Холодная объемная штамповка на автоматах

Ю. А. Миропольский

Машиностроение, 2001 г.

ВВЕДЕНИЕ

Переход от кризисного застойного состояния экономии России и прежде всего ее важнейшей отрасли - машиностроения, - когда рынок был заполнен продукцией импортного производства и экстенсивное использование богатейших природных ресурсов и человеческих возможностей только усугубляло создание кризисных ситуаций и полностью себя исчерпало, к интенсивному развитию возможен только путем кардинального улучшения качества выпускаемых изделий, повышения их технического уровня и конкурентоспособности.

В современном машиностроении ведущая роль принадлежит кузнечно-штамповочному производству, позволяющему наиболее успешно решать проблемы улучшения качества, характеризуемого следующими технико-экономическим и показателями: материало- и энергоемкостью, надежностью и производительностью, точностью, дизайном, безопасностью, экологичностью и комфортностью.

Наивысшими значениями показателей качества, большими резервами и перспективами дальнейшего их совершенствования обладают технологические процессы и автоматы для холодной объемной штамповки, позволяющее повышать коэффициент использования металла до 90 %, а во многих случаях - до 100 %, увеличивать в 1,8-2 раза и более прочность и надежность деталей, их точность, в десятки и сотни раз увеличивать производительность труда.

Совершенство показателей качества кузнечно-прессового оборудования (КПО) для холодной объемной штамповки и осуществляемых на них технологических процессов во многом определяется совершенством применяемых методов расчета и проектирования, развитием базы опытно-экспериментальных исследований, степенью приближенности теоретических разработок и исходных гипотез, допущений и предположений к реальным условиям производства изделий и эксплуатации КПО.

Кузнечно-штамповочное производство в целом и холодная объемная штамповка, в частности, получили интенсивное развитие в России в середине 50-х гт. XX в. после Великой Отечественной войны. К этому периоду уже сложились основы науки о деформациях и напряжениях и теории, ее составляющие и используемые в расчетах технологии обработки металлов давлением и кузнечно-прессовых машин (КПМ): упругих и пластических деформаций, сопротивления и прочности материалов и конструкций.

В основу науки о деформациях и напряжениях положена гипотеза об "идеализированном" статическом состоянии деформируемого тела, соответствующего установившемуся неизменному или почти неизменному состоянию системы, находящейся под действием квазистатической внешней нагрузки, почти не изменяющейся во времени.

Такая гипотеза и сопутствующие ей предположения и допущения позволили преодолеть трудности математического анализа технологических процессов и конструкций КПМ и создать научные основы теории обработки материалов давлением с получением приближенных практически приемлемых на современном этапе методов расчета энергосиловых параметров технологии и КПМ для обработки давлением.

В связи с постоянно возрастающими требованиями к техническому уровню и конкурентоспособности технологии обработки давлением КПМ приоритетными становятся задачи совершенствования научных основ в направлении перехода от идеализированных статических гипотез к реальному состоянию механической системы пресс-штамп-заготовка, элементы которой находятся, как и вся система в целом, в непрерывном неустойчивом движении, когда внешние нагрузки являются фактором не только сопротивления деформируемой заготовки пластическим деформациям, но и проявления динамических свойств КПМ (скорость и масса перемещающихся звеньев главного исполнительного механизма (ГИМ), их упругая податливость, зазоры в кинематических парах и трение сопрягаемых поверхностей).

Особенно ощутимо динамические факторы проявляются в технологических процессах холодной объемной штамповки, осуществляемых на быстроходных кривошипных прессах и автоматах, которые описаны в настоящем учебнике.

Автоматизированные технологические процессы холодной объемной штамповки являются наивысшей формой труда с минимальным участием человека. Создание и широкое внедрение автоматов во все отрасли машиностроения является средством получения изделий, отвечающих наивысшему уровню показателей качества.

Автоматом называется самоуправляющаяся технологическая машина, которая при осуществлении технологического процесса в заданной последовательности операций производит все рабочие и все вспомогательные ходы рабочего цикла обработки. При этом функции рабочего, обслуживающего автомат, сводятся к его контролю за работой.