Учебник - КШО - Живов (Л.И. Живов, А.Г. Овчинников, Е.Н. Складчиков - Кузнечно-штамповочное оборудования)

Л.И. Живов, А.Г. Овчинников,Е.Н. СкладчиковКУЛИ 4110ШТАМ10ВОЧНОЕОБОРУДОВАНИЕПод редакцией Л.И. ЖивоваДопущено Министерством образования Российской Федерациив качестве учебника для студентов высших техническихучебных заведений, обучающихся по специальности«Машины и технология обработки металлов давлением»МоскваИздательство МГТУ им.

Н.Э. Баумана2006УДК 621.97(075.8)ББК 34.62Ж67Рецензенты: кафедра «Машины и технология обработки металлов давлени­ем» Московского государственного индустриального университета; д-р техн. наук,проф. А.Э. АртесЖ67Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков Е.Н.Кузнечно-штамповочное оборудование: Учебник для вузов / Под ред.

Л.И. Жи­вова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 560 с : ил.ISBN 5-7038-2804-ХВ учебнике представлены схемы, конструкции, основы и методы расчета кузнечноштамповочных машин различного технологического назначения; методы и средства авто­матизации проектирования, соответствующие достигнутому уровню развития этих машин,включая оптимизацию проектных решений.Содержание учебника соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУим. Н.Э. Баумана.Для студентов, обучающихся по специальности «Машины и технология обработкиметаллов давлением». Может быть полезен инженерно-техническим и научным работ­никам.УДК 621.97(075.8)ББК 34.62ISBN 5-7038-2804-ХО Л.И.

Живов, А.Г. Овчинников, Е.Н. Складчиков,2006.© Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Bayмана, 2006.ПредисловиеВ настоящее время после глубочайшего кризиса в стране происходит ожив­ление деятельности машиностроительных предприятий, возрастает потребностьв высококвалифицированных инженерно-технических специалистах. На основедостижений докризисного периода в области создания кузнечно-штамповочногооборудования и совершенствования способов автоматизированного проектиро­вания достигнуты определенные результаты: разработаны и внедрены кон­струкции прессов с вращающимся инструментом, предложены методикиавтоматизированного проектирования кузнечно-штамповочного оборудованияна основе динамических математических моделей в дополнение к кинетичес­ким.

Это нашло отражение в настоящем учебнике.Учебник предназначен для студентов технических университетов, изучаю­щих кузнечно-штамповочные машины. Большое внимание в нем уделено теориии расчетам указанных машин - как традиционным кинетостатическим: кинема­тическим, силовым, прочностным и энергетическим, так и современным автома­тизированным, базирующимся на динамических моделях. Такой подход авторымотивируют тем, что для применения автоматизированных методов необходимыпредварительные расчеты, чтобы обосновать выбор конструктивных схем, па­раметров и размеров деталей, узлов.Учебник написан с учетом многолетнего опыта преподавания курса«Кузнечно-штамповочное оборудование» в Московском государственномтехническом университете им. Н.Э.

Баумана и Московской государственнойакадемии приборостроения и информатики. Авторы выражают глубокую бла­годарность и признательность рецензентам - кафедре «Механика пластиче­ского деформирования» Тульского государственного университета, руково­димой д-ром техн.

наук, проф. С П . Яковлевым, а также д-ру техн. наук,проф. В.Н. Субичу, заведующему кафедрой «Машины и технология обработ­ки давлением» Московского государственного индустриального университе­та, сотрудникам Московского института стали и сплавов проф. А.Г. Кобелевуи доц. В.Т. Троицкому.Введение, главы 1-5, 11-20 написаны Л.И.Живовым; главы 6 - 1 0 ,21 - 2 4 - А.Г. Овчинниковым; главы 2 5 - 2 8 - Е.Н. Складчиковым.3ВведениеВ1.

Принцип действия и классификациякузнечно-штамповочных машинТиповая кузнечно-штамповочная машина (КШМ) состоит из трех главныхмеханизмов: двигательного (двигателя), передаточного (передачи) и исполни­тельного. Двигатель и передачу часто характеризуют термином «привод маши­ны». Если привод и исполнительный механизм, или, более правильно, рабочаямашина, представляют собой конструктивно раздельные устройства, то веськомплекс оборудования называют установкой.Общая классификация КШМ, предложенная проф. А.И.Зиминым, основанана характеристических признаках главных механизмов.Двигатель, воспринимая внешнюю энергию носителя, превращает ее в кине­тическую энергию передаточного и исполнительного механизмов или в потен­циальную энергию передаточного рабочего тела, создавая ее определенный уро­вень в машине. Характеристические признаки двигателя: вид носителя энергии,или рабочего тела, и тип привода.

В качестве носителя энергии, или рабочего тела,в двигательных механизмах современных КШМ применяют пар, газ, жидкость,взрывчатые вещества, горючие смеси и электричество. Привод может быть инди­видуальным или групповым, когда несколько рабочих машин получают дви­жение от одного двигателя.Основная характеристика передаточного механизма определяется способомосуществления связи исполнительного механизма с двигателем: жесткая механи­ческая связь или нежесткая связь при помощи рабочего тела (пар, газ, жидкость,электромагнитное поле).

В некоторых типах машин в период рабочего хода этасвязь прерывается.Трансформация кинетической или потенциальной энергии в механичес­кую работу пластического деформирования происходит при движении рабо­чих органов (ползуна, коромысла, траверсы, бабы, валков, роликов и т. п.)главных исполнительных механизмов.

Это движение характеризуется сле­дующими признаками:4В1. Принцип действия и классификация кузнечно-штамповочных машин1) способом отдачи накопленной энергии привода и исполнительного меха­низма обрабатываемому металлу;2) видом движения рабочего органа;3) характером изменения скорости рабочего органа в период рабочего хода;4) периодичностью воздействия рабочего органа на обрабатываемый металлво времени.Отдачу накопленной энергии обрабатываемому металлу осуществляют на­жимом или ударом. При нажиме квазистатическое силовое воздействие на ме­талл характеризуется относительно малыми изменениями во времени, и рабочийход измеряют секундами, десятыми и сотыми ее долями. При ударе динамичес­кое силовое воздействие на металл очень быстро изменяется, что приводит квозникновению колебательных процессов в КШМ и ее фундаменте. Рабочий ходпродолжается тысячные или еще меньшие доли секунды.

Скорость движениярабочего органа у машин квазистатического действия в начале рабочего хода непревышает 0,3...0,5 м/с; у машин динамического действия эта скорость как ми­нимум на один порядок выше.Рабочие органы КШМ могут совершать возвратно-поступательное прямо­линейное, качательное и вращательное движения. В зависимости от связей в пе­редачах изменение скорости рабочего органа в период рабочего хода можетбыть заданным в условиях жестких механических связей или произвольным,зависящим от субъективных факторов, при нежестких связях.Воздействие рабочего органа исполнительного механизма на обрабатывае­мый металл может быть периодическим или непрерывным.При периодическом воздействии время / , приходящееся на рабочий ход,составляет лишь доли от времени /дв х одного полного двойного хода возвратнопоступательного движения или времени tno одного полного оборота рабочегооргана.

В течение остального времени полезная работа не производится и рабо­чий орган совершает прямой холостой ход в направлении обрабатываемого ме­талла длительностью tux или возвращается в исходное положение - обратныйхолостой ход длительностью tox.При непрерывном воздействии металл обрабатывают в течение несколькихследующих один за другим оборотов исполнительного органа без разделенияхолостыми пробегами.Различают одно- и многопереходные технологии производства кованых иштампованных изделий. Примером первой является вырубка заготовок монет излиста, второй - горячая штамповка поковок типа шестерен на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП), включающая в себя осадку заготовки, пред­варительную и окончательную штамповки.При однопереходной обработке физико-механические процессы, совер­шающиеся в прессе, идентичны в каждом последующем ходе, при много5Кузнечно-штамповочное оборудование (машины)ПрессыМолотыРотационные машиныПаровоздушныеРотационно-ковочныеКривошипныеВысокоскоростныеРадиально-обжимныеВинтовыеПриводные— i —1МеханическиеГидравлическиеГидравлическиеРис.

В1. Классификация кузнечно-штамповочного оборудованияBL Принцип действия и классификация кузнечно-штамповочных машинпереходной обработке такой идентичности нет. Силы, действующие на дета­ли, расход энергии в приводе пресса на первом переходе существенно отли­чаются от таковых на последующих переходах. Только после завершающегоперехода - окончательной штамповки, удаления поковки из рабочей зоны,подачи следующей исходной заготовки и начала ее обработки - физикомеханические процессы во времени повторяются в той же последовательно­сти, которую называют технологическим циклом, а его длительность обознача­ют *ц (§ 4.1).Классификация кузнечно-штамповочного оборудования приведена нарис.

В1.Современная технология кузнечно-штамповочного производства включаетв себя ковку, горячую и холодную объемные штамповки, горячую и холоднуюлистовые штамповки, разделку и разрезку исходного металла. В соответст­вии с этим КШМ могут быть отнесены к тому или иному технологическомуклассу.Машины, аналогичные КШМ, применяют в других отраслях народногохозяйства: в металлургическом производстве для обработки металла; вэлектротехническом производстве и при производстве предметов шир­потреба для обработки неметаллических материалов, в том числе пласт­масс, и др.По технологическим возможностям КШМ подразделяют на три группы:универсальные (общего назначения), специализированные и специальные.Машины первой группы пригодны для выполнения большинства типовыхопераций данного технологического класса.

Так, на паровоздушном ковоч­ном молоте можно осуществить любую операцию ковки. Машины второйгруппы специализированы по виду технологии, например вытяжные кри­вошипные прессы. Специализацию машин третьей группы проводят нетолько в зависимости от технологии, но и от вида изготовляемой продук­ции, например брикетировочные прессы для штамповки брикетов из ме­таллической стружки.При исполнении любой технологии необходимо совершать вспомога­тельные движения, связанные с установкой и переносом обрабатываемогометалла или инструмента. В неавтоматизированной КШМ эти движенияосуществляют вручную или при помощи простых средств механизации.В автоматических КШМ все рабочие и вспомогательные движения соверша­ет машина.