Устаткування для гарячого об’ємного штампування
Основним видом штампувальних молотів є пароповітряні штампувальні молоти.
Пароповітряні штампувальні молоти будують із масою падаючих частин 630-25 000 кг.
На молотах штампують поковки різноманітних форм переважно у багатострумових відкритих штампах. Оскільки хід молота нежорсткий, штамп конструюють так, щоб при останньому ударі половинки його зімкнулися по площині зіткнення. На молоті зазвичай штампують за кілька (3-5) ударів. Після кожного удару баба молота йде вгору, і в процесі деформування настає перерва. Це призводить до того, що частина поковки, що деформується у верхньому штампі, охолоджується менш інтенсивно ніж нижня частина поковки. Тому на молотах верхня порожнина штампу заповнюється металом краще ніж нижня. Течія металу полегшується завдяки тому, що після кожного удару окалина відвалюється від поверхні заготівлі і видмухується стиснутим повітрям зі штампу.
У безшаботних пароповітряних молотів шабот замінено рухомою бабою, з'єднаною з верхньою бабою механічним або гідравлічним зв'язком. При зіткненні верхньої та нижньої баб розвивається значна енергія (до 1 МДж), що дозволяє штампувати на цих молотах великі поковки переважно в одноручкових штампах (через рухливість обох штампів багаторучне штампування на них утруднене).
Кінематична схема кривошипного гарячештампувального преса наведена на рис.2. Електродвигун 4 передає рух клиновими ременями на шків 3, що сидить на приймальному (проміжному) валу 5, на іншому кінці якого закріплено мале зубчасте колесо 6. Це колесо знаходиться в зачепленні з великим зубчастим колесом 7, вільно обертається на кривошипному валу 9. фрикційної дискової муфти 8зубчасте колесо 7 може бути зчеплене з кривошипним валом 9; тоді останній прийде у обертання. За допомогою шатуна 10 обертання кривошипного валу перетворюється на зворотно-поступальний рух повзуна 1.
Для зупинки обертання кривошипного валу після вимкнення муфти служить гальмо 2. Стіл преса 11 встановлений на похилій поверхні, може переміщатися клином 12 і тим самим у незначних межах регулювати висоту штампового простору. Для полегшення видалення поковки зі штампу преси мають виштовхувач у столі та повзуні. Виштовхувача спрацьовують під час повзуна вгору.
Мал. 2. Кінематична схема кривошипного гарячештампувального преса
Кривошипні преси мають постійний хід, рівних подвоєному радіусу кривошипу. Тому в кожному струмку штампують за один хід преса, і продуктивність штампування на пресах вища, ніж на молотах. Наявність постійного ходу призводить до більшої точності поковок по висоті, а висока жорсткість конструкції преса, відсутність ударів і струсу роблять можливим застосування направляючих колонок у штампів, що практично виключає зсув. Штампувальні ухили у поковок також менше, так як на пресах передбачені виштовхувача. При штампуванні на кривошипних пресах є більші можливості для механізації та автоматизації процесу, ніж при штампуванні на молотах.
Заготівля перед штампуванням на пресі має бути повністю очищена від окалини, оскільки деформація відбувається за один хід преса; за наявності окалини вона заштампується в поверхню поковки.
Визначення зусилля, необхідного для штампування на кривошипному гарячештампувальному пресі, має важливе значення, так як при недостатньому зусиллі преса може статися його поломка. Існують аналітичні експериментально перевіреніформули визначення зусилля штампування з достатнім ступенем точності.
Завдяки наявності виштовхувачів на пресах зручно штампувати у закритих штампах видавлюванням та прошивкою. Кривошипні гарячештампувальні преси будують зусиллям 6,3-100 МН; такі преси успішно замінюють штампувальні молоти з масою падаючих частин 0,63-10 т.
Горизонтально-кувальні машини мають штампи, що складаються з трьох частин (рис.3): нерухомої матриці 3, рухомий матриці 5 і пуансона 1, що розмикаються у двох взаємно перпендикулярних площинах. Пруток 4 з нагрітою ділянкою на його кінці закладають у нерухому матрицю 3. Положення кінця прутка визначається упором 2. При включенні машини рухома матриця 5 притискає пруток до нерухомої матриці, упор 2 автоматично відходить убік, і тільки після цього пуансон 1 стикається з виступаючою частиною прутка та деформує її. Метал при цьому заповнює формуючу порожнину в матрицях, розташовану попереду затискної частини. Формуюча порожнина може перебувати у матриці, а й у матриці і пуансоні, і навіть лише у пуансоне.
Після закінчення деформування пуансон рухається у зворотному напрямку, виходячи із порожнини матриць; матриці розтискаються, і деформовану заготовку виймають або випадає з них. Штампування на горизонтально-кінцевій машині можна виконувати на кілька переходів в окремих струмках, осі яких розташовані одна над одною. Кожен перехід здійснюється за один робочий хід машини.
Горизонтально-кувальні машини створюють зусилля на головному повзуні до 31,5 МН.
Основні операції при штампуванні на горизонтально-кувальних машинах - висадка (рис.3, а, б), прошивка (рис. 3, в) та пробивка (рис. 3, г).
Рис.3. Схеми основних операцій при штампуванні
нагоризонтально-кувальною машиною
Незалежно від конфігурації порожнини пуансона або матриці за один перехід можна висадити виступає із затискної частини матриці кінець дроту тільки в тому випадку, якщо довжина його не перевищує трьох діаметрів. За більшої довжини можливий вигин заготовки.
На горизонтально-коночних машинах в основному штампують поковки типу стрижня з фланцем, кільцем або склянкою. Так як штамп складається з трьох частин, напуски на поковках та штампувальні ухили малі або відсутні.
Вихідним матеріалом для штампування на горизонтально-кувальних машинах зазвичай служить прокат круглого перерізу.
Точність поковок і продуктивність штампування не нижче, ніж у разі використання кривошипних гарячештампувальних пресів. Незважаючи на вказані переваги горизонтально-кувальні машини менш універсальні (порівняно з молотами та пресами), мають більш високу вартість.