Кузнечный молот — разновидности и особенности

Кузнечный молот является машиной ударного действия, которая пластически деформирует нагретый до ковочных температур металл. Эти машины просты по своему составу и отличаются высокой ремонтной стойкостью, вследствие чего часто используются на предприятиях, занимающихся ковкой и горячей штамповкой.

Классификация и виды

В зависимости от типа применяемого энергоносителя различаются такие виды агрегатов:

1. Паровоздушный молот, используемый энергию перегретого пара.
2. Пневматический молот, энергоносителем которого выступает сжатый воздух.
3. Гидравлический молот, деформирующий заготовку силой потока рабочей жидкой среды (воды или масла).
4. Гидровинтовой молот, где, наряду с энергией жидкости применяется и механическая энергия.
5. Механический молот, для которого реализован принцип непосредственного преобразования энергии/работы.

Гидравлический молот

Паровоздушный молот

Пневматический молот

Разделение на виды производят и по технологическому назначению. Это определяет особенность конструкции молотов. Ковочный молот имеет отдельно стоящие стойки, а паровоздушный молот отличается исполнением стоек, соединённых с шаботом на крепёжных, подпружиненных деталях.

Принцип компоновки подобных молотов вертикальный. Немногочисленные варианты горизонтальных бесшаботных молотов — импакторов не очень популярны, из-за сложности удержания нагретой заготовки при обработке под давлением. Вместе с этим сотрясение грунта и фундамента значительно уменьшаются, что делает работу на подобном оборудовании комфортнее.

Конструктивные составляющие

По устройству типовой кузнечный молот имеет такие узлы:

• силовой цилиндр;
• шток;
• две боковые стойки;
• шабот;
• бабы;
• система управления.

В цилиндре происходит перераспределение создаваемого паром давления, с направлением потока энергоносителя в нижнюю полость, где жёстко связан шток. На противоположной части штока закреплена баба молота, совершающая возвратно-поступательные перемещения, деформируя материал. Кузнечный молот отличается наличием гладких бойков, а паровоздушный молот снабжается специальным инструментом — штампом.

Текущее позиционирование ведется специальными направляющими на боковых стойках с развитой поверхностью контакта. Аналогичные элементы есть и по боковым поверхностям бабы, из-за чего по нагретой болванке наносятся точные удары.

Шабот является большой и массивной чугунной деталью: по эксплуатационным соображениям масса шабота должна быть в 10 раз больше массы падающих частей. Для снижения вибраций шабот размещается глубоко в грунт, и устанавливается на виброгаситель, в качестве которого принимают большие дубовые доски квадратного сечения.

Последовательность действий

Ковочный молот имеет сложную систему управления, что требует от кузнеца максимальной производственной квалификации и хорошего опыта. Любой паровоздушный распределительный механизм функционирует в цикле холостого и рабочего качаний. Разница состоит в амплитуде колебания: в холостом цикле она составляет, в зависимости от мощности агрегата, 10-50 мм, а в рабочем определяется исходной высотой поковки. С каждым новым ударом параметр уменьшается, а металл охлаждается. Сила следующего воздействия должна быть большей, и это зависит только от угла поворота рычага, перекрывающего отверстия управляющего золотника.

Принцип работы молотов с двойным воздействием заключен в осуществлении таких действий:

1. Подъема до верхнего положения (но не до крайнего, потому что в этом случае можно выбить крышку цилиндра, размещенного на подцилиндровой плите).
2. Удержание на весу, когда на штамп ставится нагретая болванка.
3. Разгон вниз. Первый контакт с заготовкой происходит с небольшим количеством сжатого воздуха (если используется пневмомолот) или пара.
4. Подъём с верхней половинкой штампа вверх, и извлечение поковки из нижней полости (или её кантовки, когда горячее деформирование выполняется за несколько переходов).

Технология горячей штамповки состоит в нанесении по заготовке до 5-6 ударов, в зависимости от типа поковки и температуры металла. Конкретная схема деформирования выставляется в технологической карте операции.

Особенности применения молотов других типов

Пневматический молот, ставится в единичном количестве, и обычно снабжается индивидуальной компрессорной установкой. Пневмомолот не отличается большой массой падающих частей, а потому может использоваться для ковки мелких изделий. Обычно пневмомолот имеет С-образную станину, скрепляющуюся для жёсткости боковыми стойками. Штамповочная зона пневмомолота открыта с трех сторон, что позволяет легко проводить обслуживание.

Гидравлический молот имеет ограниченное применение. Часто используют гидравлические агрегаты в горячей листовой штамповке, при работе с малопластичными сплавами титана. Скорость движения штампа в гидравлических молотах меньше, что объясняется отличиями в показателях плотности масла/воды по сравнению с воздухом или паром. Гидравлический исполнительный механизм предполагает высокие требования к герметизации уплотнений, в остальном устройство принципиально не отличается от иных установок.

Механические приводы машин ударного действия — с ремнём, доской, либо рессорно-пружинный, которые встречаются редко, потому что в этом случае дополнительная энергия в зону деформации подвести будет сложно. Их устройство очень простое, но КПД мал.