Что такое штамповка металла и ее виды

Штамповка листового металла (горячая и холодная): виды, оборудование

Одним из направлений деятельности компании является проектирование и производство штампов, пресс-форм и технологической оснастки. Станкостроительное Объединение ”ПРЕССМАШ” предлагает услуги по проектированию штампов холодной листовой штамповки

, включая крупные штампы для кузовных деталей автомобильной промышленности.

Проектирование штампов начинается с предоставления Вами исходной информации, которая может быть в виде:

• математической модели детали, импортируемой из любой 3D CAD системы;

• чертежа детали — в этом случае наши специалисты построят ее трехмерную модель;

Исходя из полученной информации, мы предлагаем услуги по изготовлению штампов

, пресс-форм и ремонту изготовленной нами продукции. При разработке конструкции штампа компания предъявляет высокие требования по технологичности, стойкости, прочности, надежности конструкции штампа и крепления детали. А возможность быстрой замены изношенной детали, удобной загрузки заготовки в штамп и легкого удаления отхода обеспечит безопасность работы и экономичность изготовления деталей.

Наша компания проектирует и изготавливает все виды штампов для холодной штамповки:

– штампы для отрезания, вырубки, пробивки, надрезания, обрезания, зачистки,

– штампы для гибки, формовки, вытяжки, объемной штамповки,

– штампы многопозиционные, совмещенные,

– штампы для автоматической штамповки металла на штамповочных комплексах.

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Обработка деталей из листового металла – это процесс получения деталей необходимой формы и определенного размера. Работа по формированию деталей происходит на специальном оборудовании с применением инструмента под названием штамп.

Говоря о деталях, произведенных из листового металла, надо понимать, что на заготовку оказывается серьезное давление. Технологию штамповки начали применять еще в древние времена. Таким образом, производили орудия для обработки земли, посуду, украшения.

Штамповка деталей из металлических листов

В наши дни эта технология широко применяется при производстве деталей из листового металла, обладающих разными размерами и формой. Такой вид обработки широко применяется в автомобиле строении при производстве кузовных деталей.

Сферы применения

Вырубные штампы — это высокопроизводительные экономичные приспособления. Повышенное качество элементов для вырубки, технологические процессы изготовления, которые подразумевают вырубные устройства, позволяют эксплуатировать продукцию в разных областях:

  • автомобилестроении;
  • строительстве;
  • полиграфии;
  • в производстве крупногабаритных деталей.

Используются для пробивки отверстий в заготовке на начальной или на конечной стадии технологической операции. При эксплуатации оборудования не образовывается стружка, остается немного отходов.

Холодная и горячая листовая штамповка

Получение деталей из листового металла может быть выполнено в холодном или горячем виде.

Холодная штамповка

Применение холодной обработки давлением считают наиболее эффективным способом обработки листового металла. Применение такого способа выполняют в тех случаях, когда нет необходимости в дальнейшей механической обработке, например, резанием. Такой метод получения деталей применяют чаще всего при изготовлении автомобильных деталей, элементов конструкции авиационной техники и ряда других.

Использование метода холодной обработки металла давлением позволяет осуществить существенную экономию листового металла, разумеется, при грамотном раскрое листа и правильно изготовленной штамповой оснастки. Наибольшую эффективность штамповка показывает в крупносерийном и массовом производстве.

Такой способ показывает наибольшую эффективность при работе с такими сталями, как углеродистые и легированные. Кроме того, штамповкой получают детали из многих цветных металлов, например, медных или алюминиевых сплавов.

Холодная штамповка листового металла

Кроме листовых металлов, метод листовой штамповки допустимо использовать и при получении деталей из резины, картона и многих полимеров.

Кстати, такая обработка металла улучшает его прочностные параметры.

Горячая штамповка

Этот метод обработки листового металла применяют при производстве деталей котельных установок и некоторых деталей, используемых в корабельном деле. Для таких деталей применяют стальные листы толщиной в 3 – 4 мм.

Технологические операции применяемые в горячей штамповке во многом схожи с теми, которые применяют в холодной обработке листового металла. Инженеры, разрабатывающие технологии обработки листового металла должны учитывать то, что детали должны быть разогреты до определенной температуры. Соответственно должны быть учтены такие явления как утяжка листового металла, при выполнении отверстий, гибке и ряда других. Кроме того, при остывании деталей необходимо помнить и о возникающем короблении.

Горячая штамповка листового металла

Все это приводит к тому, что изменяются размеры допусков, на размеры получаемых из металла деталей.

Перед обработкой на прессовом оборудовании заготовки из металла проходят нагрев в печах различного типа, например, электрических или газопламенных.

Резка

Операция, в ходе которой происходит отделение части листового металла, от тела будущей детали называют резкой. Эту операцию применяют для изготовления и готовых деталей, и при выполнении раскроя листового металла на полосы заданных размеров. При выполнении этой операции необходимо обеспечить максимальное количество готовых деталей, таким образом, количество отходов будет минимизировано.

Газокислородная резка металла

Эффективность раскроя определяет коэффициент использования листа. Его рассчитывают как отношение площади полученных деталей к площади целого листа.

Для этой операции применяют разное оборудование, в том числе вибрационные, дисковые, гильотинные и другие виды прессового оборудования.

Вырубка

Так называют технологическую операцию по получении заготовки с замкнутым контуром.

Вырубка листового металла

Вытяжка

Операция в результате которой заготовку выполненную в плоском виде трансформируют в пространственную. Вытяжку используют при изготовлении деталей разной формы и цилиндрические, и конусные, и коробчатые.

Ротационная вытяжка металла

Для вытяжки применяют штамповую оснастку, которая состоит из пуансона, который втягивает листовой металл в отверстие расположенное в матрице.

Гибка

Эта операция позволяет получать из листовой заготовки детали с требуемой формой изгиба.

Пробивка

Эту операцию применяют при необходимости получения отверстий определенной формы.

Координатная пробивка и ее недостатки

Рельефная формовка

Так называют операцию, которая позволяет изменять форму в каком-то определенном месте, но при этом сохраняется внешний контур детали.

Рельефная формовка листового металла

Как пример можно привести производство ребер жесткости.

Этапы производства

Составляющей частью вырубных запчастей считается матрица, пуансон, функционирующие с увеличенной нагрузкой. Поэтому металл должен обладать некоторыми свойствами:

  • повышенной твердости, придающей четкость обработки режущим кромкам;
  • вязкости, исключающей окрашивание металла.

Вырубное приспособление подразумевает точное следование технологическим процессам, потому что используется массовое производство аналогичных металлических элементов. Для обеспечения твердости применяется два способа изготовления штампов для вырубки: закаливание и цементирование.

Закаливание значительно повышает устойчивость заготовок. Однако рекомендуется обрабатывать только матрицу в целях экономии на расходниках. Цементация насыщает поверхность углеродом, что увеличивает стойкость и срок эксплуатации заготовок.

Оборудование и инструменты

Оборудование, которое необходимо для выполнения штамповки включает в свой состав – прессы, а в качестве рабочего инструмента применяют штампы.

Как правило, в цехах, где выполняют штамповку применяют пресса двух типов – механические и гидравлические. В станках первого типа, для выполнения операции используют энергию падающего шатуна, в оборудовании второго типа, для обеспечения необходимой нагрузки используют гидравлическую машину, которая создает усилие на штамповочном узле.

К механическим станкам относят и такие как кривошипно-шатунные, винтовые, гильотинные, комбинированные и некоторые другие.

Усилие, которое будет направлено на формование детали, в зависимости от модели пресса может составлять несколько килограмм (настольные прессы, пневматического действия), а может несколько сотен тонн, например, пресс марки КА9536. Его усилие составляет 400 тонн, дина хода шатуна составляет 250 мм, а максимальный размер штамповой оснастки составляет 1000 на 1000 мм в плане.

На территории нашей страны действует ГОСТ 6809-87. Он определяет технические параметры для прессового оборудования, применяемого в горячей штамповке.

Станок для штамповки листового металла должен быть установлен на отдельный фундамент, который не связан с основным фундаментом здания, в котором размещаю штамповочный цех.

Прессовое оборудование может быть использовано в производствах по крупносерийному или массовому изготовлению деталей.

Прессы, практически всех типов имеют два режима работы, ручной и автоматический. Последний, позволяет встраивать их в линии по производству сложных деталей.

Например, при изготовлении кузовных автомобильных деталей, в одной линии размещено несколько прессов. На каждом из них установлены индивидуальные штампы, последовательное использование которых позволяет получать из листа готовую деталь, например, крышку багажного отделения или дверь.

Точность обработки на таком оборудовании позволяет запускать полученные детали в дальнейшее производство без использования промежуточных операций, связанных с механической обработкой.

Технология процесса

Процесс холодной листовой штамповки начинается с совместной работы технолога и конструктора оснастки. Они рассматривают все изменения, которые должны произойти с плоской заготовкой на ее пути к готовому изделию, планируют и группируют разделительные и формообразующие операции. После такой группировки определяются операции, выполняемые при каждом проходе пресса (если деталь не удается отштамповать за один проход). Под этот конкретный перечень операций проектируется пара матрица — пуансон.

Матрицы и пуансоны, как правило, изготовляют методом фрезерования на многокоординатных обрабатывающих центрах. От точности изготовления напрямую зависит точность соблюдения размеров штамповки и конечное качество изделия. В качестве материалов используют высоколегированную сталь — пресс- форма должна выдержать сотни, а то и миллионы циклов штамповки и при этом не измениться в размерах. Часто пресс-формы делают состоящими из нескольких частей, которые потом надежно соединяют.

Иногда в пресс-форму устанавливают вставку из более прочного материала, например, в той части, где будет осуществляться вырубка или вытяжка и которая будет подвержена существенно большим напряжениям, чем остальная часть пресс-формы.

Исключительно важный этап технологии — это наладка прессов для листовой штамповки. Каждый рабочий проход пресса нуждается в строгом соблюдении предписанного технологией усилия, чтобы, с одной стороны, точно отформовать заготовку, а , с другой стороны ,не повредить ее.

Принцип работы и устройство прессов различных типов

Прессовое оборудование механического типа может использовать в своей работе энергию сжатого воздуха. Для этого в штамповочных цехах применяют линии подачи сжатого воздуха. Рабочее давление в них составляет 8 – 12 атм. Станки этого типа оснащают системами очистки воздуха от воды и следов масел.

Прессовое оборудование механического типа

Сжатый воздух, принимает участие в раскрутке маховика, который поднимает шатун в верхнее положение. Нажимая на педаль или кнопки управления прессом, оператор открывает муфту, воздух выходит из системы и шатун под своим весом устремляется вниз.

Автоматические штамповочные линии

Современные станкостроительные предприятия предлагают широкий выбор автоматических штамповочных линий и комплексов для решения различных задач. Станки представляют собой высокотехнологичное оборудование, изготовленное под руководством квалифицированных инженеров-технологов.

Современные комплексы оснащают системами ЧПУ с центральным сенсорным дисплеем, что сводит функции оператора к минимуму.

Штамповка металла – востребованная технология, которая позволяет производить детали с высокими эксплуатационными характеристиками. Как вы считаете, могут ли полуавтоматические станки конкурировать с числовым программным управлением или такое оборудование является устаревшим? Поделитесь вашим мнением в блоке комментариев.

Гидравлические прессы

Гидравлический пресс, представляет собой набор деталей, включающий в свой состав:

  • емкость для хранения масла;
  • насосную станцию, предназначенную для создания необходимого давления на шток пресса;
  • систему фильтров, отделяющих от рабочей жидкости воду и твердые частицы.

Гидравлические прессы для листового металла

Все прессы включают в состав своей конструкции шкафы управления, выносные пульты, с которыми непосредственно работает оператор пресса.

Радиально ковочный аппарат

Основное предназначение аппарата этого типа – это получение заготовок для валов определенной формы и размера.

Радиусная гибка листа

Чаще всего на оборудовании этого типа производят заготовки с диаметром порядка 150 мм и длиной до 1200 мм.

Электромагнитный пресс

Прессы этого типа появились относительно недавно. В качестве источника энергии для получения деталей заданной формы используют сердечник, который является частью электромагнита.

Электромагнитный пресс для листового металла

Именно он перемещает ползун, на котором установлена верхняя часть штампа, а возвращают его в исходное положение возвратные пружины. Эти станки показывают высокую производительность. Чаще всего применяют электромагнитные прессы с длиной хода в 10 мм, а усилие на штампе составляет 2,5 тонны.

Виды штамповки металла

Штамповка металла – процесс контролируемой деформации, при котором тело меняет свою форму под воздействием избыточного давления. Благодаря такой обработке металлическим изделиям придают самые разнообразные формы, которые необходимы им для выполнения своих функциональных обязанностей. Штамповке поддаются детали небольшой толщины, так как сгибать толстую продукцию весьма проблематично.

Холодная штамповка металла

Существует два вида штамповки металлов: холодная и горячая. Первый вариант подразумевает обработку заготовки без ее предварительного нагревания. Этот метод дешевле с точки зрения промышленного производства, так как не требует затрат энергии на доведение металла до определенной температуры. Таким способом обрабатывают в основном тонкие листы, которые и без нагревания хорошо поддаются воздействию.

Процесс холодной штамповки листового металла разбит на несколько этапов, каждый из которых играет важную роль для получения конечного результата. На начальном этапе выполняется процесс уплотнения, который снижает пластичность металла, чтобы изделие лучше держало полученную в результате штамповки форму. Технологически процесс представляет собой прессование металлической заготовки под большим давлением.

На втором этапе производится отжиг изделий при температурах 550-620 градусов по Цельсию в специальных печах. Это позволяет провести процедуру рекристаллизации металлической решетки и внедрению в нее атомов углерода на молекулярном уровне, что позволяет значительно повысить прочность металла. Время отжига зависит от состава сплава и размеров обрабатываемых деталей. Когда подготовка окончена, изделие отправляется на пресс для холодной штамповки металла, который придаст ему нужную форму.

По времени процедура занимает считанные секунды и не требует вмешательство человека. На прессах используются специальные матрицы, изготовленные из твердых сортов стали, реже из других сплавов. Они предназначены для длительной эксплуатации, в процессе которой сохраняют свою первоначальную форму с точностью до миллиметра. Это очень важно, так как холодная штамповка металла производится под конкретные нужды, и отклонения по форме готовой продукции недопустимы, так как это может привести к не состыковкам с другими деталями. Данный способ безвреден для рабочего персонала, так как им не приходится находиться в зоне с высокими температурами. Кроме того отсутствие необходимости предварительного нагрева позволяет довольно просто провести автоматизацию рабочего процесса.

Горячая штамповка металла

Горячая штамповка металла позволяет обрабатывать более толстые заготовки, так как в раскаленном сплаве гораздо слабее межмолекулярные связи, и он лучше поддается сгибанию. Металлические изделия перед началом процедуры проходят те же самые подготовительные этапы, как и в случае с холодной штамповкой. Но оборудование для штамповки металла уже существенно отличается. Оно состоит из двух основных частей: печи и пресса. Печь используется для предварительного нагрева заготовки до температуры красного каления. В таком виде сплав хорошо поддается физическому воздействию и при этом полностью отсутствует риск его пережога.

Читайте также:  Как хранить пластиковые лыжи летом

Для создания оптимальных условий внутри печи современные станки оборудуются высокоточной автоматизированной системой управления. Она требует лишь выставления начальных параметров, которые зависят от типа обрабатываемой детали. Обо всем остальном позаботится компьютер. Прессы для штамповки металла горячим способом изготавливают из твердых, высоколегированных марок стали, которые проходят дополнительную обработку для повышения стойкости к термическим нагрузкам. Они должны выдержать определенное количество технологических операций без потери своих первоначальных характеристик, поэтому очень важно использовать наиболее качественный материал для их производства.

Горячая штамповка требует непосредственного участия человека в производственном процессе. Заготовка быстро остывает в нормальных условиях, так что ее необходимо оперативно доставлять от печи к станку для штамповки металла. Этим занимается рабочий, который при помощи кузнечных клещей переносит изделие на нужное место. Работа в среде с постоянно высоким температурным режимом негативно отражается на организме, поэтому необходимо правильно рассчитывать продолжительность смен, чтобы минимизировать вредное влияние условий на работников. Автоматизация процесса также сталкивается с большими трудностями и требует высоких затрат, поэтому практически нигде не используется.

Для охлаждения деталей не применяют дополнительного оборудования, они остывают естественным путем. В большинстве случаев после штамповки не требуется дополнительной обработки деталей. Исключение составляют изделия для автомобильной промышленности, которые подвергаются процедуре оцинковке. Иногда при штамповке листового металла возникает необходимость обрезать лишние элементы. Для этого используется специальный станок с высокоточным резаком.

Жидкая штамповка металла

Кроме двух перечисленных способов существует еще один, который применяется значительно реже. Он подразумевает жидкую штамповку металла или так называемое литье под давлением, когда сплав заливается в закрытый штамп в жидком состоянии, а окончательное формирование изделия происходит уже в твердом виде. Это позволяет получать детали идеальной формы с улучшенными механическими свойствами. Широкому распространению метода на данном этапе мешает дороговизна и сложность технологического процесса.

Технология штамповки металлов используется для производства большого ассортимента продукции для различных отраслей. Таким способом получают детали автомобильного кузова, разнообразные панели и отделочные материалы, корпуса для бытовой техники. Штамповка является одним из древнейших методов обработки металлов, который дошел до наших дней. Изменилась технология, но принцип остался тот же самый, что и много лет назад.

При помощи объемной штамповки металла получают изделия самой разнообразной формы. Это и специальные уголки, которые используются в анкерных крепях, и разнообразные элементы для оборудования, и детали, используемые в производстве приборов, узлов и агрегатов для всех отраслей промышленности.

Штамповка изделий из металла позволяет получить деталь практически любой формы, чего нельзя добиться при других видах обработки. Это с успехом используется на металлургических заводах, которые могут быстро подстраиваться к новым потребностям рынка. Нужно всего лишь изготовить штамп необходимой формы и можно приступать к выпуску новой продукции.

Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, ГОСТ

Штамповка как технологический процесс обработки заготовок, изготовленных из металла, позволяет получить готовые изделия плоского или объемного типа, отличающиеся как своей формой, так и размерами. В качестве рабочего инструмента при выполнении штамповки может выступать штамп, закрепленный на прессе или оборудовании другого типа. В зависимости от условий выполнения штамповка металла бывает горячая и холодная. Эти два вида данной технологии предполагают использование различного оборудования и соблюдение определенных технологических норм.

Штамповка – пластическая деформация металла, изменяющая форму или размеры материала

Особенности технологии

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к обработке металла штампованием можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Кроме разделения на горячую и холодную, штамповка изделий из металла подразделяется и на ряд других категорий в зависимости от ее назначения и технологических условий. Так, операции штамповки, в результате которых происходит отделение части металлической заготовки, называются разделительными. Сюда, в частности, относятся резка, рубка и пробивка деталей из металла.

Другой категорией таких операций, в результате которых штампуемый лист металла изменяет свою форму, являются формоизменяющие штамповочные операции, часто называемые формовкой. В результате их выполнения детали из металла могут подвергаться вытяжке, холодному выдавливанию, гибке и другим процедурам по обработке.

Схемы и разновидности выдавливания (прессования)

Как уже отмечалось выше, существуют такие виды штамповки, как холодная и горячая, которые, хотя и реализуются по одному принципу, предполагающему деформирование металла, имеют ряд значимых отличий. Штамповку деталей, предполагающую их предварительный нагрев до определенной температуры, применяют преимущественно на крупных производственных предприятиях.

Это связано прежде всего с достаточно высокой сложностью такой технологической операции, для качественного выполнения которой необходимо сделать предварительный расчет и точно соблюсти степень нагрева обрабатываемой заготовки. С помощью штамповки, выполняемой по горячей технологии, из листового металла различной толщины получают такие ответственные детали, как днища котлов и другие изделия в форме полусфер, корпусные и другие элементы, используемые в судостроении.

Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах

Для нагрева деталей из металла перед их горячей штамповкой используется нагревательное оборудование, которое в состоянии обеспечить точный температурный режим. В этой функции, в частности, могут использоваться электрические, плазменные и другие нагревательные устройства. Перед началом выполнения горячей штамповки необходимо не только рассчитать нормы нагрева обрабатываемых деталей, но и разработать точный и подробный чертеж готового изделия, в котором будет учтена усадка остывающего металла.

При выполнении холодной штамповки металлических деталей процесс формирования готового изделия протекает только за счет давления, оказываемого рабочими элементами пресса на заготовку. За счет того, что заготовки при штамповке по холодной технологии предварительно не нагреваются, они не подвержены усадке. Это позволяет изготавливать изделия законченного вида, которые не требуют дальнейшей механической доработки. Именно поэтому данная технология считается не только более удобным, но и экономически выгодным вариантом обработки.

Методом холодной штамповки обрабатывают листовой металл толщиной до 10 мм

Если квалифицированно подойти к вопросам проектирования размеров и формы заготовок и к последующему раскрою материала, то можно значительно уменьшить его расход, что особенно актуально для предприятий, выпускающих свою продукцию крупными сериями. В качестве материала, заготовки из которого успешно подвергаются штамповке, может выступать не только углеродистые или легированные стали, но также алюминиевый и медный сплавы. Более того, оснащенный соответствующим образом штамповочный пресс успешно используется для обработки заготовок из таких материалов, как резина, кожа, картон, полимерные сплавы.

Разделительное штампование, целью которого является отделение от обрабатываемой заготовки части металла, – это очень распространенная технологическая операция, используемая практически на каждом производственном предприятии. К таким операциям, которые выполняются посредством специального инструмента, установленного на штамповочный пресс, относятся резка, вырубка и пробивка.

На этом прессе установлены специальные плунжеры для пробивки отверстий в заготовке

В процессе резки металлические детали разделяются на отдельные части, причем такое разделение может осуществляться по прямой или кривой линии реза. Для выполнения резки могут использоваться различные устройства: дисковые и вибрационные станки, гильотинные ножницы и др. Резку чаще всего используют для того, чтобы раскроить металлические заготовки для их дальнейшей обработки.

Вырубка – это технологическая операция, в процессе которой из металлического листа получают детали, имеющие замкнутый контур. При помощи пробивки в заготовках из листового металла делают отверстия различной конфигурации. Каждая из таких технологических операций должна быть тщательно спланирована и подготовлена, чтобы в результате ее выполнения получилось качественное готовое изделие. В частности, должны быть точно рассчитаны геометрические параметры используемого инструмента.

Перфорированный металлический лист получается в результате вырубки отверстий на координатно-пробивном прессе

Технологическими операциями штамповки, в процессе которых осуществляется изменение начальной конфигурации металлических деталей, являются формовка, гибка, вытяжка, отбортовка и обжим. Гибка – это наиболее распространенная формоизменяющая операция, в процессе которой на поверхности металлической заготовки формируются участки с изгибом.

Вытяжка – это объемная штамповка, целью выполнения которой является получение из плоской металлической детали объемного изделия. Именно при помощи вытяжки металлический лист превращается в изделия цилиндрической, конической, полусферической или коробчатой конфигурации.

По контуру изделий из листового металла, а также вокруг отверстий, которые в них выполнены, часто необходимо сформировать бортик. С этой задачей успешно справляется отбортовка. Такой обработке, выполняемой посредством специального инструмента, подвергают и концы труб, на которые необходимо установить фланцы.

Отбортовка может выполнятся различными способами

При помощи обжима, в отличие от отбортовки, концы труб или края полостей в заготовках из листового металла не расширяют, а сужают. При выполнении такой операции, осуществляемой при помощи специальной конической матрицы, происходит наружное обжатие листового металла. Формовка, которая также является одной из разновидностей штамповки, предполагает изменение формы отдельных элементов штампованной детали, при этом наружный контур детали остается неизменным.

Объемная штамповка, которая может выполняться по различным технологиям, требует не только тщательных предварительных расчетов и разработки сложных чертежей, но и использования специально изготовленного оборудования, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях проблематично.

Инструменты и оборудование

Даже обработка мягких металлов, в частности штамповка алюминия, требует применения специального оборудования, в качестве которого могут выступать гильотинные ножницы, кривошипный или гидравлический пресс. Кроме того, необходимо умение производить расчеты расхода материала и разрабатывать технические чертежи. При этом следует учитывать требования, которые содержит соответствующий ГОСТ.

Штамповку, для выполнения которой не требуется предварительный нагрев обрабатываемой заготовки, выполняют преимущественно на гидравлических прессах, производство которых регулирует ГОСТ. Разнообразие серийных моделей этого оборудования позволяет подбирать станок для производства изделий различных конфигураций и габаритных размеров.

В мелком производстве часто используют эластичный метод штамповки, когда шаблон является металлическим элементом, а матрица – резиновым или пластиковым

Выбирая пресс для выполнения штамповки, в первую очередь следует ориентироваться задачи, для решения которых он необходим. Например, для выполнения таких технологических операций, как вырубка или пробивка, используют штамповочное оборудование простого действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают небольшой ход. Для того чтобы выполнить вытяжку, требуется оборудование двойного действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают значительно больший ход.

Кривошипный пресс КД-238 относится к категории простого оборудования. Предназначен для холодной штамповки: гибки, пробивки, вырубки и неглубокой вытяжки

По своей конструкции, как указывает ГОСТ, оборудование для выполнения штамповки делится на несколько типов, а именно:

  • однокривошипное;
  • двухкривошипное;
  • четырехкривошипное.

На прессах двух последних категорий устанавливают ползуны более крупных размеров. Однако вне зависимости от конструктивного исполнения каждый штамповочный пресс оснащается матрицей. Основное движение, за счет которого и выполняется обработка заготовки на штамповочном прессе, совершает ползун, нижняя часть которого соединена с подвижной частью штампа. Для сообщения такого движения ползуну пресса приводной электродвигатель связывается с ним посредством таких элементов кинематической цепи, как:

  • клиноременная передача;
  • пусковая муфта;
  • шайбы;
  • кривошипный вал;
  • шатун, при помощи которого можно регулировать величину рабочего хода ползуна.

Схема гидравлического пресса

Для запуска ползуна, который совершает возвратно-поступательное движение по направлению к рабочему столу пресса, используется ножная пресс-педаль, напрямую связанная с пусковой муфтой.

Несколько другим принципом работы отличается четырехшатунный пресс, рабочие органы которого создают усилие с центром, приходящимся на середину четырехугольника, образуемого четырьмя шатунами. Благодаря тому, что усилие, создаваемое таким прессом, приходится не на центр ползуна, это устройство успешно используется для того, чтобы изготавливать изделия даже очень сложной конфигурации. Прессы данной категории, в частности, применяют для того, чтобы изготовить асимметричные изделия, отличающиеся значительными габаритами.

Промышленные четырехшатунные прессы могут развивать усилие в сотни тонн

Чтобы изготовить изделия более сложной конфигурации, используют прессовое оборудование пневматического типа, конструктивная особенность которого заключается в том, что оно может быть оснащено двумя или даже тремя ползунами. В прессе двойного действия применяются одновременно два ползуна, один из которых (внешний) обеспечивает фиксацию заготовки, а второй (внутренний) выполняет вытяжку поверхности обрабатываемого металлического листа. Первым в работе такого пресса, конструктивные параметры которого также регламентирует ГОСТ, участвует внешний ползун, фиксирующий заготовку при достижении самой нижней точки. После того как внутренний ползун выполнит свою работу по вытяжке листового металла, внешний рабочий орган поднимается и освобождает заготовку.

Для штамповки тонколистового металла используются преимущественно специальные фрикционные прессы, технические параметры которых также устанавливает ГОСТ. Чтобы обрабатывать более толстый листовой металл, лучше всего применять гидравлическое штамповочное оборудование, которое оснащено более надежными шайбами и другими конструктивными элементами.

Штамповка металла любой толщины должна производится с высокой точностью

Отдельную категорию составляет оборудование, при помощи которого выполняется штамповка взрывом. На таких устройствах, в которых энергия управляемого взрыва преобразуется в усилие, оказываемое на металл, обработке подвергают металлические заготовки значительной толщины. Работа такого оборудования, считающегося инновационным, даже на видео выглядит очень эффектно.

Чтобы получаемый сгиб и общая конфигурация готового изделия из металла отличались высоким качеством, в последнее время стали активно использовать прессы, оснащенные встроенными вибрационными ножницами. Использование такого оборудования с более короткими ножками позволяет изготавливать изделия практически любой конфигурации.

Таким образом, выполнение штамповки листового металла требует наличия не только специализированного оборудования, но и соответствующих навыков и знаний, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях достаточно сложно.

Листовая штамповка

Люди издревле делали из металла тонкостенные изделия, сосуды и украшения. Они изготавливались из листа металла методом чеканки-придания формы холодному или разогретому листу пластичного металла путем обстукивания его молотком вокруг деревянной модели будущего изделия. Швы запаивались или чеканились. Такой обработке подвергалась чаще всего медь, реже серебро или золото. Полученные таким образом изделия ценились чрезвычайно высоко, поскольку все операции были ручными и на изготовление одного кувшина у мастера уходил не один день.

Пытливый человеческий ум искал пути ускорить и удешевить производство до середины 19 века, когда появился такой мощный источник энергии, как пар. С тех пор технология производства тонкостенных изделий из металлического листа путем деформации его под давлением, или листовая штамповка, существенно усовершенствовалась. Сегодня этим методом производят миллиарды различных деталей — от частей телефонов до корпусов автомобилей.

Холодная листовая штамповка — гарантия получения высокоточных деталей

Листовая штамповка из листа при комнатной температуре называется холодной штамповкой. Ее применяют при малых толщинах листа и в случае пластичных сплавов. Если же штампуют из толстого листа (от 5 мм) или из сплавов с малой текучестью, то для повышения пластичности лист заготовки нагревают.

Читайте также:  Плодородный грунт — что это такое

Листовая штамповка гарантирует получение большого количества абсолютно идентичных по форме и размерам деталей с высокой точностью.

Холодная объемная штамповка позволяет получать высокоточные тонкостенные детали практически любой формы при себестоимости существенно ниже, чем в случае использования литья или механической обработке. Намного выше получается и коэффициент использования металла. Кроме того, холодная объемная штамповка гарантирует не только прочность, но и однородность свойств материала детали, что особенно важно в ответственных конструкциях.

Как объемная, так и листовая штамповка экономически эффективна в рамках больших серий. Это объясняется большими затратами на подготовку производства.

Характеристика листовой штамповки

холодная листовая штамповка является на сегодня одной из самых широко распространённых технологий обработки металлов, пластмасс и некоторых других материалов. Диапазон применения технологии — от крупных конструкций в судостроении до тонкостенных деталей бытовой техники

Технология характеризуется следующими неоспоримыми преимуществами:

  • Исключительные возможности для механизации и автоматизации производственных процессов.
  • Снижение себестоимости изготовления массовых изделий.
  • Высокий коэффициент использования листового металла.
  • Возможность точного изготовления тонкостенных, но прочных изделий практически любой формы.
  • Минимальная потребность в последующей механической обработке.

Однако, кроме явных достоинств, холодная листовая штамповка металла обладает и недостатками. Это, прежде всего:

  • Высокая трудоемкость проектирования технологического процесса.
  • Высокая стоимость подготовки производства изготовление пресс-форм.
  • Высокая квалификация отладчиков прессового оборудования.

Штамповка листового металла

Следует отметить, что при больших сериях выпускаемых изделий эти недостатки нивелируются за счет известного из экономики эффекта масштаба, и себестоимость производимой продукции оказывается ниже, чем при альтернативных способах обработки металлов.

Виды оборудования для листовой штамповки

Для различных видов операций листовой штамповки применяется широкий спектр оборудования.

Так, для операций резки используют вибрационные, или гильотинные ножницы.

Для выполнения формообразующих операций применяют основное штамповочное оборудование — станок для листовой штамповки или пресс. По типу они различаются на:

  • Кривошипно-шатунные.
  • Гидравлические.
  • Радиально-ковочные.
  • электромагнитные.

Самым простым в устройстве и обслуживании является пресс с кривошипно-шатунным приводом. Он пригоден для выполнения несложной листовой штамповки — тонкостенных деталей малого и среднего размера простой формы.

Пресс с кривошипно-шатунным приводом

Гидравлические прессы позволяют развивать намного большее усилие (до 2 тысяч тонн) и точнее регулировать ход пресса. Этот тип оборудования применяют для операций гибки или объемной штамповки из листа большой толщины.

Радиально-ковочные комплексы используют для листовой штамповки деталей, имеющих форму тела вращения.

Электромагнитные прессы — достаточно новый тип оборудования. Давления на заготовку производится за счет массы электромагнитного сердечника, направляемого к пуансону электромагнитным импульсом. Импульс противоположной полярности возвращает сердечник в исходное положение. Такой привод намного проще в изготовлении и обслуживании, чем гидравлический, но пока не достигает его мощности.

Принцип работы

Физический принцип работы штамповочного оборудования — это пластическая деформация листовой заготовки под давлением. Форма будущей детали задается двумя деталями — матрицей и пуансоном, которые прижимают к листовой заготовке с двух сторон под большим давлением. Там где у матрицы находится выпуклость — у пуансона расположена соответствующая ей по форме и размерам впадина. Деформируясь, листовая заготовка повторяет форму матрицы и пуансона.

Вместе с этим может происходить просечка отверстий, вырубка отдельных деталей из материала листа. При проектировании технологического процесса холодной штамповки деталей из листового металла конструктор оснастки и технолог комбинируют и по возможности совмещает формоизменяющие разделительные операции, чтобы обойтись минимальным числом рабочих проходив штампа и снизить, таким образом, себестоимость изготовления изделия.

В случае тонких листов осуществляется холодная листовая штамповка. При работе с толстыми листами или с мало пластичными сплавами заготовку предварительно нагревают, чтобы повысить ее пластичность.

Какие операции подразумевает холодная штамповка

Все рабочие операции холодной листовой штамповки делятся на две большие группы: разделительные и формоизменяющие.

Разделительные операции листовой штамповки

К разделительным операциям листовой штамповки относятся операции, связанные с нарушением целостности материала листа. Наиболее употребительные из них-

  • Резка-отделение части заготовки по прямой или искривленной линии. Применяется как для получения готовых изделий, так и для разделения листа на заготовки нужного размера с целью дальнейшей обработки.
  • Вырубка-отделение части заготовки по замкнутому контуру. Внутри контура также может быть вырублена часть металла.
  • Пробивка — получение в заготовке отверстий круглой или произвольной формы.

Формоизменяющие операции листовой штамповки

К формоизменяющим операциям листовой штамповки относятся операции, изменяющие пространственную форму листа без нарушения его целостности, такие, как:

  • Гибка — придание плоской заготовке изогнутой вдоль продольной оси формы. Различают V образную, U- образную и более сложные формы гибки.
  • Вытяжка-преобразование плоской заготовки в полую пространственную форму. При вытяжке может меняться толщина заготовки.
  • Отбортовка-создание бортиков по наружному или внутреннему контуру изделия.
  • Обжим-обжатие материала заготовки в конической матрице с целью уменьшения размеров концевой части детали.
  • Формовка-Изменение формы части детали с сохранением линии наружного контура.

При проектировании технологии листовой штамповки технолог комбинирует операции из обеих групп.

Технология процесса

Процесс холодной листовой штамповки начинается с совместной работы технолога и конструктора оснастки. Они рассматривают все изменения, которые должны произойти с плоской заготовкой на ее пути к готовому изделию, планируют и группируют разделительные и формообразующие операции. После такой группировки определяются операции, выполняемые при каждом проходе пресса (если деталь не удается отштамповать за один проход). Под этот конкретный перечень операций проектируется пара матрица — пуансон.

Матрицы и пуансоны, как правило, изготовляют методом фрезерования на многокоординатных обрабатывающих центрах. От точности изготовления напрямую зависит точность соблюдения размеров штамповки и конечное качество изделия. В качестве материалов используют высоколегированную сталь — пресс- форма должна выдержать сотни, а то и миллионы циклов штамповки и при этом не измениться в размерах. Часто пресс-формы делают состоящими из нескольких частей, которые потом надежно соединяют.

Иногда в пресс-форму устанавливают вставку из более прочного материала, например, в той части, где будет осуществляться вырубка или вытяжка и которая будет подвержена существенно большим напряжениям, чем остальная часть пресс-формы.

Исключительно важный этап технологии — это наладка прессов для листовой штамповки. Каждый рабочий проход пресса нуждается в строгом соблюдении предписанного технологией усилия, чтобы, с одной стороны, точно отформовать заготовку, а , с другой стороны ,не повредить ее.

Прогрессивные способы штамповки листового металла

Штамповка резиной. Используется для заготовок малой толщины и высокой пластичности. Роль матрицы или пуансона выполняет твердая резина. Упрощается изготовление пуансона, подходит для малых серий штамповки.

Схемы листовой штамповки эластичными средами

Штамповка жидкостью. Роль пуансона играет жидкость, подаваемая под давлением. Она прижимает заготовку к матрице и заставляет лист в точности повторять ее форму. Метод используют для вытяжки изделий сложной пространственной формы.

Штамповка взрывом. В защищенной камере производят подрыв небольшого заряда взрывчатых веществ. Возникающее в результате высокое давление вдавливает заготовку в матрицу. Метод используют для деталей больших размеров и замысловатой конфигурации, которые затруднительно изготовить по-другому. Достигается существенная экономия в стоимости оснастки.

Электрогидравлическая штамповка листового метал

Электрогидравлическая штамповка. Роль механического давления выполняет ударная волна в жидкости, которая вызывается разрядом высокого напряжения. Метод отличается высокой точностью и экономичностью.

Схема магнитно-импульсной штамповки листового металла

Магнитно-импульсная штамповка. Магнитные импульсы высокой интенсивности формируют высокоэнергетическое магнитное поле, воздействующее на заготовку, вызывающее в ней вихревые токи и вынуждающее ее принимать заданную форму. Таким способом проводят обжатие труб, формовку сложных рельефов.

Жидкая штамповка

В отличие от предыдущих способов, относящихся к холодной объемной штамповке, данный метод является комбинацией двух технологий: штамповки и литья. Вначале в матрицу заливают необходимый объем расплавленного металла, после чего в нее опускают пуансон.

Происходит выдавливание жидкого металла в зазор между матрицей и пуансоном, который и представляет собой форму будущего изделия. Способ используют при изготовлении больших тонкостенных деталей корпусов из легкоплавкого и пластичного сплава.

Штамповка и ее виды

Определение понятия штампования, его виды и место в современном кузнечном ремесле и производстве. Изучение и описание технологии горячей объёмной штамповки. Характеристика методики штампования в открытых штампах, описание стадий данного процесса.

РубрикаПроизводство и технологии
Видконтрольная работа
Языкрусский
Дата добавления04.06.2014
Размер файла137,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Штамповка и ее виды

1. Штамповка и ее виды

2. Горячая объёмная штамповка

3. Штамповка в открытых штампах

4. Стадии процесса штамповки в открытых штампах

Список использованной литературы

Кузнечное ремесло и кузнечное производство имеют многовековую историю. Человеку давно были известны простейшие кузнечные инструменты для ковки: молот, клещи и наковальня, а также и простейшее нагревательное оборудование – горн. Первая механизация процессов ковки относится к XVI веку, когда стали применять механические рычажные, вододействующие молоты, приводимые энергией водяного потока. При отсутствии гидроэнергии применялись копровые (падающие) молоты.

В 1842 году Джеме Несмит построил первый паровой молот, а в 1846 году Армстронг – первый паровой гидропресс. В том же XIX веке начали применять приводные механические и пневматические молоты, получили развитие кривошипные прессы и другие кривошипные кузнечно-штамповочные машины. штамповка кузнечный ремесло объёмный

1. Штамповка и ее виды

Штамповка – процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки – листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист до 6 мм). Примером листовой штамповки является процесс пробивания листового металла в результате которого получают перфорированный металл (перфолист). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы – устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.

По типу применяемой оснастки штамповку листовых материалов можно разделить на виды:

штамповка в инструментальных штампах,

штамповка эластичными средами,

Различают штамповку в открытых и закрытых штампах (рисунок 1). В открытом штампе избыток металла выдавливается наружу (в облой), поэтому

заготовки можно нарезать с малой точностью на пресс-ножницах. При безоблойной штамповке весь металл расходуется на изделие, но появляется необходимость в точной дозировке металла, что возможно при резке заготовок на пилах.

Фасонные штампованные детали получают окончательную форму в чистовом штампе, а предварительную – либо в черновом (заготовительном) штампе, либо на специализированном оборудовании (ковочных вальцах), либо свободной ковкой.

2. Горячая объёмная штамповка

Горячая объёмная штамповка – это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.

Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.

3. Штамповка в открытых штампах

Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

Штамповка в открытых штампах сопровождается образованием заусенца (облоя), который выполняет специальные технологические функции.

Верхняя половина штампа 1 перемещается под действием усилия Р и давит на торцевые поверхности заготовки 5. Металл при этом деформируется в ручьях 6 штампа, образованного верхней 1 и нижней 2 половинами, и, заполняя его, вытекает в заусенечную канавку 3. Сформированная таким образом поковка 4 имеет по периметру заусенец (облой) 7. Для извлечения поковки из штампа служат штамповочные уклоны б , величина которых составляет 5-10о. штамповка листовой металл

Открытая штамповка характеризуется следующими факторами.

Объем металла при ней – непостоянен. Следовательно, имеется часть металла, которая удаляется в отход. При этом должно соблюдаться условие

заг =Vпок + Vзаус,

где Vзаг, Vп, Vз – соответственно, объемы заготовки, поковки и заусенца.

Направление вытеснения металла перпендикулярно направлению движения штампа.

Заусенец (облой) создает противодавление, которое, увеличивая гидростатическое давление в штампе, обеспечивает заполнение угловых элементов ручья, при этом реализуется возможность регулирования заполнения штампа.

Основной недостаток штамповки в открытых штампах – это большие потери металла на заусенец, которые зависят от массы и формы поковок и могут достигать 30 % и более. Кроме того, волокна металла при удалении облоя оказываются перерезанными, что существенно снижает качество поковок.

Заусенечную щель выполняют в виде специальной канавки. Она состоит из магазина (приемной части) и мостика (переходная часть от основнойполости штампа). Магазин должен быть заполнен не более чем на две трети от своего объема, в противном случае возможна поломка штампа. Канавки (рисунок 2) выполняют двух видов:

для машин со свободным ходом (молот, гидропресс);

для машин с регламентированным ходом (кривошипные пресса).

Рисунок 1 – Схема стадий течения металла при штамповке: a – стадия свободной осадки; б – стадия заполнения штампа; в – стадия выдавливания заусенца

Рисунок 2 – Формы заусенечной канавки: а – для машин со свободным ходом; б – для машин с регламентированным ходом

4. Стадии процесса штамповки в открытых штампах

На первой стадии происходит свободная осадка заготовки на величину DH1.В более сложных случаях свободная осадка сопровождается частичным выдавливанием в дополнительные углубления полости или прошивкой металла с образованием выемок в поковке.

Читайте также:  Монтаж проводки в доме из сип панелей

С момента соприкосновения заготовки с боковыми стенками штампа начинается вторая стадия штамповки. Эта стадия штамповки завершается при обжатии на DH2.

На третьей стадии штамповки при обжатии на DH3 избыточный металл заготовки вытекает в канавку. Третья стадия штамповки характерна тем, что в это время заусенец выполняет свою основную технологическую функцию – закрывает полость штампа. При дальнейшей деформации сопротивление выходу металла в канавку возрастает вследствие уменьшения заусеничной щели. Так как сопротивление течению металла в незаполненные углы полости теперь меньше, чем в канавку, то к концу этой стадии ручей штампа оказывается заполненным.

На четвертой стадии происходит вытеснение избыточного металла из полости штампа. Обжатие совершается на величину DH4 (величину недоштамповки до размеров по чертежу поковки). Наибольшее сопротивление деформации достигается именно на этой стадии.

Для правильного представления о механизме заполнения полости штампа следует иметь в виду, что стадии штамповки следуют друг за другом не одновременно по всему периметру поковки. Углы штампа заполняются вначале только отдельных местах полости.

Список использованной литературы

1. Голенков В.А., Дмитриев А.М., Кухарь В.Д., Радченко С.Ю., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением. М.: Машиностроение, 2004. – 464 с.: ил.

2. Ковка и штамповка: Справочник в 4 т.; Под ред. Е.И. Семенова и др. – М.: Машиностроение, 1987. – Т.2: Горячая объемная штамповка; Под ред. Г.А. Навроцкого. – 384 с.

3. Брюханов А.Н., Ребельский А.В. Горячая штамповка. Конструирование и расчет штампов. М. Металлургиздат 1952г. 665 с. с илл.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Виды штамповки листовых материалов, различающиеся по типу применяемой оснастки. Сущность процесса горячей объёмной штамповки, ее применение при серийном и массовом производстве. Особенности штамповки в открытых штампах, основные стадии течения металла.

реферат [1,3 M], добавлен 12.12.2012

Экономическая эффективность обработки металла давлением. Процесс получения поковок горячей объемной штамповки. Расчет режима резания при сверлении. Технология токарной обработки. Преимущества штамповки в закрытых штампах. Точность обработки заготовок.

курсовая работа [92,2 K], добавлен 13.12.2010

Сущность процесса, материалы для горячей штамповки и разделка заготовок. Температурный интервал и типы нагревательных устройств. Штамповка на молотах, кривошипных горячештамповочных прессах, горизонтально-ковочных машинах, винтовых фрикционных прессах.

контрольная работа [42,1 K], добавлен 11.10.2013

Анализ конструкции шестерни, служебное назначение, свойства материала. Экономическое обоснование метода получения заготовки зубчатых колес. Технологические операции горячей объёмной штамповки. Процесс штамповки и дальнейшей механической обработки детали.

курсовая работа [202,7 K], добавлен 20.04.2017

Обоснование рациональности способа горячей объемной штамповки. Преимущества штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП). Технологическая разработка процесса штамповки детали на примере детали “втулка” – выбор материала, расчеты, схемы.

курсовая работа [166,9 K], добавлен 16.04.2008

Изучение технологического цикла цеха штамповки и устройство линии по заготовке стальных листов. Описание технологического процесса заготовки деталей из проката: правка, штамповка, пробивка. Назначение конструкций штампов для изготовления деталей кузова.

реферат [2,9 M], добавлен 18.12.2013

Обзор способов холодной штамповки. Разработка технологии, определение технологических параметров и конструкции штампов для холодной объемной штамповки. Выбор материала детали, инструмента и оборудования. Описание маршрутной технологической карты.

курсовая работа [4,2 M], добавлен 12.05.2011

Разработка технологического процесса горячей штамповки и чертежа поковки. Определение экономических показателей использования металла. Конструирование молотового штампа. Конструкторский расчет завершающих операций. Выбор режимов термообработки поковки.

курсовая работа [177,5 K], добавлен 25.12.2015

Сущность процесса горячей объемной штамповки, применяемое оборудование, инструмент, показатели качества заготовок. Правила выбора плоскости разъема матриц штампа. Проектирование полостей в поковках. Определение массы и размеров заготовки под штамповку.

презентация [872,3 K], добавлен 18.10.2013

Компьютерные программа, применяемые для разработки конструкторской документации и моделирования процессов обработки металлов давлением. Общая характеристика, особенности технологии и принципы моделирования процессов горячей объемной штамповки металлов.

курсовая работа [984,9 K], добавлен 02.06.2015

Штамповка

Штамповка – вид обработки давлением, при котором формообразование поковки из заготовки осуществляется с помощью специального инструмента – штампа.

Заготовки, получаемые штамповкой, называется штампованными поковками, или просто поковками.

Штамповка имеет ряд преимуществ по сравнению с ковкой:

а) Производительность штамповки значительно выше – составляет 10…1000 . Поэтому при серийном и массовом производстве выгодней использовать штамповку;

б) Горячей объемной штамповкой можно получить без напусков поковки сложной формы (экономия металла), которые ковкой изготовить без напусков нельзя;

в) Допуски на штампованную поковку в 3…4 раза меньше, чем на кованную, следовательно, значительно меньше объем последующей механической обработки – штампованные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

1) Штамповочный инструмент – штамп – дорогостоящий инструмент и является пригодным только для изготовления какой-то одной, конкретной поковки, т.е. штамповка экономически целесообразна в крупносерийном производстве;

2) Объемная штамповка требует гораздо бόльших усилий деформирования, чем ковка таких же поковок. Поковки 100…1000 кг. Для штамповки считаются крупными. Хотя в отдельных случаях на мощных машинах штампуют поковки массой до 3 т.

Различают объемную штамповку (горячую и холодную) и листовую штамповку (холодную и с нагревом).

Горячая объемная штамповка (ГОШ). Горячей объемной штамповкой изготавливают заготовки для ответственных деталей автомобилей, самолетов, железнодорожных вагонов, станков и т.д. Например, колеса электровозов, коленчатые валы двигателей, шатуны и т.п.

В качестве заготовок для ГОШ в большинстве случаев служит прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей (прутки), разрезаемый на отдельные (мерные) заготовки на кривошипных пресс-ножницах, механическими пилами, газовой резкой.

Штамп состоит из двух разъемных частей, имеющих соответственным образом расположенные выступы так, что в собранном виде указанные части образуют замкнутые полости (ручьи) по конфигурации поковки.

1) В открытых штампах (рис.3.17, а). Верхняя часть штампа крепится к бабе, а нижняя часть – к штамподержателю и шаботу молота. Между подвижной и неподвижной частями штампа имеется зазор (полость) 1, в который вытекает заусенец 2 (облой). Облой закрывает выход из полости штампа и заставляет металл целиком заполнять всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, что позволяет не предъявлять высоких требований к точности заготовки по массе. Облой затем обрезают в специальных штампах.

а)б)

Рис.3.17. Открытые (а) и закрытые (б) штампы.

2) В закрытых штампах (рис.3.17, б). При штамповке в закрытых штампах образование облоя не предусматривается. Для получения поковок в закрытом штампе без избытка и не достатка металла требуется строгое равенство объема заготовки объему полости штампа. В противном случае: при избытке металла штамп не закроется и поковка не сформируется, а при не достатке – полость штампа заполнится не полностью и поковка будет забракована.

Штамповка на молоте может осуществляться в одноручьевых или многоручьевых штампах.

Одноручьевые штампы применяют для получения поковок не сложной конфигурации: форма и размеры полости штампа здесь соответствует формам и размерам готовой горячей поковки.

Поковки сложной формы изготавливают в многоручьевых штампах (рис.3.18), состоящих из заготовленных ручьев (протяжных, пережимных, гибочных, подкатных т.д.), предназначенных для подготовки изделия к последующей штамповке, и штамповочных (черновых и чистовых) ручьев, в которых производится окончательное формирование поковки. Заготовительные, черновые и чистовые штамповочные ручьи размещают в одном или нескольких штампах.

Рис.3.18. Штамповка в многоручьевом штампе.

Штамп для горячей штамповки на прессах имеют ряд отличительных особенностей, так как характер деформации металла при штамповке на прессе отличается от характера деформации металла при штамповке на молоте. Штампы для прессов конструируют так, чтобы оформление поковки происходило постепенно за несколько переходов: сначала в заготовительных ручьях (для осадки, гибки и т.д.), где заготовка осаживается и ее объем перераспределяются в соответствии с формой поковки, а затем в штамповочных ручьях (черновом и чистовом), в котором получают готовую поковку.

Штамп для штамповки на горизонтально – ковочных машинах обычно многоручьевые закрытые. Они состоят из пуансона и разъемных матриц (подвижной и неподвижной).

Технический процесс ГОШ включает:

1) Резку фасонного проката на заготовки мерной длины;

2) Нагрев заготовок;

3) Штамповку заготовок;

4) Отделку поковок.

Основные документы, регламентирующие технологический процесс ГОШ – чертеж поковки и технологическая карта. Штампы изготовляются по чертежу поковки с учетом коэффициента температурного расширения. Размеры поковки определяют по чертежу готовой детали с учетом припусков на мех. Обработку, напусков для упрощения не технологичных элементов поковки и получения штамповочных уклонов, а также допусков на штамповку согласно ГОСТ.

Холодная объемная штамповка (ХОШ). ХОШ – штамповка без предварительного нагрева заготовки (при комнатной температуре). Применяется для массового производства небольших поковок. Основные разновидности ХОШ: холодное выдавливание, холодная высадка, холодная объемная формовка.

Холодное выдавливание выполняют обычно на кривошипных или гидравлических прессах в штампах, в которых рабочими инструментами являются пуансон и матрица. Схема деформирования холодного выдавливания сходна со схемой прессования. Как и при прессовании, при холодном выдавливании заготовку помещают в полость, из которой металл выдавливается в отверстия, имеющиеся в рабочем инструменте.

В отличие от прессования заготовкой при выдавливании является не слиток, а заготовка, отрезанная от прутка. Кроме того, если прессованием в основном получают профильный материал постоянного сечения подлине, то выдавливанием – детали или полуфабрикаты, требующие для окончательного формирования детали дополнительных операций резания или обработки давлением.

Главная положительная особенность холодного выдавливания – возможность получения без разрушения заготовки при очень больших степенях деформации, характеризующихся показателем , где и – площадь поперечного сечения исходной заготовки и выдавленной части детали соответственно. Для мягких и пластичных металлов К > 100 (Al – трубы диаметром 20…40мм с толщиной стенки 0,1…0,2мм). Возможность достижения таких высоких степеней деформации обусловлено тем, что выдавливание происходит в условиях неравномерного всестороннего сжатия.

При выдавливании пластическая деформация охватывает не весь объем заготовки, а лишь её часть. До тех пор, пока высота очага деформации меньше, чем высота деформируемой заготовки, удельные усилия по ходу пуансона изменяются незначительно. Однако, когда высота деформируемой части заготовки становится больше высоты естественного очага деформации, удельные усилия начинают интенсивно возрастают. Это обстоятельство ограничивает допускаемую толщину фланца или донышка штампуемой детали.

Холодную высадку выполняют на специальных холодно-высадочных автоматах. Штампуют от прутка или проволоки. Пруток подаётся до упора, поперечным движением ножа отрезается заготовка нужной длины, переносится с помощью специального механизма в позиции штамповки, на которых получают детали: заклёпки, болты, винты, гвозди, шарики, ролики, гайки, звёздочки, накидные гайки и т.п. из чёрных и цветных металлов со скоростью 20…400 деталей/мин. В отходы идёт менее 5 % металла.

Холодная формовка (холодная штамповка в открытых металлах) по схеме аналогична схеме ГОШ. Требует значительных удельных усилий из-за высокого сопротивления деформированию металла в холодном состоянии, поэтому обычно штамповку ведут в несколько переходов, последовательно изменяющих форму заготовки. Для снятия наклепа часто между переходами применяют рекристаллизационный отжиг. Силы трения при холодной формовке обычно затрудняют деформирование, поэтому обычно применяют смазку.

Листовая штамповка. Служит для получения плоских и объемных изделий с тонкими стенками (в том числе и сложной формы) из листового материала.

Положительные особенности листовой штамповки:

а) экономное расходование материала т.к. при листовой штамповке изделия получаются с малыми допусками и высоким качеством поверхности;

б) широкие возможности механизации и автоматизации процесса.

В большинстве случаев листовую штамповку для листов толщиной 0,1…5мм осуществляют в холодном состоянии. Горячей листовой штамповке, как правило, подвергают листы материала толщиной более 5 мм. В большинстве случаев холодноштамповочные изделия не подвергают механической обработке, и они поступают на сборку машин. Холодной листовой штамповке присущи ограничения: 1) по степени деформации, так как она сопровождается наклепом; 2) по химическому составу сталей в связи с малой пластичностью в холодном состоянии сталей некоторых марок. Листовая сталь для глубокой вытяжки и сложных формоизменений должна иметь: .

Исходным материалом при листовой штамповке служат:

а) листы, ленты и полосы из горячекатаной стали (толщиной до 4…5мм) обыкновенного качества Ст.2, Ст.3.

б) листа, ленты, полосы из холоднокатаной тонколистовой конструкционной стали 08кп, 10кп, 15кп, 20кп, 10, 20, а также низколегированной низкоуглеродистой стали;

в) листы, ленты и полосы из меди, латуни, дюралюминия, титана.

Все операции листовой штамповки можно разделить на 2 группы:

1) Разделительные операции: отрезка, вырубка, пробивка, защита.

Отрезка – операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру. Обычно это заготовительная операция, дающая разделение листа на полосы заданной ширины. Осуществляется на ножницах разной конструкции: рычажных; с параллельными ножами; гильотинных; дисковых др.

Вырубка – операция отделения части заготовки по замкнутому контуру, причем отделяемая часть является изделием;

Пробивка – отделение части заготовки по замкнутому контуру, причем отдельная часть является отходом (пробивка отверстий);

Зачистка – операция снятия припуска по наружному периметру или отверстию, устраняющая шероховатость и наклон среза после вырубки или пробивки и дающая ровный блестящий срез с образующими параллельными оси пуансона. Для сравнительно толстых заготовок, а также для повышения точности в размерах изделия иногда проводят многократную зачистку с постепенно уменьшающимся припуском.

2) Формообразующие операции:

а) Гибка – формообразующая операция, которая дает изменение направления оси заготовок. Минимальный радиус изгиба rmin подбирают таким образом, чтобы не было разрушения расстегиваемых слоев заготовки: , S – толщина листа.

б) Вытяжка – операция, превращая плоскую заготовку полое изделие (чашку). Различают: вытяжку без утонения и вытяжку с утонением;

в) Отбортовка – операция, в которой из плоского участка заготовки с отверстием путем раздачи отверстия получают горловину (борт);

г) Обжим – формообразующая операция, дающая уменьшение диаметра краевой части вытянутой изделия.

д) Формовка – операция, дающая изменения формы заготовки или полуфабриката посредством местных деформаций, иногда сопровождающихся изменением толщины материала.

Оборудование для листовой штамповки: штамп, к нижней плите которого крепят матрицу, а к верхней (подвижной) – пуансон. Различают штампы простого действия, выполняющие какую-либо одну операцию, и многооперационные штампы (штампы последовательного и штампы совмещенного действия).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома – страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9051 – | 7305 – или читать все.

Ссылка на основную публикацию