3.13.4. Штампы для листовой штамповки

Штампы для листовой штамповки (рис. 3.59) состоят из блоков и пакетов.

Блоки содержат: нижнюю 1 и верхнюю 2 плиты, направляющие колонки 13 и втулки 14, не позволяющие вырубному 4 и пробивному 5 пуансонам смещаться относительно матриц 10. Пуансоны крепятся пуансонодержателем 6 к верхней плите, которая хвостовиком 3 вставляется в ползун пресса и прихватами прижимается к нему. Между пуансонами и плитой 2 часто ставится каленая прокладка во избежание смятия плиты при больших усилиях на пуансонах. Матрицы закреплены матрицедержателем 9. Боковое смещение заготовки 8 ограничивается направляющими планками 12. Заготовка (полоса) сталкивается с пуансона при его обратном ходе (вверх) жестким (в данном случае) съемником 7. Шаг подачи полосы выдерживается за счет неподвижного упора (в данном случае).

Рис. 3.59. Штамп для холодной штамповки:1- нижний штамп; 2- верхний штамп; 3 –хвостовик; 4 –пуансон вырубной; 5- пуансон пробивной; 6 – пуансонодержатель; 7 - съёмник; 8 – заготовка (полоса); 9 –матрицедержатель; 10 – матрицы; 11 – штифт - упор; 12 – планки направляющие; 13 – колонки направляющие; 14 – Втулка направляющая

В рассмотренном комбинированном последовательном штампе с ручной подачей последовательно выполняются пробивка отверстия и вырубка шайбы (комбинация пробивки и вырубки).

Совмещенные штампы позволяют добиться высокой точности относительного расположения внутреннего и наружного контура, так как операции штамповки в них выполняются на одной позиции, что обуславливает большую их сложность по сравнению с последовательными.

Простые штампы служат для выполнения одной операции, по которой они и называются: вырубные, гибочные, вытяжные.

Блоки штампов (рис. 3. 60) бывают: с задним (а), диагональным (б) и осевым (г) расположением колонок, а также многоколонные (в); первые три стандартизованы. Также стандартизованы заготовки деталей пакетов (д), включающих матрицу, планки направляющие, съемник, пуансон, пуансонодержатель, прокладку.

Рис. 3. 60 Типы блоков штампов для листовой штамповки

3.14. Прокатка

Прокатка— процесс, при котором заготовка под действием сил трения втягивается в зазор между вращающимися валками и пластически деформируется ими. Область применения прокатанного металла огромна: непосред­ственно в конструкциях (мостах, зданиях, железобетонных конст­рукциях, железнодорожных путях, станинах машин и т. д.), в ка­честве заготовки для изготовления деталей в механических цехах и заготовки для последующей ковки и штамповка.

3.14.1. Продукция прокатного производства. Форма поперечного сечения прокатанного изделия называется его профилем. Совокупность различных профилей разных размеров называется сортаментом. Сортамент прокатываемых профилей разделяют на четыре основные группы: сортовой прокат, листовой, трубы и специальные виды проката.

Профили сортового проката (рис.3.61, а) подразделяют на две группы: простой геометрической формы (квадрат, круг, шести­гранник, прямоугольник) и сложной — фасонной формы (швел­леры, двутавровые балки, рельсы, уголки и т. д.).

Цветные металлы и их сплавы прокатывают преимущественно на простые профили — круглый, квадратный, прямоугольный.

Рис.3.61 Профили сортового проката (а) и примеры периодического проката (б)

Листовой прокат из стали и цветных металлов используют в различных отраслях промышленности. В связи с этим листовую сталь, например, делят на электротехническую, судостроитель­ную, котельную, автолист (для изготовления деталей в автомо­бильной и тракторной промышленности), жесть для консервной промышленности и т. д. Кроме того, листовую сталь разделяют на тонколистовую (тол­щиной 0,2…4,0 мм) и толстолистовую (толщиной 4,0…160 мм). Листы толщиной менее 0,2 мм называют фоль­гой. Броневые плиты имеют толщину до 550 мм. Цветные металлы и сплавы прокатывают в виде листов и лент различных размеров и толщиной 0,2—25 мм.

Трубы стальные разделяют в основном на бесшовные диамет­ром 30—650 мм и сварные диаметром 10 — 1420 мм. Кроме того, стальные трубы различают по назначению.

В качестве примера специальных видов проката можно указать на колеса, кольца, зубчатые колеса, периодические профили и т. п. Периодические профили представляют собой заготовку, форма и площадь (рис.3.61, б) поперечного сечения которой периодически изменяется вдоль оси.

3.14.2. Схемы прокатки. Основными видами прокатки являются продольная, поперечная и поперечно-винтовая.

При продольной прокатке (рис. 3. 62, а) валки 1 вращаются в разные стороны; заготовка 2, получая поступательное движение, обжимается ими с уменьшением площади поперечного сечения и увеличением длины. Этим способом изготовляют около 90 % всей катаной продукции — заготовки, сортовой прокат, листы, полосы и ленты.

П

Рис. 3. 62Схемы прокатки

ри поперечной прокатке (рис. 3. 62, б) валки 1 вращаются в одну сторону. Прокатываемая между ними заготовка 2, получая вращательное движение, деформируется в поперечном направлении. Этим способом полу­чают, например, цилиндрические шестерни с накатанными зубьями, фасонные профили и другие изделия.

При поперечно-винтовой прокатке (рис. 3. 62, в) валки I расположены под углом друг к другу и вращаются в одну сторону. Прокатываемая между ними заготовка 2, получая одновременно вращательное и поступательное движения, втягивается в зазор между валками и деформируется ими. Этот способ применяют в производстве бесшовных труб, когда заготовка прошивается прошивнем 3 на неподвижной оправке, и периодических профилей, т. е. профилей с меняющимся по длине сечением.

3.14.2.Инструмент и оборудование для прокатки. Инструментом прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть гладкими (рис.3.63, а), применяемыми для прокатки листов, лент и т. п.; ступенчатыми, например, для прокатки полосовой стали, и ручьевыми (рис.3.63, б) для получения сортового проката. Ручьем называют вырез на боковой поверхности валка, а совокупность двух ручьев пары валков образует калибр. Калибры различают открытые и закрытые (рис.3.63, в). У открытых калибров линия разъема валков находится в пределах калибра, а у закрытых — вне его пределов. На каждой паре ручьевых валков обычно размещают несколько калибров. Валки состоят из бочки 1 (рабочая часть валка), шеек 2 (цапф) и трефы 3. Шейки валков вращаются в подшипниках устанавливаемых в станинах. В станине имеются нажимные механизмы для изменения расстояния между валками и регулирования взаимного расположения их осей. Комплект прокатных валков со станинами носит название рабочей клети 4 (рис.3.63, г). Крутящий момент от электродвигателя 8 через понижающий редуктор 7 пере­дается шестеренной клети 6, от зубчатых колес которой с помощью шпинделей 5 и муфт вращение передается на валки. Вследствие наличия шестеренной клети все валки рабочей клети являются ведущими.

Рис.3. 63.Инструмент и оборудование прокатки:

а) — гладкий валок; б) — ручьевой валок; в) — открытый и закрытый ка­либры; г) — схема прокатного стана

Совокупность привода, шестеренной клети, одной или несколь­ких рабочих клетей образует прокатный стан. Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и распо­ложению валков в рабочих клетях; по числу и расположению рабочих клетей; по их назначению.

По числу и расположению валков в рабочих клетях станы под­разделяют на станы дуо, многовалковые и универсальные.

Стан дуо имеет два валка (рис.3.64, а), которые вращаются либо в одном направлении (нереверсивные станы), либо в разных (реверсивные станы). Последнее позволяет пропускать обрабаты­ваемый металл в обе стороны.

Стан кварто (рис.3.64, б) имеет два рабочих и два опорных валка, расположенных один над другим. Приводными являются рабочие валки. Многовалковые станы: двенадцативалковые (рис.3.64, в) и двадцативалковые имеют такие только два рабочих валка, а все остальные являются опорными. Валки приводятся через промежуточные опорные валки. Такие конструкции станов позволяют применять рабочие валки малого диаметра, благодаря чему увеличивается вытяжка и снижается давление металла на валки.

Рис.3.64. Варианты расположения валков в рабочей клети: а – дуо; б –кварто; в – многовалковые; г - универсальные

Универсальные станы, кроме горизонтальных валков, имеют также и вертикальные, расположенные с одной или обеих сторон горизонтальных валков (рис.3.64, г).

По расположению рабочих клетей станы могут быть одноклетьевыми и многоклетьевыми с линейным или последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий (рис.4, а); в каждой линии все валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Последнее является существенным недостатком этих станов, так как препятствует значительному увеличению скорости прокатки по мере увеличения длины прокатываемой полосы. Поэтому в не­которых случаях для повышения производительности станов клети располагают в несколько линий с разной скоростью прокатки.

Производительность прокатки можно повысить последователь­ным расположением клетей в непрерывных станах (рис. 3.65). Привод рабочих клетей непрерывных станов может быть группо­вым, когда несколько клетей приводятся в движение от одного двигателя, или индивидуальным, когда каждая клеть имеет свой двигатель. В обоих случаях окружная скорость каждой последующей пары валков должна быть больше скорости предыдущей на строго определенную величину. На непрерывных станах можно прокатывать полосу с натяжением, что позволяет увеличить обжатия. Внедрение непрерывности всего процесса прокатки — одно из основных направлений технического прогресса в прокатном производстве.

Прокатные станы по назначению подразделяют на станы для производства полупродукта и станы для выпуска готового проката. К первым станам относятся обжимные станы (блюминги и слябинги) для прокатки слитков в полупродукт крупного сечения для последующей прокатки на сортовой или листовой металл и заготовочные для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов или слитков небольшой массы.

Рис.3.65 Схемы расположения рабочих клетей непрерывных станов: 1 — рабочие клети; 2 — шестеренные клети; 3 — двигатели

Станы для выпуска готового проката характеризуются видом выпускаемой продукции: рельсобалочные, сортовые, листопрокатные, трубопрокатные и станы для специальных видов проката. Размер блюмингов, слябингов, заготовочных, рельсобалочных и сортовых станов обусловливается диаметром бочки валков; размер листовых станов — длиной бочки, а размер трубопрокатных станов — наружным диаметром прокатываемых труб.