Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 На вьшодных концах индукторов приварены клеммы для подключения токопроводов и штуцеры для подсоединения шлангов системы водяного охлаждения. Для повышения КПД нагрева магнитное поле индукторов концентрируется магнитопроводами, изготовленными из пластин трансформаторного железа. Температуру рабочей зоны контролируют термопарами. Для устранения воздействия магнитного поля, искажаюшего показания приборов, термопару экранируют металлическим корпусом и заземляют. В системе водяного охлаждения индукторов устанавливают сигнализатор падения давления (гидравлическое реле давления или электроконтактный манометр). При уменьшении давления до 15 МПа цепь управления разрывается и питание индукторов автоматически прекрашается. В конструкции штампового блока (см. рис. 3.53, а) габаритные размеры штампуемых деталей ограничены размерами окна 15 ддя загрузки и выгрузки заготовки. При штамповке крупногабаритных деталей применяют блоки с открытым разъемом и с подвижным индуктором 17, поднимаюшимся и опускающимся вместе с верхним штампом (см. рис. 3.53, б). Подобную конструкцию применяют также для низкотемпературной (температура нагрева штампов до 500 °С) изотермической штамповки. Конструктивная схема штампового блока с нагревом рабочей зоны элементами сопротивления показана на рис. 3.53, в. В отличие от вышеприведенных схем нагреватели сопротивления 18, 19 располагаются внутри теплоизолирующей системы. В качестве элементов сопротивления применяют проволочные нагреватели, карбидокремниевые стержни, пластины из жаропрочного никелевого сплава. Проволочные нагреватели вьшолняют из сплава, обладающего высоким омическим сопротивлением, например 0Х23Ю5ТА. Технические характеристики некоторых установок для изотермической штамповки приведены в табл. 3.16 и 3.17. 3.16. Характеристики установок для низкотемпературного изотермического деформирования
*1 в числителе указана высота нижней вставки, в знаменателе - верхней. *2 Указана установочная мощность. 3.17 Характеристии! установок для высокотемпературного изотермического деформирования
* в числителе указана высота нижней вставки, в знаменателе - верхней. Расчет установок изотермического деформирования проводят в три этапа: определяют тепловые потери нагревательного блока при работе в стационарном режиме; находят среднее термическое КПД и мощность, развиваемую установкой при разогреве штампа; рассчитывают электрические параметры силовой части. На первом этапе находят суммарную теплоотдачу Q от нагреваемого узла в окружающее пространство (под нагреваемым узлом понимается инструмент и находящиеся рядом с ним детали установки, расположенные на высоте, равной высоте нагревательных элементов). Она складывается из следующих основных составляющих: потери теплоты через опорные поверхности верхнего и нижнего штамподержателей и подштамповые плиты, через теплоизоляцию между штамподержате-лями и индукторами или через боковую теплоизоляцию, через периодически открываемое окно; потери конвекцией и теплоизлучением с зеркала штампов, если рассчитывается установка открытого типа; прочие потери, величина которых зависит от типа нагревательного блока и его конструкции. Термический КПД установки в режиме разогрева Gc{T-To) Л/-- 1 - ехр Gc{T-To)) где G - масса нагреваемого узла; с - средняя удельная теплоемкость нагреваемого металла; То и Г - начальная (к<1мнатная) и конечная температура нагреваемого узла; / - заданное время нагрева. Средняя полезная мощность при нагреве Gc{T-To) Средняя мощность, развиваемая в нагреваемом узле (с учетом тепловых потерь), P = PJa,. Используя значение мощности, проводят третий этап - электрический расчет, методика которого зависит от типа установки (с индукционным нагревом или нагревом электросопротивлением), в результате устанавливаются параметры нагреваемого узла (размеры индуктора или элементов сопротивления, коэффициент мощности, подводимое напряжение, ток и т.д.) и электрический КПД нагревателя Г1э. Полная мощность, подводимая к установке в режиме разогрева, Р =Р/Пэ. Мощность, потребляемая установкой в стационарном режиме, Д =С/Т1Э- Условия работы штампового инструмента для изотермической штамповки принципиально отличны от традиционных условий эксплуатации штампов для молотов, кривошипных и винтовых прессов. Основное отличие состоит в высокой, достигающей 1000 °С и более, рабочей температуры нагрева штампа. Небольшие скорости деформирования (как правило, до 2 мм/с) и часто применяемые выдержки под усилием деформирования в конце рабочего хода на 2 - 3 порядка увеличивают время нагружения штампа, что в сочетании с высокой температурой нагрева может приводить к пластической деформации инструмента. В то же время отсутствуют резкие тепловые колебания поверхностных слоев, что предотвращает появление разгарных трещин и позволяет многократно восстанавливать ручей штампа. Статический характер приложения деформирующей нагрузки не вызывает поломок штампов. Применяемые при изотермической штамповке эффективные защитно-смазочные покрытия резко уменьшают абразивное изнашивание ручья штампа. Габаритные размеры штампов должны соответствовать посадочным местам нагревательного блока установки для изотермического деформирования. Специфика процесса изотермического деформирования сказывается на конструкции штамповой оснастки. Нагрев штамповых вставок и примыкающих к ним деталей до высокой температуры затрудняет жесткое закрепление инструмента в штамповом блоке. Поэтому направляющие элементы целесообразно выполнять непосредственно в штамповых вставках. Размеры заусенечной канавки при изотермическом деформировании не имеют большого значения. При обычной штамповке заусенец создает сопротивление вытекающему металлу и способствует заполнению ручья. В изотермических условиях заусенец не оказывает существенного влияния на заполнение ручья, так как он не остывает, а трение в зоне заусенечного мостика при применении стеклянной смазки мало. Основным показателем работоспособности штампового материала при изотермической штамповке является отношение предела текучести материала штампа к напряжению течения деформируемого сплава при температуре деформации. При величине этого отношения, большем трех (даже при изготовлении поковок сложных форм), обеспечивается высокая стойкость штампа. Для изготовления штампов, применяемых при изотермическом деформировании, используют литейные и деформируемые жаропрочные сплавы, а также теплостойкие инструментальные стали. Рекомендуемые для обработки различных конструкционных материалов типовые марки сплавов для изготовления штампов приведены в табл 3.18. 3.18. Штамповые материалы для изотермического деформирования
* Для операций штамповки сплавов типа ВТ1-0, 0Т4-1, ВТ22 и для операций правки. При конструировании штампового инструмента для изотермической штамповки необходимо учитывать усадку, т.е. изменение размеров ручья штампа, компенсирующее уменьшение размеров поковки при ее остывании. Следует иметь в виду, что основные факторы, влияющие на усадку при обычной |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |