Качество про­дукции машиностроения зависит от качества изготавли­ваемых деталей, которое определяется, прежде всего, заготовительными производствами, в том числе, для ответственных деталей, ковкой или горячей штамповкой, которая получила наибольшее развитие в отраслях массового и крупносерийного производства, потребляющих более 60% штампованных поковок.

В производстве штампованных поковок повышенной точ­ности ведущую роль играют кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП), которые имеют устойчивую тенденцию к увеличению мощности. Воронежский завод тяжелых механических прессов выпускает КГШП различной номинальной силы. В послед­ние годы большие работы были проведены по проектиро­ванию и изготовлению мощных КГШП с номинальной силой 80 МН и 125 МН.

Масштабы промышленного внедрения КГШП нового поколения производства ОАО «Тяжмехпресс» характеризуется статистическими данными об объемах, структуре и географии поставок этих машин, осуществленных в период 1985—2006г. Сопоставление этих данных с имеющими сведениями о поставках КГШП зарубежными производителями свидетельствует о том, что в рассматриваемый период ТМП стал безусловным лидером по количеству поставленных машин, которое составило:

• у ТМП за период 1885—2006 гг. около 570 единицы (на экспорт более 50%);
• у германской фирмы SMS Eumuco немногим более 500 единиц за последние 40 лет;
• у японской фирмы Sumitоmо Heavy Industries немногим более 100 единиц за последние 35 лет;
• у американской фирмы National Machinery около 500 единиц за период с 1950 по конец 80-годов, когда фирма была вынуждена отказаться от производства КГШП;
• у германской фирмы Hasenclever около 200 единиц с 1950 по 1995 год.

В области тяжелых кривошипных горячештамповочных прессов (силой 40МН и более) преимущество ТМП еще более ощутимо, ибо их доля в количественном выпуске у ТМП в 1,5—2 раза выше, а как для производителя уникальных машин (силой свыше 80МН) конкурентов у ТМП нет.

Показательно, что 87% экспортировавшихся КГШП составляют машины, поставленные в промышленно развитые страны, обладающие наиболее совершенной кузнечной индустрией с высоким уровнем требований к технологии и оборудованию.

Создание и совершенствование этих прессов потребовало про­ведения исследовательских и опытно-конструкторских работ в следующих основных направлениях:

• обеспечение прочности базовых деталей;
• достижение необходимой жесткости системы пресс-штамп;
• динамическая устойчивость машины;
• рациональная технология изготовления крупно­габаритных базовых деталей прессов.

В настоящее время целью работ ОАО «Тяжмехпресс» является создание кривошипного горячештамповочного пресса номинальной силой 160 МН и на его базе автоматической линии по производству коленчатых валов и балок передней оси с максимальной массой заготовки до 200 кг, длиной свыше 2300 мм и работой технологической операции до 2800 кдж.

Основные конструктивные особенности КГШП ОАО «Тяжмехпресс»:

1. Прессы усилием 10, 16 и 25 МН выполнены без промежуточных валов (без зубчатых передач).
2. Эксцентриковые валы всех прессов разгружены от масс маховиков. Маховики сидят на специальных втулках, закрепленных на станине.
3. Двухшатунная подвеска ползуна и жесткость прессов на уровне современных импортных образцов, позволяют получать поковки повышенной точности.
4. Ползуны прессов прямоугольные, рамной конструкции, уравновешиваемые двумя уравновешивателями.
5. Обеспечение необходимой затяжки станины и вывод пресса из распора осуществляется специальными гидравлическими гайками, установленными на стяжных шпильках сверху пресса.
6. Эксцентриковый механизм регулировки штамповой высоты перенесен на ползун, выполнен с электроприводом или гидромотором и имеет точность отсчета до 0,1 мм.
7. Все подшипники привода и исполнительного механизма смазываются непрерывно жидкой смазкой с помощью централизованной однолинейной системы смазки типа Trabon, гарантирующей дозированную подачу смазки в каждую точку подвода.
8. Имеет место двухступенчатое, безударное включение муфты.
9. Указатель усилия штамповки с цифровым отсчетом или с компьютерной обработкой сигнала и его запоминанием.
10. Прессы оснащаются системой непрерывного мониторинга, позволяющего эффективно контролировать температуру подшипников, работу системы смазки, нагрузку электродвигателя, усилие штамповки и т. д.

К настоящему времени кузницы мира располагают 17-ью КГШП номинальной силой 110, 120, 125 и 160 МН и 27 КГШП номинальной силой 80МН. Создание столь крупных КГШП осуществлялось в основном в странах с высокоразвитым тяжелым машиностроением (США, Японии, Германии, России) на предприятиях, располагающих достаточно мощным научно-техническим и производственным потенциалом.

Тяжелые КГШП служат для производства крупных поковок массой примерно 50…150 кг, типовыми представителями которых в области автомобилестроения могут служить коленчатые валы двигателей, балки передней оси грузовых автомобилей и трубопроводные фланцы.

Поскольку манипулирование столь тяжелыми поковками вручную крайне затруднительно, прессы подобных сил являются, как правило, основным штамповочным агрегатом механизированных или автоматизированных комплексов и прессовых линий. Такие линии, содержащие, кроме горячештамповочного пресса, ковочные вальцы, обрезной, выкрутной и калибровочный прессы, промышленные роботы, средства межпрессового транспорта, систему технологической смазки штампов, устройство выкатывания штампа, его для раскрытия и разворота верхней половины и другое оборудование, изготавливаются и поставляются ТМП комплектно.

Следует отметить, что современный уровень горячештамповочного производства характерен стремлением к достижению высокой гибкости изготовления поковок, которая должна обеспечивать быстрое реагирование на меняющиеся требования рынка, связанные в настоящее время с увеличивающейся серийностью их производства, с одной стороны, и с поэтапной поставкой поковок малыми партиями, обусловленной основными потребителями поковок, с другой. В этих условиях полная автоматизация горячештамповочного оборудования далеко не всегда оказывается экономически эффективной.

В ряде случаев (при производстве малых серий или сравнительно крупных серий малыми партиями) представляет интерес частичная автоматизация процесса, при которой автоматизируются операции, не требующие трудоемких работ при переналадке (нагрев, подача заготовок на первую позицию инструмента, удаление готовых поковок), а манипулирование поковкой при предварительной и окончательной штамповке осуществляется вручную или посредством устройств, управляемых оператором. При этом достигается определенное повышение производительности по сравнению с неавтоматизированной работой за счет облегчения труда оператора и принудительного поддержания стабильного темпа работы, а также существенное сокращение инвестиционных затрат (по сравнению с системами полной автоматизации). В пользу такого метода автоматизации говорят и практически неограниченный спектр изготавливаемых поковок и фактически достигаемая в настоящее время степень использования горячештамповочных установок, составляющая в среднем 60…65% у полностью автоматизированных и более 80% — у автоматизированных частично.

Поэтому уровень автоматизации горячештамповочных прессов ТМП варьируется в широких пределах от простейших устройств для подачи заготовок на первую позицию штамповки и до полностью автоматизированных комплектных установок, а его оптимальная величина в каждом конкретном случае определяется только в процессе совместной работы с заказчиком, в зависимости от производственных условий последнего.

Поскольку методы горячей штамповки базируются на крайне негибком принципе, в соответствии с которым посредством специально изготовленного инструмента (как правило, весьма трудоемкого) может производиться только определенная поковка, под гибкостью в области горячей штамповки следует понимать сведение к минимуму затрат труда и, главное, времени на переналадку всего оборудования технологической цепи при переходе от изготовления одной поковки к производству другой без какого-либо негативного влияния на качество поковок. Иными словами, гибкость горячештамповочного производства обеспечивается соответствующими концепциями комплектных горячештамповочных установок, в которых заложено использование наиболее подходящих для этих концепций вариантов известных методов горячей штамповки.

Как при решении вопросов автоматизации, так и при решении вопросов переналадки тяжелого горячештамповочного оборудования ТМП созданы соответствующие системы от гидравлической руки с ручным управлением для смены инструмента пресса 80 МН (фирма Ulma, Испания) и до автоматизированного участка смены, сборки и разборки штампов в линии с прессом 125 МН (фирма Forge de Monterrey, Мексика, фирма Corea Flange, Корея).

Обеспечение высокого качества поковок требует строгой воспроизводимости технологических процессов, которая при горячей штамповке подразумевает стабильность температурного режима поковки и инструмента. Здесь важнейшую роль играют многоуровневые системы программного управления всеми элементами горячештамповочной установки. Потребитель получает от ТМП не только высоконадежные системы управления, но и все необходимое для них программное обеспечение, разрабатываемое специалистами ТМП применительно к конкретным производственным условиям каждого потребителя.

Эффективность работы горячештамповочных комплексов и линий зависима не только от качества работы оборудования, но и в значительной степени от совершенства используемых потребителем технологических процессов горячей штамповки. Оптимизация и отработка этих процессов, осуществляемая при помощи моделирования на базе современных компьютерных технологий, также входит в объем услуг, предоставляемых ТМП.

Высокая конкурентоспособность современных горячештамповочных прессов ТМП и, особенно, тяжелых машин, является наиболее объективным показателем совершенства используемых конструктивных решений, методов расчета и экспериментальных исследований.

В целом, базируясь на результатах промышленного внедрения и принимая во внимание, что кривошипные горячештамповочные прессы являются основным и наиболее эффективным видом горячештамповочного оборудования для серийного изготовления высококачественных поставок, КГШП ОАО «Тяжмехпресс» нового поколения правомерно рассматривать как техническую основу совершенствования и развития кузнечно-штамповочного производства в современных условиях и в обозримой перспективе.

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!