателя главного привода. Частота вращения шпинделя устанавливается переключением шестерен редуктора с помощью рукоятки. Остановка вращения оправки осуществляется гидромеханическим тормозом.

По верхним направляющим станины с помощью двух гидроцилиндров и, установленных на кронштейнах с правой стороны станины, перемещается продольная каретка. Гидроцилиндры продольной подачи расположены в одной горизонтальной плоскости с осью оправки. Скорость продольной подачи каретки измеряется с помощью тахогенератора, который связан с кареткой зубчатой рейкой через редуктор. Скорость вращения тахогенератора фиксируется на пульте управления вольтметром, шкала которого проградуирована в мм/мин.

По направляющим, расположенным на левой вертикальной плоскости продольной каретки, перемещаются два ползуна — передний и задний — с роликодержателями на конце. Перемещение ползунов осуществляется гидроцилиндрами поперечной подачи, смонтированными внутри ползунов, а их штоки крепятся в упорных кронштейнах. Снизу на ползунах размещены следящие системы с золотниками. С помощью винтов и нониусов этих систем производится установка рабочих роликов относительно оправки. Пальцы следящих золотников упираются в соответствующие копиры, которые крепятся на копировальных балках в нижней части станины.

Вращение рабочих роликов осуществляется гидродвигателями. В центральном отверстии продольной каретки перемещается пиноль с прижимом, приводимым в действие гидроцилиндром.

Гидроцилиндры продольной и поперечной подач питаются соответственно от двух лопастных насосов с подачей по 50 л/мин и максимальным давлением 12 МПа (120 кгс/см2). Давление в сети регулируется с помощью предохранительно-разгрузочных клапанов на предельную величину 8,5 МПа (85 кгс/см2). Гидроцилиндр задней бабки питает лопастной насос с подачей 8/ л/мин и давлением 6,4 МПа (64 кгс/см2). Для гидродвигателя привода вращения рабочих роликов с крутящим моментом по 22 Нм (2,2 кгсм) при давлении МПа (50 кгс/см2) получают питание от сдвоенного лопастного насоса с подачей 8 л/мин.

Смазка шестерен коробки скоростей осуществляется шестеренным насосом (12 л/мин; 2,5 МПа). Жидкость для охлаждения рабочих роликов подается центробежным насосом с подачей 90 л/мин.

При ротационной вытяжке с утонением деталей из низкоуглеродистых сталей и алюминиевых сплавов оправки изготовляют из стали 45 с закалкой до твердости HRC 35... 40. Материалом крупных оправок может служить чугун.

При вытяжке деталей из высокопрочных сталей применяются оправки из инструментальных сталей с закалкой до твердости HRC 56.... 58. С целью сохранения качества внутренней поверхности детали оправки полируются. Биение оправки во время обработки не должно превышать 0,05 мм, а при вытяжке тонкостенных деталей — 0,02 мм. Уменьшение диаметра оправки в сторону шпинделя станка не допускается.

Наружный диаметр рабочих роликов из конструктивных соображений берется обычно равным 200... 300 мм. С увеличением диаметра ролика возрастает площадь его контакта с деформируемым материалом, и, следовательно, при неизменном усилии уменьшается давление на заготовку.

Ролики изготовляют из инструментальных сталей. Для формовки деталей из алюминиевых сплавов и низкоуглеродистых сталей применяются стали типа ХГС с закалкой до HRC 59... 61, из высокопрочных материалов — стали типа Р18 с закалкой до HRC 61.... 63. Рабочая поверхность ролика полируется. Профиль рабочей части выбирается с учетом твердости материала заготовки и конфигурации детали. Обычно станок оснащается комплектом универсальных роликов.

Проверочные прочностные и энергетические расчеты ротационных станков производят, исходя из потребных усилий на ролике, которые приближенно определяются по давлениям.

2.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ШТАМПОВКИ ПЛОСКИХ

ДЕТАЛЕЙ С ФОРМОВАННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Основным видом технологических машин для изготовления плоских деталей с формованными элементами служат прессы штамповки эластичной средой (являющейся универсальной матрицей) по пуансону (формблоку). Этот способ применяется в тех случаях, когда штамповка в инструментальных штампах в условиях данного характера производства нецелесообразна.

В качестве вспомогательного и доводочного оборудования применяются кромкопосадочные станки, а также соответствующая оснастка.

Прессы штамповки эластичной средой можно разделить на три группы:

гидравлические плунжерные прессы, бесплунжерные гидравлические прессы (прессы прямого действия) и прессы штамповки-вытяжки эластичной средой.

2.5.1. ПЛУНЖЕРНЫЕ ПРЕССЫ ШТАМПОВКИ ЭЛАСТИЧНОЙ СРЕДОЙ

Для штамповки эластичной средой применяются гидравлические прессы простого действия большой мощности (несколько десятков и даже сотен кН), специально оборудованные для этой цели.

К плунжеру пресса крепится контейнер с помещенным в нем эластичным материалом (резиной или полиуретаном). На столе пресса устанавливается подблочная (подштамповая) плита, по размерам с некоторым зазором совпадающая с внутренними размерами контейнера. На подштамповой плите размещаются форм-блоки с зафиксированными на них по шпилечным отверстиям заготовками.

При ходе плунжера вниз после замыкания пространства между стенками контейнера и подштамповой плитой эластичная подушка, действуя подобно жидкости, оказывает во все стороны примерно одинаковое давление, формуя заготовку по формблоку.

Значительные размеры контейнеров, имеющих рабочую площадь до 6 м и более, а также универсальность матрицы позволяют осуществлять групповую штамповку деталей и получать за один ход пресса 5... 10 деталей и более, что с точки зрения производительности компенсирует тихоходность этих прессов.

Твердость резины или полиуретана, из пластин которых набирается подушка, выбирают в зависимости от потребных давлений, определяемых в основном механическими свойствами материала и толщиной заготовки. Для формовки деталей из тонких стальных и дюралевых заготовок при обычных давлениях (8... 10 МПа) подушку набирают из мягкой резины или резины средней твердости. Для штамповки более толстых заготовок, требующих повышенных давлений, пользуются твердыми сортами резины или полиуретана.

Толщина подушки должна обеспечивать степень ее деформации при штамповке, близкую к 20%, т. е. высота подушки должна быть примерно в 5 раз больше высоты формблоков. Подушка крепится к дну контейнера пробками или запрессовывается в него с обжимом 3... 5 мм на сторону. Зазор между подштамповой плитой и контейнером берут равным 3... 5 мм на сторону. Высота Н формблоков должна составлять (1,3... 1,4) h (h — высота борта) при вогнутых бортах детали и h + 5 мм при прямых и выпуклых бортах. Для малых и средних (до 5 мм) толщин заготовок обычно высота борта деталей типа нервюр и диафрагм не превышает 20 мм, и поэтому формблоки изготовляют толщиной 25... 30 мм.

Формблоки изготовляют фрезерованием по ШВК из балинита. При формовке деталей с подогревом применяются формблоки из алюминиевых сплавов.

Для запрессовки фиксирующих заготовку шпилек (штифтов) в них сверлят отверстия, местоположение которых определяется плазом. Минимально необходимое количество штифтов — два, но при штамповке крупных деталей со сложной конфигурацией их количество может быть увеличено, так как они не только фиксируют положение заготовки, но и предотвращают утяжку. Для компенсации упругих деформаций иногда боковые стенки формблоков поднутряют на угол пружинения.

По компоновке плунжерные гидравлические прессы могут быть с нижним расположением насосной станции (ниже уровня пола) и с верхним расположением насосной станции (на станине пресса). В первом случае улучшаются условия обслуживания, но увеличиваются потребные площади. Во втором случае уменьшается протяженность трубопроводов подачи жидкости в плунжер, но высота таких прессов достигает 10... 15 м и более.

С целью увеличения производительности прессы обычно оснащаются несколькими выдвижными столами. Таких столов может быть два, четыре или шесть. При поочередном нахождении столов вне рабочей зоны на них устанавливают формблоки с заготовками, а также осуществляют съем готовых деталей после штамповки. При этих условиях пресс может работать в автоматическом режиме.

Применение для изготовления деталей высокопрочных сплавов, повышение требований качества и точности, стремление к снижению трудоемкости доводочных работ потребовали применения при штамповке эластичными средами более высоких давлений порядка 30... 40 МПа (300... 400 кгс/см2) и более. Получить такие давления с использованием существующих прессов можно заменив фирменные контейнеры специальными с уменьшенной в 3... 4 раза площадью. Однако это приводит к резкому сокращению производительности труда и является экономически нецелесообразным. Недостаточно эффективным способом повышения давлений является дальнейшее увеличение мощности плунжерных прессов, так как это увеличенное давление одинаково распределяется на всю площадь заготовки, в том числе непосредственно на большие плоские (недеформируемые) участки. С учетом сказанного в необходимых случаях применяют другие виды оборудования, и в частности бесплунжерные прессы штамповки эластичной средой.

2.5.2. БЕСПЛУНЖЕРНЫЕ ПРЕССЫ ШТАМПОВКИ ЭЛАСТИЧНОЙ

СРЕДОЙ

Бесплунжерные прессы штамповки эластичной средой иногда также называют диафрагменными гидравлическими прессами прямого действия.

При штамповке рабочая жидкость под давлением подается в контейнер.

По мере заполнения полости контейнера жидкостью эластичная диафрагма, деформируясь, оформляет детали по формблокам, установленным на столе, который поступает в рабочую зону по направляющим станины из положения.

Бесплунжерный пресс ПШР-1 (П-307) состоит из верхней и нижней стальных литых траверс, стянутых двенадцатью болтами. На верхней траверсе укреплен контейнер, внизу которого установлена резиновая диафрагма. По чугунным плитам, укрепленным на нижней траверсе, перемещаются два стола. В процессе работы пресса один из столов находится в рабочей зоне, где происходит формовка, а другой — на направляющих (слева или справа от пресса), где происходит съем деталей и установка заготовок на формблоки.

Перемещение столов в горизонтальном направлении производится гидравлическими цилиндрами. После захода в рабочую зону стол поднимается до упора в верхнюю траверсу гидравлическими цилиндрами, штоки которых в нижнем положении устанавливаются заподлицо с плоскостью постели, а в верхнем положении фиксируются подвижной упорной гребенкой. Гребенка поднимается вместе со столом и сдвигается цилиндром до совпадения ее выступов с выступами нижней неподвижной гребенки, образуя тем самым жесткую опору. Два цилиндра, размещенные с боков нижней траверсы, имеют штоки, шарнирно связанные с каретками, перемещающимися по направляющим.

Каретки имеют пальцы, заходящие в отверстия кронштейнов, жестко связанных со столами. При верхнем положении пальца, в котором он удерживается пружиной, каретка сцепляется с кронштейном, и стол имеет возможность перемещения под действием цилиндра. В нижнее положение палец оттягивается электромагнитом, и стол разъединяется с цилиндром.

Вся гидравлическая система работает на масле, но для повышения стойкости резиновой мембраны камера контейнера заполняется водной эмульсией.

Работа производится в следующей последовательности. Формблоки с заготовками устанавливаются на столе пресса с максимальным использованием его площади, но с выдерживанием расстояния между краями заготовок 3... мм. После нажатия кнопки сигнализации подготовки стола к прессованию стол подается в рабочую зону. Одновременно другой стол с отштампованными деталями выводится из рабочей зоны. В рабочей камере над диафрагмой 6 создается разрежение. После остановки стол, находящийся в рабочем положении, поднимается. Вместе со столом гребенка поднимается и затем сдвигается на шаг в сторону, фиксируя стол в верхнем положении.

Рабочая камера заполняется эмульсией по трем ступеням. Сначала при низком давлении до 1 МПа (10 кгс/см2) от конденсатного центробежного насоса и радиально-плунжерного насоса через трансформатор давления, затем давление доводится до 20 МПа (200 кгс/см2) с помощью радиально-плунжерного насоса через трансформатор давления, и, наконец, с помощью радиальноплунжерного насоса также через трансформатор давление возрастает до величины 40 МПа (400 кгс/см2).

На этом процесс формовки заканчивается. Эмульсия автоматически откачивается из рабочей камеры, гребенка сдвигается обратно на шаг, стол опускается и выводится из рабочей зоны. Одновременно в рабочую зону подается, второй стол, на котором уже установлены формблоки с заготовками.

Время рабочего цикла пресса составляет 1,1 мин; размеры стола 1200 X 2000 мм. Дальнейшим развитием этого направления является создание прессов прямого действия с большими размерами столов и давлениями до 100 МПа (1000 кгс/см2).

2.5.3. ПРЕССЫ ШТАМПОВКИ-ВЫТЯЖКИ ЭЛАСТИЧНОЙ СРЕДОЙ Прессы штамповки-вытяжки эластичной средой являются гидравлическими плунжерными прессами. Одним из представителей технологических машин этого типа может служить пресс штамповки-вытяжки резиной ПШВР-3.

Верхний рабочий цилиндр пресса, в котором перемещается рабочий плунжер, установлен на верхней траверсе. Верхняя траверса соединена четырьмя колоннами с нижней траверсой. Подвижный верхний ползун соединен с плунжером, направляющими которому служат колонны. Контейнер с резиновой матрицей прикреплен к нижней части ползуна. В нижней траверсе смонтирован рабочий цилиндр, на шток которого опираются шпильки.

Пуансон установлен на столе пресса. Прижимная плита опирается на стойки, находящиеся против шпилек. На траверсе установлены два цилиндра для подъема и опускания верхнего ползуна; цилиндры также создают добавочное давление. Давление прижима в процессе вытяжки регулируется по копиру.

Пресс имеет автоматический регулятор режима работы. Для облегчения монтажа и демонтажа штампов и контейнеров прессу придается тележка, перемещающаяся по рельсам.

В отличие от пресса ПШВР-3 у пресса ПШВР-1 прижим неподвижен, а пуансон после создания требуемого давления прижима между резиновой подушкой и прижимной плитой внедряется в резиновую подушку контейнера, производя вытяжку заготовки под действием нижнего рабочего цилиндра. Давление прижима при этом регулируется по копиру.

Наибольшее усилие пресса ПШВР-1 — 15 МН (1500 тс), ПШВР-3— МН (2800 тс). Усилие прижима у пресса ПШВР-3— 25 МН (2500 тс). Максимальное давление резины зависит от диаметра применяемых контейнеров и составляет у пресса ПШВР-1 — 100 МПа (1000 кгс/см2) (диаметр контейнера — 440 мм), у пресса ПШВР-3 — 73 МПа (730 кгс/см2) (при диаметре контейнера 700 мм).

В настоящее время выпускаются более совершенные прессы формовки листовых деталей гидростатическим давлением плунжерного типа, у которых заготовка деформируется по жесткому пуансону (или матрице) жидкостью, заключенной в эластичную оболочку.

2.5.4. КРОМКОПОСАДОЧНЫЕ СТАНКИ После формоизменения на прессах штамповки эластичной средой во многих случаях требуется доводка до требуемых размеров формованных элементов деталей. Основой несоответствия получаемых размеров требуемым является наличие упругих деформаций.

Наиболее часто встречаемым видом доводочных работ является посадка выпуклых бортов деталей с целью их подгиба за счет уменьшения длины. Одним из станков, предназначенных для этой цели, служит посадочный станок ПС-80, который также широко применяется для посадки полок профилей с целью их доводки по кривизне.

Станок имеет С-образную станину сварной конструкции коробчатого сечения. Верхняя часть станины, где смонтированы кривошипно-коленный механизм, коленчатый вал и ползун, образует масляную ванну с указателем уровня масла и горловиной с фильтром для его заливки. Ванна сверху закрыта двумя съемными крышками, одна из которых обеспечивает доступ к шатуну для регулирования его длины, а другая — к маслораспределителям системы смазки.

Справа к станине прикреплен винтами корпус масляной ванны зубчатой передачи, слева установлен кожух клиноременной передачи. На задней верхней части станины имеются два отсека, в одном из которых укреплена гидропанель системы смазки, а в другом помещается баллон с азотом для питания пневмосистемы станка. В передней верхней части станины размещен стакан с запрессованной в него направляющей бронзовой втулкой, в которой перемещается ползун. В левой части станины предусмотрено закрываемое крышкой окно для доступа к звеньям коленного механизма. В нижней передней части станины смонтирован стол станка, вертикальное перемещение которого осуществляется клином через винтовую пару вручную поворотом маховика.

Для доводки деталей после штамповки эластичной средой применяются также профилеразводные станки, выколоточные (правильные) молоту и другое вспомогательное оборудование.

2.5.5. ЛИСТОШТАМПОВОЧНЫЕ МОЛОТЫ Листовые детали сложной формы при опытном и мелкосерийном производстве штамповать на прессах в инструментальных штампах нецелесообразно вследствие длительности изготовления и отладки штампов при высокой их стоимости. В этих условиях детали штампуют на листоштамповочных молотах в упрощенных штампах. Формоизменение деталей на молотах осуществляется в основном за счет энергии падения стесселя с пуансоном (матрицей) с определенной высоты.

Среди существующих типов молотов наибольшее применение в заготовительно-штамповочных цехах имеют пневматические листоштамповочные молоты, работающие от сети сжатого воздуха.

Пневматические листоштамповочные молоты Станина молота серии МЛ состоит из шабота со столом 6, двух боковых стоек 8 и верхней траверсы 11. Шабот со столом служит для установки нижней части штампа и крепления нижних концов стоек. Вместе с фундаментом молота шабот воспринимает энергию удара падающих частей. Поэтому масса шабота в 10... 15 раз превышает массу падающих частей.

Боковые стойки соединяют шабот с верхней траверсой и несут на себе направляющие для стесселя. Для уменьшения вибрации при штамповке болты крепления стоек с шаботом и верхней траверсой установлены с пружинами.

Для точного направления стесселя направляющие по мере износа могут выдвигаться из стоек с помощью клиньев. Внутри стоек смонтированы замки, удерживающие стессель от опускания при нерабочем положении молота.

На верхней траверсе смонтирован пневмоцилиндр с поршнем и штоком, служащий для подъема стесселя, а также для ускорения его движения вниз. В верхней части цилиндра имеется воздушный демпфер, предохраняющий поршень от удара о верхнюю крышку цилиндра.

В верхней части стесселя имеется гнездо для крепления его к штоку, а в нижней — отверстия для резьбовых шпилек крепления верхней части штампа.

Механизм управления молотом представляет собой золотниковое распределительное устройство, в которое сжатый воздух из сети поступает по трубопроводу, а выпуск происходит через трубу. Шток золотника с помощью тяг и рычагов соединен с рукояткой управления. В механизм управления молотом входит также устройство управления предохранительными замками. При нажатии на педаль с помощью тяг и рычагов замки убираются внутрь стоек; при снятии ноги с педали замки под действием пружин выступают наружу, предохраняя стессель от падения. Из сети сжатый воздух по трубопроводу поступает в золотниковую камеру. При верхнем положении золотника воздух через сквозные его отверстия попадает в нижнюю часть камеры и далее по каналу поступает в нижнюю полость цилиндра. Давление воздуха на нижнюю поверхность поршня создает усилие Р, превышающее массу падающих частей, и поршень со штоком и закрепленным на нем стесселем начнет перемещаться вверх.

Из верхней полости цилиндра воздух будет вытесняться через канал Ив золотниковую камеру и, огибая кольцевую проточку золотника, попадает в выпускную трубу, сообщающуюся с атмосферой. Перемещение золотника и стесселя вверх соответствует верхнему положению рукоятки управления молотом.

При нижнем положении золотника сжатый воздух по каналу попадает в верхнюю полость цилиндра и давит на верхнюю поверхность поршня, создавая добавочное усилие к массе падающих частей. Регулируя положение рукоятки управления, можно изменять силу удара. Из нижней полости цилиндра воздух вытесняется через канал в золотниковую камеру и по выточке в золотнике попадает в выпускную трубу и атмосферу.

Технологические возможности листоштамповочных молотов определяются энергией удара, определяемой массой падающих частей (стесселя и верхней части штампа) и скоростью их падения (при свободном падении — высотой падения), а также площадью стола.

Листоштамповочные молоты серии МЛ имеют массы падающих частей 8;

15; 20; 30 и 50 кН; ход стесселя соответственно увеличивается от 0,85 до 1,5 м, а площади столов — от 0,7 X 0,9 до 1,8 X 3,1 м.

Энергия удара может быть усилена путем увеличения массы падающих частей и их скорости. Вследствие громоздкости, большой металлоемкости пневматические листоштамповочные молоты с массой падающих частей свыше 5 т не нашли широкого применения.

Эффективным способом увеличения скорости движения падающих частей является создание давления над поршнем цилиндра при соответствующей системе воздухораспределения. У скоростных молотов двойного действия типа МЛП удается увеличить скорость примерно в 1,7 раза. Широкое применение имеют более компактные гидравлические и газогидравлические скоростные молоты типа МЛГ и МГС, особенно при штамповке гидроэластичной средой малопластичных материалов с применением нагрева.

Зная потребную для деформирования заготовки энергию, с учетом КПД можно определить необходимую энергию удара молота. Другим параметром для выбора молота служат размеры стола.

Рабочей оснасткой при штамповке на листоштамповочных молотах служат литые штампы из цинка и свинца. Эти металлы имеют низкую температуру плавления, обладают хорошими литейными качествам и низким процентом угара, что дает возможность применять несложное литейное оборудование, а также позволяет использовать многократную переплавку при изготовлении новых штампов. При доводке после отливки штампы из этих материалов легко обрабатываются резанием.

Разность температур плавления цинка (420°С) и свинца (325°С) позволяет использовать уже отлитую цинковую матрицу в качестве формы для отливки свинцового пуансона. Модель матрицы изготовляют из технического гипса по слепку с эталона поверхности, по эталонной детали, по шаблонам, снятым с плаза. При помощи модели в опоке изготовляется земляная форма, в которую и заливают расплавленный цинк. После остывания опоку разбирают, матрицу освобождают от формовочной земли и подвергают доработке. Основание матрицы обрабатывают на строгальном станке, рабочий контур дорабатывают вручную шаровыми фрезами и абразивными кругами с приводом от пневматической машинки, зачищают поверхности шаберами различной конфигурации.

После доводки матрицу устанавливают в опоку и используют как форму для отливки свинцового пуансона. Перед концом заливки над поверхностью расплава по трафарету подвешиваются гайки для крепления с помощью шпилек пуансона к стесселю. Доработка пуансона с учетом толщины штампуемой заготовки аналогична доработке матрицы. Окончательная доводка производится на молоте при пробной штамповке. Трудоемкость доводки пуансона уменьшается, если заливку свинца производить в матрицу, подогретую до 200... 250°С, что частично компенсирует искажение размеров пуансона вследствие усадки свинца при остывании.

Основным недостатком свинцово-цинковых штампов является их относительно малая стойкость. Более высокой стойкостью обладают штампы, изготовляемые по аналогичной технологии в следующих сочетаниях: матрица — из цинка, пуансон — из алюминиево-цинкового сплава АЦ13 или пластмассы на основе атилцеллюлозы (ТЛК-Э); матрица — из чугуна, пуансон — из цинка или сплава АЦ13. В некоторых случаях применяются комбинированные пуансоны, у которых основа изготовляется из цинка или АЦ13, а рабочая поверхность облицовывается пластмассой ТЛ-Э или реактопластами на основе эпоксидных смол.

Пуансоны из пластических масс обладают большей по сравнению со свинцовыми стойкостью; на их рабочей поверхности не остается следов от гофров штампуемой детали. При ударе такие пуансоны производят меньше шума.

Недостатком их является невысокая жесткость удара.

Верхняя часть штампа крепится к стесселю с помощью шпилек, завертываемых в установленные во время отливки гайки. Ориентированная на столе молота по верхней части нижняя часть штампа фиксируется заливкой расплавленного металла. Более совершенна фиксация нижней части штампа с помощью планок-прихватов, укрепляемых на столе молота шпильками, ввернутыми в его резьбовые отверстия.

Спецификой штамповки на листоштамповочных молотах является формование сложных деталей в простом штампе за несколько переходов, между которыми рабочий определяет зоны зарождения брака (начало образования складок, местного утонения и др.) и устраняет их, применяя резиновые или фанерные прокладки, а также производя ручную или машинную доводку вне штампа.

В последнее время для штамповки на молотах применяют эластичные и гидроэластичные контейнеры, позволяющие существенно упростить оснастку, повысить производительность, качество деталей и резко снизить затраты ручного труда. Применение высокоскоростных молотов типа МЛГ-16 обеспечивает создание давлений в контейнере при штамповке до 250 МПа (2500 кгс/см2).

Штамповка резиной на листоштамповочных молотах деталей из малонластичных материалов с нагревом заготовки по сравнению со штамповкой эластичной средой на прессах является более эффективной вследствие краткосрочности контакта заготовки с оснасткой.

Контейнеры для штамповки резиной для восприятия высоких давлений собираются из стальных колец или рамок, соединяемых сваркой, или с помощью кольцевых ребер, входящих в ответные проточки.

Резиновые подушки обычно склеиваются из листов толщиной 30... мм. Сорт резины подбирается в зависимости от проектируемого процесса штамповки. Мягкие сорта резины допускают большие степени деформации, но при этом увеличивается опасность затекания резины под борт детали. Качество работы повышается при применении комбинированных подушек, у которых основная часть набрана из резины малой твердости, а нижний лист толщиной 40... 60 мм — из резины повышенной твердости. При штамповке с нагревом заготовок из малопластичных материалов на подушку подклеивается лист из термостойкой резины.

Листы резины вырезаются по габаритным размерам на 2,5... 3 мм больше внутренних размеров контейнера, что обеспечивает необходимый натяг при запрессовывании подушки в контейнер. Высота подушки берется равной пятикратной высоте штампуемой детали.

2.6. СТАНКИ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРОФИЛЕЙ

Основными формоизменяющими операциями при изготовлении деталей из профилей являются гибка, изменение угла между полками (малковка) и подсечка. Подсечка профилей выполняется в подсечных штампах на прессах. Для операций гибки и малковки создано специализированное оборудование.

Гибка профилей производится на роликовых профилегибочных станках, профилегибочных растяжных станках и профилегибочных станках с поворотным столом. Короткие детали (до 500 мм) гнут также в штампах на прессе.

2.6.1. РОЛИКОВЫЕ ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЕ СТАНКИ Схемы работы роликовых профилегибочных станков аналогичны схемам работы валковых листогибочных станков, но вместо валков у них рабочими органами служат ролики, форма рабочей поверхности которых соответствует сечению изгибаемых профилей. В целях упрощения изготовления и экономии материала ролики делают составными. При переходе на гибку другого сечения профиля производится смена роликов. Из-за необходимости частой смены роликов, а также для большего удобства работы станки имеют консольное расположение роликов.

Большинство роликовых профилегибочных станков имеет горизонтальное расположение осей роликов. Однако гибку деталей больших размеров из тяжелых профилей значительно удобнее производить в горизонтальной плоскости, т.

е. на станках с вертикальным расположением осей роликов.