Выбор ковочного пресса: Как рассчитать тоннаж для достижения оптимальных результатов | MachineMFG

Выбор ковочного пресса: Как рассчитать тоннаж для достижения оптимальных результатов

5
(1)

Обзор

Кузнечный молот, винтовой пресс и пресс для горячей штамповки - это три основных вида кузнечного оборудования в кузнечной промышленности.

Несмотря на то, что соответствующие технологии разрабатывались в течение многих лет, они обладают различными возможностями, обусловленными их уникальными эксплуатационными характеристиками.

штамповка

Характеристики и выбор кузнечного оборудования

1. Кузнечный молот

1.1 Эксплуатационные характеристики

Кузнечный молот - это кузнечное оборудование, используемое для производства различных штамповок в условиях средне- и крупносерийного производства.

Он универсален и может использоваться для различных типы штампов ковка.

Благодаря простой конструкции, высокой производительности, низкой стоимости и адаптируемости к процессу штамповки, он широко используется в качестве кузнечного оборудования.

Роль кузнечного молота в современной кузнечной промышленности зависит от следующих факторов:

  • Простая структура и низкая стоимость обслуживания;
  • Простота в эксплуатации и гибкость;
  • Кузнечный молот может использоваться для ковки нескольких штампов, не требуя предварительного ковочного оборудования и обладая высокой универсальностью;
  • Скорость формовки высокая, возможность адаптации к различным типам поковок;
  • Инвестиции в оборудование невелики (всего 1/4 от инвестиций в прессы для горячей ковки).

Ключевым преимуществом ковочного молота является высокая скорость удара, что приводит к короткому времени контакта с формой и делает его идеальным для ситуаций, требующих высокоскоростной деформации для заполнения формы.

К ним относятся поковки с тонкими ребристыми пластинами, сложные формыи жесткие требования к допустимому весу.

Благодаря быстрым и гибким рабочим характеристикам он обладает высокой адаптивностью и иногда называется "универсальным" оборудованием.

Поэтому он особенно подходит для производства нескольких типов и небольших партий.

С точки зрения экономической эффективности ковочный молот является наиболее выгодным. формовочное оборудование.

Кузнечный молот

1.2 Как выбрать ковочный молот

Максимальная энергия удара кузнечного молота является наиболее критическим параметром для определения его рабочей способности.

При выборе необходимой энергии удара молотка можно руководствоваться следующей формулой:

E=25(3.5~6.3)KFвсего

В формуле:

  • Энергия удара E, необходимая для ковки (Дж);
  • Коэффициент типа стали K-Steel (0,9 для низкоуглеродистой стали; 1 для среднеуглеродистой и низкоуглеродистой стали легированная сталь; 1,1 для среднеуглеродистой низколегированной стали; 1,25 для высоколегированной конструкционной стали);.
  • Fвсего-Общая площадь деформации плана ковки (включая кожу и вспышку) (㎝)2)

При серийном производстве, когда требуется высокая производительность, в формуле используется верхнее предельное значение 6,3. В случаях, когда может быть выполнена последняя операция ковки и производительность не вызывает опасений, используется нижнее предельное значение 3,5.

2. Винтовой пресс

Винтовой пресс

2.1 Эксплуатационные характеристики

Винтовой пресс подходит для штамповки, высадки, точного прессования, правки, обрезки и гибки.

Однако его средняя эксцентрическая грузоподъемность значительно меньше, чем у горячая штамповка пресс и кузнечный молот.

В результате он не подходит для многопроцессных операций нагрева (таких как удаление окалины, предварительная ковка и обрезка).

Поэтому при использовании винтового пресса для окончательной штамповки необходимо дополнительное оборудование для выполнения вспомогательных процессов.

Характеристики штамповки на винтовом прессе определяются производительностью оборудования.

Так как винтовой пресс обладает двойными рабочими характеристиками: ковочного молота и пресса для горячей штамповки, он имеет следующие особенности:

  • Оказывать определенное влияние на рабочий процесс;
  • Ход ползуна не фиксирован; устройство оснащено выталкивающим устройством;
  • Усилие, возникающее между ползуном и столом во время формирования поковки, воспринимается рамной конструкцией пресса.

Таким образом, штамповка винтового пресса имеет следующие характеристики:

  1. Ползун винтового пресса имеет низкую скорость хода и минимальное воздействие, что позволяет выполнять несколько деформаций в одной канавке. В результате он может обеспечить достаточную энергию деформации для процессов большой деформации (таких как высадка и экструзия), а также создать значительное усилие деформации для процессов меньшей деформации (таких как прецизионное прессование и тиснение).
  2. Поскольку ход ползуна не фиксирован и он оснащен выталкивающим устройством, он подходит для расстроповки при безосколочной штамповке и ковке длинных стержней. Для процесса экструзии и обрезки необходимо добавить в пресс-форму устройство ограничения хода.
  3. Винтовой пресс имеет ограниченную способность выдерживать эксцентрические нагрузки и обычно используется для штамповки с одним пазом. Заготовка обычно изготавливается на другом вспомогательном оборудовании. При небольших эксцентрических нагрузках возможно использование двух пазов, например, в процессе листогибочный пресс с последующей окончательной ковкой или распрямлением с последующей окончательной ковкой.

Применение винтового пресса для штамповки ограничено неблагоприятными факторами, включая тоннаж оборудования, низкую рабочую скорость и необходимость использования вспомогательного оборудования для заготовки. Как правило, он используется для мелкосерийного и среднесерийного производства поковок малого и среднего размера.

2.2 Возможность адаптации к другим штампам для ковки press

Винтовой пресс работает за счет энергии удара и имеет рабочие характеристики, схожие с характеристиками кузнечного молота. Ход ползуна пресса регулируется и может быть возвращен в любое положение, прежде чем достигнет своей нижней точки. Количество энергии удара и число ударов можно регулировать в зависимости от требуемой работы по деформации поковки.

Однако во время ковки сопротивление деформации поковки уравновешивается упругой деформацией системы закрытия станины. Винтовой пресс имеет структуру, аналогичную структуре пресса для горячей ковки, что делает его устройством для штамповки, обладающим определенной перегрузочной способностью.

Средняя эксцентриковая нагрузка винтового пресса меньше, чем у пресса для горячей ковки и ковочного молота с ЧПУ, поэтому он подходит только для ковки с одним пазом. При использовании винтового пресса для окончательной штамповки может потребоваться дополнительное оборудование для завершения вспомогательного процесса.

Ползун винтового пресса имеет меньшую скорость хода и меньшую частоту работы, и может выполнять только одноударную деформацию в одной канавке. Во время одноударной деформации средняя часть заготовки подвергается значительной деформации, что приводит к ее горизонтальному течению и образованию большого фланцевого края, затрудняющего заполнение металлом глубоких канавок и увеличивающего вероятность складывания по сравнению с ковкой на молоте. Это особенно заметно для поковок со сложной формой поперечного сечения.

Кроме того, шнековый пресс имеет низкую гибкость и меньший срок службы матрицы по сравнению с a CNC кузнечный молот. Он подходит для ковки деталей относительно простой формы, с низкими требованиями к точности и высокой энергией деформации. Энергия и частота ударов обычно определяются оператором в зависимости от требуемой работы по деформации поковки.

Однако винтовой пресс имеет низкие характеристики управления по сравнению с ковочным молотом с ЧПУ, что приводит к нестабильному качеству поковок и трудностям в автоматизации. Обычно он используется для мелко- и среднесерийного производства мелких и средних штампованных деталей.

2.3 Как выбрать винтовой пресс

Формула расчета для выбора тоннажа шнекового пресса выглядит следующим образом:

1)P= p/q=(64~73)F/q

В формуле:

  • P - тоннаж винтового пресса (KN);
  • p - Усилие деформации, необходимое для ковки в штампе (KN);
  • F-Формированная часть вместе с проецируемой областью вспышки (㎝2)
  • (64~73)- Коэффициент сложных поковок равен 73, а простых поковок - 64;.
  • q-q - коэффициент деформации, который можно разделить на ход и работу деформации в штамповке винтового пресса:.

① Для поковок, требующих большого хода деформации, деформации и деформационной работы при штамповке, значение q должно быть в пределах от 0,9 до 1,1.

② Для поковок, требующих меньшего хода деформации и работы по деформации при штамповке, значение q составляет 1,3.

③ Для поковок, которые требуют только небольшого хода деформации, но требуют большого усилия деформации для точного прессования, значение q равно 1,6.

2) P=(17.5~28)K-Fвсего(KN)

В формуле:

  • Fвсего-Общая проектная площадь поковок вместе со вспышкой (㎝2);
  • Коэффициент типа K-Steel (0,9 для низкоуглеродистой стали; 1 для среднеуглеродистой и низкоуглеродистой стали). углеродистая легированная сталь; 1,1 для среднеуглеродистой низколегированной стали; 1,25 для высоколегированной конструкционной стали);.
  • (17.5~28)- Коэффициент 28 используется при трудностях деформации (таких как деформация при экструзии, деформация краев вспышки и т.д.) и высокой производительности. В остальных случаях коэффициент принимается равным 17,5.

Приведенная выше формула применяется для расчета тоннажа оборудования, необходимого для двойного или тройного ковочного хода. Если требуется один ход ковки, расчет следует умножить на два.

3. Пресс для горячей штамповки

Пресс для горячей штамповки

3.1 Эксплуатационные характеристики

Характеристики штамповки на горячештамповочных прессах определяются конструкцией пресса. Она обладает следующими характерными особенностями:

Жесткость станины пресса горячей ковки и кривошипно-шатунного механизма высока, что приводит к минимальной упругой деформации во время работы и обеспечивает высокую точность получаемых поковок.

Ползун имеет дополнительную носовую структуру, увеличивающую длину направляющей и повышающую точность направления. Благодаря точному направлению и использованию комбинированного штампа с направляющим устройством прессы для горячей ковки способны производить поковки с более высокой точностью. Пазы каждой ступени выполнены на удобной вставке и закреплены на универсальной опалубке с помощью крепежных винтов, что исключает противодействие во время работы.

Рабочий ход пресса фиксированный, один шаг выполняется за один ход, предусмотрено автоматическое устройство выталкивания.

3.2 Возможность адаптации к другому кузнечно-прессовому оборудованию:

Пресс для горячей штамповки имеет определенный ход и работает на медленной скорости, что позволяет заготовке подвергнуться заданной деформации за один ход. Однако это приводит к значительной деформации в середине заготовки, в результате чего она легко течет в горизонтальном направлении и образует большую вспышку, что препятствует эффективному заполнению металлом глубоких канавок.

Кроме того, сгибание поковок более вероятно, чем забивка, особенно для поковок со сложной формой поперечного сечения.

Чтобы преодолеть эти трудности, необходимо использовать этап заготовки, чтобы приблизить заготовку к требуемой форме поковки, что требует тщательной разработки этапа штамповки. С другой стороны, ковочные молоты имеют большое количество ударов в минуту и могут регулировать вес молота в соответствии с требованиями к деформации заготовки. Это облегчает работу и штамповку поковок, таких как удлинение и прокатка.

Однако процессы длинной прокатки и вальцовки трудно осуществить на прессе для горячей ковки. Для длинных прутковых заготовок с большой разницей в поперечном сечении необходимо другое оборудование, например пневматические молоты, прокатная штамповка Для заготовки и растяжки/прокатки должны использоваться станки или машины для плоской штамповки.

Пресс для горячей ковки также сталкивается с трудностями при удалении оксидной окалины на поверхности заготовки, особенно на ее торцах, которая легко вдавливается в поверхность поковки.

Чтобы избежать этого, необходимо использовать электрический нагрев и другие методы нагрева без окисления. В прессе для горячей ковки используется комбинированный штамп с направляющим устройством, а канавки каждой ступени выполняются на удобных вставках.

Благодаря такой конструкции размер вставных штампов значительно меньше, чем молотов, что позволяет экономить материал пресс-формы и делает изготовление, использование и ремонт вставных пресс-форм гораздо более удобным.

3.3 Как выбрать пресс для горячей штамповки

Тоннаж пресса для горячей ковки определяется исходя из максимального сопротивления деформации в конце процесса ковки. Давление ковки (P) можно рассчитать по следующей эмпирической формуле:

P=(64~73)KF

В формуле:

  • F-Площадь проекции поковок с учетом мостиков вспышки (см.2);
  • Коэффициент типа K-стали (0,9 для низкоуглеродистой стали; 1 для среднеуглеродистой и низкоуглеродистой легированной стали; 1,1 для среднеуглеродистой низколегированной стали; 1,25 для высоколегированной конструкционной стали);

Для поковок с простой формой, большой круглой поверхностью, низкими и толстыми ребрами и толстой стенкой коэффициент сложности имеет небольшое значение, а для поковок наоборот.

Сравнительная таблица производительности ковочного пресса с тремя матрицами

Артикул

Паровой молотокВинтовой прессКривошипный пресс

Кузнечный молот

Скорость удара(м/с)4~70.6~0.80.3~0.74~6
Время холодного удара (мс)2~330~6030~602~3
Время формования (мс)5~1530~15080~1205~15
Частота ударов80~1006~1540~8080~110
ГибкостьХорошоПлохойПлохойХорошо
Коэффициент инвестирования11~242
АдаптацияРазнообразные мелкие партииЕдиничные детали в больших количествахЕдиничные детали в больших количествахРазнообразные мелкие партии
Сложность структурыСамый простойСреднееСамый сложныйПростой
Степень автоматизацииПлохойПлохойХорошоХорошо
Принцип ковкиМногократная формовка молотомФормирование одного удараФормирование статического давленияМногократная формовка молотом
Точность работыПлохойПлохойВысокийВысокий
Сравнение энергопотребления152~331

Эквивалентное соотношение трех штамповочных устройств

При выборе ковочного оборудования с аналогичными возможностями, соотношение между мощностями ковочного оборудования следующее: штамповочный молот 25KJ (1-тонный молот двойного действия) эквивалентен прессу горячей ковки 10 000 KN, который, в свою очередь, эквивалентен винтовому прессу 3 500 - 4 000 KN.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 1

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

6 комментариев к “Forging Press Selection: How to Calculate Tonnage for Optimal Results”

  1. ШРИКУМАР ЧАКРАБОРТИ

    Сэр,
    Гидравлический пресс мощностью 800 тонн может безопасно обрабатывать горячую штамповку легированных марок стали, таких как D2 (номинальный состав; C 1.55, Cr 11.5, Mo 0.80. V 0.90 S & P 0.035 max), размер входного 30 дюймов, т.е. 750 мм диам. слитка на выходе 350 мм круга при температуре ковки 1180 дг C.
    Буду благодарен получить мнение с вашей стороны - С уважением - Srikumar Chakraborty.

  2. Панкадж Кхандаре

    Как рассчитать тоннаж маховика для холодной ковки прутка 8 мм, после ковки диаметр прутка деформируется до 22 мм и толщина составляет 2 мм

  3. А.К.Мурали

    Сэр много работы вес мы можем сделать в фрикционный винтовой пресс мощность 300 тонн пресс

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх