eng
Выпуск #2/2025
А. М. Лазарь
Новый многофункциональный гидравлический пресс для пневмотермической формовки и изотермической штамповки
Новый многофункциональный гидравлический пресс для пневмотермической формовки и изотермической штамповки
Просмотры: 654
DOI: 10.22184/2499-9407.2025.39.2.14.16
Представлен гидравлический пресс с ЧПУ для пневмотермической формовки и изотермической штамповки ДА400.03 разработки СО «ПРЕССМАШ», предназначенный для получения деталей из титана и алюминия в режиме сверхпластичности. Описана и оригинальная конструкция сборной термокамеры, позволяющей повысить эффективность процесса обработки.
Представлен гидравлический пресс с ЧПУ для пневмотермической формовки и изотермической штамповки ДА400.03 разработки СО «ПРЕССМАШ», предназначенный для получения деталей из титана и алюминия в режиме сверхпластичности. Описана и оригинальная конструкция сборной термокамеры, позволяющей повысить эффективность процесса обработки.
Теги: hydraulic press isothermal stamping pneumothermal forming processing of titanium and aluminium superplasticity гидравлический пресс изотермическая штамповка обработка титана и алюминия пневмотермическая формовка сверхпластичность
Новый многофункциональный гидравлический пресс для пневмотермической формовки и изотермической штамповки
А. М. Лазарь
Представлен гидравлический пресс с ЧПУ для пневмотермической формовки и изотермической штамповки ДА400.03 разработки СО «ПРЕССМАШ», предназначенный для получения деталей из титана и алюминия в режиме сверхпластичности. Описана оригинальная конструкция сборной термокамеры, позволяющей повысить энергоэффективность процесса обработки.
В 2023 году СО «ПРЕССМАШ» заключило договор на поставку гидравлического пресса для пневмотермической формовки и изотермической штамповки с числовым программным управлением (ЧПУ) модели ДА400.03 (рис. 1) для ведущего предприятия оборонно-промышленного комплекса России. Поставка оборудования состоялась в 2024 году. Затем проведены работы по отработке технологии заказчика и успешно получены тестовые партии изделий.
В процессе разработки гидравлического пресса для пневмотермической формовки и изотермической штамповки с ЧПУ модели ДА400.03 возникла проблема отсутствия на территории Российской Федерации термоизоляционных материалов, соответствующих требованиям высокотемпературной эксплуатации (свыше 900 °C). Эта задача была успешно решена путем применения высокотемпературного термоизоляционного материала для камеры пресса. Реализация данного проекта способствовала возрождению утраченных технологий и позволила создать оборудование, превосходящее зарубежные аналоги по техническим характеристикам.
Гидравлический пресс для пневмотермической формовки и изотермической штамповки модели ДА400.03 с ЧПУ (рис. 2) предназначен для получения титановых и алюминиевых деталей из материала толщиной до 5 мм в режиме сверхпластичности.
Особенностью пресса является его многофункциональность и оригинальная конструкция термокамеры (рис. 3). Нагрев в термокамере происходит до температуры свыше 1 000 °C. Конструкция сборной термокамеры позволяет эффективно сохранять в ней тепло, что очень важно для достижения энергоэффективности процесса.
При изотермической штамповке заготовка и штамп нагреваются до одинаковой температуры. Это позволяет материалу деформироваться в узком диапазоне температур. Метод эффективен для сплавов, которые требуют точного контроля температуры и не допускают больших скоростей деформации.
Верхняя плита нагревательной камеры приводится в движение гидравлическим цилиндром. Боковые стенки не испытывают давления. Они разборные, имеют модульную конструкцию. А нижняя плита (рис. 4) может быть выдвинута из нагревательной камеры вместе с выдвижным столом. Это удобно для загрузки и выгрузки деталей.
Изоляционные плиты изготовлены из жаропрочного композиционного материала, выдерживающего силовые нагрузки при высоких температурах.
Вся нагрузка передается на станину пресса равномерно без заклиниваний и перекосов.
Камера пресса позволяет проводить прессование сплавов магния, алюминия и титана при высоких температурах.
Благодаря более равномерной структуре материала повышается надежность и ресурс изделий. Технология применима в авиастроении, ракетостроении и производстве космических летательных аппаратов.
Уникальность данного проекта в том, что поставленный комплекс объединяет в себе две технологии: горячее и сверхпластичное формование (СПФ).
В процессе горячей формовки как инструмент, так и заготовка предварительно нагреваются до 1100 °C, что повышает пластичность и относительное удлинение материала. Использование нагрева позволяет деформировать высокопрочные материалы при значительно меньших тоннажах, по сравнению с холодной формовкой, без риска образования трещин, пружинения или остаточных напряжений.
В процессе СПФ используются экстремальные температуры в сочетании с аргоном или азотом под давлением для придания высокопрочным сплавам сложной формы за один прием. Во время цикла СПФ предварительно нагретый материал заготовки зажимается между пресс-формой и плитой. Газ, подаваемый через пресс-форму в формовочную камеру, вдавливает заготовку в пресс-форму. Получаемые в результате детали имеют прекрасные характеристики поверхности и форму, близкую к заданной, что исключает необходимость во вторичной обработке поверхности.
В прессе совмещен функционал двух технологий. Пресс оснащен 3‑канальным воздушным контуром контроля давления газовой среды. Управление давлением газа осуществляется по программе с непрерывной кривой по времени. Рампа работает в двух режимах: ручном и автоматическом. Для алюминия система работает на подачу азота, для титановых сплавов – аргона. Подача газа полностью контролируется с панели оператора.
Функционал комплекса достигнут за счет применения:
гидравлического привода с пропорциональной гидравликой;
системы электрического нагрева с многозонным (10 зон) регулированием температуры для обеспечения равномерности по всей поверхности плиты;
контролируемого повышения давления;
точного регулирования расхода газа за счет серво-редукторов;
выдвижного стола для упрощенной загрузки и выгрузки оснастки и деталей;
автоматической изолированной дверной системы камеры, которая обеспечивает максимальную тепловую эффективность и простоту загрузки и выгрузки;
пневматической системы открытия шибера для повышения энергоэффективности и снижения шума;
системы сбора данных и управления на базе ПЛК Omron;
удаленной поддержки и открытого программного кода собственного ПО;
активного управления выравниванием температуры с системой самообучения и памятью выхода на заданные температуры;
системы мониторинга состояния пресса, включая профилактическое обслуживание;
промышленного чиллера охлаждения для создания правильной среды эксплуатации оборудования;
компетенций в области жаропрочных сплавов, из которых изготавливается оснастка для изотермической штамповки и горячего формования.
За счет внедрения вышеописанных систем удалось снизить трудоемкость получения изделий. До внедрения пресса (рис. 5) в технологический процесс заказчика заготовка изготавливалась за 9 ч, с обязательным остыванием в печи вместе с печью. После ввода пресса в эксплуатацию изделие изготавливается за 17 мин.
СО «ПРЕССМАШ» приглашает к сотрудничеству и предлагает свои инновационные решения для отечественной промышленности. Мы объединяем лучший опыт и новейшие разработки в области кузнечно-прессового оборудования.
Автор
Лазарь Андрей Михайлович – генеральный директор, СО «ПРЕССМАШ», Москва
А. М. Лазарь
Представлен гидравлический пресс с ЧПУ для пневмотермической формовки и изотермической штамповки ДА400.03 разработки СО «ПРЕССМАШ», предназначенный для получения деталей из титана и алюминия в режиме сверхпластичности. Описана оригинальная конструкция сборной термокамеры, позволяющей повысить энергоэффективность процесса обработки.
В 2023 году СО «ПРЕССМАШ» заключило договор на поставку гидравлического пресса для пневмотермической формовки и изотермической штамповки с числовым программным управлением (ЧПУ) модели ДА400.03 (рис. 1) для ведущего предприятия оборонно-промышленного комплекса России. Поставка оборудования состоялась в 2024 году. Затем проведены работы по отработке технологии заказчика и успешно получены тестовые партии изделий.
В процессе разработки гидравлического пресса для пневмотермической формовки и изотермической штамповки с ЧПУ модели ДА400.03 возникла проблема отсутствия на территории Российской Федерации термоизоляционных материалов, соответствующих требованиям высокотемпературной эксплуатации (свыше 900 °C). Эта задача была успешно решена путем применения высокотемпературного термоизоляционного материала для камеры пресса. Реализация данного проекта способствовала возрождению утраченных технологий и позволила создать оборудование, превосходящее зарубежные аналоги по техническим характеристикам.
Гидравлический пресс для пневмотермической формовки и изотермической штамповки модели ДА400.03 с ЧПУ (рис. 2) предназначен для получения титановых и алюминиевых деталей из материала толщиной до 5 мм в режиме сверхпластичности.
Особенностью пресса является его многофункциональность и оригинальная конструкция термокамеры (рис. 3). Нагрев в термокамере происходит до температуры свыше 1 000 °C. Конструкция сборной термокамеры позволяет эффективно сохранять в ней тепло, что очень важно для достижения энергоэффективности процесса.
При изотермической штамповке заготовка и штамп нагреваются до одинаковой температуры. Это позволяет материалу деформироваться в узком диапазоне температур. Метод эффективен для сплавов, которые требуют точного контроля температуры и не допускают больших скоростей деформации.
Верхняя плита нагревательной камеры приводится в движение гидравлическим цилиндром. Боковые стенки не испытывают давления. Они разборные, имеют модульную конструкцию. А нижняя плита (рис. 4) может быть выдвинута из нагревательной камеры вместе с выдвижным столом. Это удобно для загрузки и выгрузки деталей.
Изоляционные плиты изготовлены из жаропрочного композиционного материала, выдерживающего силовые нагрузки при высоких температурах.
Вся нагрузка передается на станину пресса равномерно без заклиниваний и перекосов.
Камера пресса позволяет проводить прессование сплавов магния, алюминия и титана при высоких температурах.
Благодаря более равномерной структуре материала повышается надежность и ресурс изделий. Технология применима в авиастроении, ракетостроении и производстве космических летательных аппаратов.
Уникальность данного проекта в том, что поставленный комплекс объединяет в себе две технологии: горячее и сверхпластичное формование (СПФ).
В процессе горячей формовки как инструмент, так и заготовка предварительно нагреваются до 1100 °C, что повышает пластичность и относительное удлинение материала. Использование нагрева позволяет деформировать высокопрочные материалы при значительно меньших тоннажах, по сравнению с холодной формовкой, без риска образования трещин, пружинения или остаточных напряжений.
В процессе СПФ используются экстремальные температуры в сочетании с аргоном или азотом под давлением для придания высокопрочным сплавам сложной формы за один прием. Во время цикла СПФ предварительно нагретый материал заготовки зажимается между пресс-формой и плитой. Газ, подаваемый через пресс-форму в формовочную камеру, вдавливает заготовку в пресс-форму. Получаемые в результате детали имеют прекрасные характеристики поверхности и форму, близкую к заданной, что исключает необходимость во вторичной обработке поверхности.
В прессе совмещен функционал двух технологий. Пресс оснащен 3‑канальным воздушным контуром контроля давления газовой среды. Управление давлением газа осуществляется по программе с непрерывной кривой по времени. Рампа работает в двух режимах: ручном и автоматическом. Для алюминия система работает на подачу азота, для титановых сплавов – аргона. Подача газа полностью контролируется с панели оператора.
Функционал комплекса достигнут за счет применения:
гидравлического привода с пропорциональной гидравликой;
системы электрического нагрева с многозонным (10 зон) регулированием температуры для обеспечения равномерности по всей поверхности плиты;
контролируемого повышения давления;
точного регулирования расхода газа за счет серво-редукторов;
выдвижного стола для упрощенной загрузки и выгрузки оснастки и деталей;
автоматической изолированной дверной системы камеры, которая обеспечивает максимальную тепловую эффективность и простоту загрузки и выгрузки;
пневматической системы открытия шибера для повышения энергоэффективности и снижения шума;
системы сбора данных и управления на базе ПЛК Omron;
удаленной поддержки и открытого программного кода собственного ПО;
активного управления выравниванием температуры с системой самообучения и памятью выхода на заданные температуры;
системы мониторинга состояния пресса, включая профилактическое обслуживание;
промышленного чиллера охлаждения для создания правильной среды эксплуатации оборудования;
компетенций в области жаропрочных сплавов, из которых изготавливается оснастка для изотермической штамповки и горячего формования.
За счет внедрения вышеописанных систем удалось снизить трудоемкость получения изделий. До внедрения пресса (рис. 5) в технологический процесс заказчика заготовка изготавливалась за 9 ч, с обязательным остыванием в печи вместе с печью. После ввода пресса в эксплуатацию изделие изготавливается за 17 мин.
СО «ПРЕССМАШ» приглашает к сотрудничеству и предлагает свои инновационные решения для отечественной промышленности. Мы объединяем лучший опыт и новейшие разработки в области кузнечно-прессового оборудования.
Автор
Лазарь Андрей Михайлович – генеральный директор, СО «ПРЕССМАШ», Москва
Отзывы читателей
