Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Штамповка металла — это формоизменение материала под действием внешней силы с целью получения нужной детали. Для обработки заготовки таким способом требуется большое усилие.

Для этого существует оборудование, которое выпускается усилием от 16 до 500 тонн. Оснастка, устанавливаемая в пресс, носит название штамп. В ней происходит непосредственное соприкосновение рабочего инструмента с металлом.

За 1 ход машины получается деталь высокой степени точности.

Горячая штамповка металла: технология и оборудованиеПроцесс штамповки металла

История возникновения процесса

Штамповка изделий из металла впервые начала проводится в XVI в. Связано это было с развитием оружейного производства, где требовалось получение большого количества одинаковых деталей. В XIX веке началось бурное развитие штамповочного производства. Выпускаются предметы домашнего обихода. Возникает потребность изготовления качественных серийных изделий.

С появлением автомобилестроения и судостроения, обработка металлов давлением заняла ключевую позицию в развитии этих отраслей. С помощью штамповки начали производиться габаритные детали.

Сферы использования

Промышленное производство не обходится без холодной и горячей штамповки. С помощью этих методов за небольшой промежуток времени можно создать как мелкие, так и крупные детали. Горячая штамповка применяется там, где нужно получить объемные детали.

При штамповке фланцев применяются 2 метода:

  1. В процессе ковки используются гидравлические прессы. Здесь под действием давления идет затекание металла в полость, которая изготовлена в бойке. Это пространство соответствует форме получаемой детали.
  2. При использовании листового металла в качестве заготовки применяются кривошипно-шатунные прессы. В них вставляется штамп и подается листовой металл. Под давлением происходит вытяжка фланца.

Технология штамповки

Технология изготовления деталей штамповкой как горячим, так и холодным способом предполагает наличие оснастки. Для обоих видов изготавливаются штампы, которые имеют определенные отличия. Применяются они для металла, который имеет разную степень толщины.

Заготовки большого размера предварительно нагреваются, а затем идет процесс ковки.  В холодном состоянии толщина листа редко превышает 1 мм. С таким материалом проводятся разные операции, например, штамповка значков.

Горячая штамповка металла: технология и оборудованиеТехнология проведения штамповки

Холодная штамповка

В процессе холодной штамповки листового металла нагрев не проводится. Усилия пресса хватает, чтобы проводить разделительные или формоизменяющие операции. Как результат полученная деталь, не подверженная процессу усадки. Для экономии материала штамповку проводят согласно правилам раскроя листа, которые регламентируются ГОСТом.

К холодной штамповке относятся такие операции:

  1. Вырубка-пробивка. В процессе вырубки готовая деталь падает в контейнер, а снаружи остаются отходы. При пробивке, наоборот, отход падает в контейнер, а деталь формируется снаружи. Конструкция штампов одинаковая. В процессе работы проводится разделительная операция, в которой участвует пуансон и матрица штампа.
  2. Гибка. Относится к несложной операции. Деталь укладывается между упорами на матрицу и давится сверху пуансоном.
  3. Вытяжка. Часто получается за несколько переходов. Для этого изготавливаются отдельные штампы. В процессе работы из круглой заготовки получается стакан, конус или полусфера. Получается это за счет перераспределения металла в исходной заготовке.
  4. Отбортовка. Пуансон ловит фиксатором отверстие в детали и расширяет его, отбортовывая стенки.

Важным моментом является правильный выбор зазора между пуансоном и матрицей. Эта величина зависит от толщины и вида материала. Чем толще металл, тем больше зазор. Для алюминия и других мягких материалов этот размер уменьшается. В противном случае будут образовываться заусенцы.

Горячая штамповка

В процессе изготовления деталей из металла путем горячего прессования заготовки поступают в камеру нагрева. Горячая объемная штамповка металла начинается после достижения ими температуры 1200°С. Нагретые изделия закладываются в штамп, где имеются специальные ручьи, для предварительной и окончательной штамповки.

Если нужно осадить нагретую поковку, то она ставится в пространство между двумя плоскими бойками. Оборудование запускается, и заготовка осаживается на нужный размер.

Горячая штамповка металла, автоматизированные линии

Альтернативные методы штамповки

Штамповка металла может происходить и под действием других сил:

  1. Взрывом. Процесс проводится в воде. Материал располагается на матрице, в которой сделано углубление нужной формы. Сверху производится взрыв. В результате заготовка заполняет ручей и приобретает нужную форму.
  2. Электрогидравлическая. В водной среде подается напряжение. Происходит нагрев воды. Под действием высокой температуры возникает ударная волна, которая формирует заготовку.
  3. Протяжка металла через валки. Этот метод позволяет придать заготовке нужную форму.

Штампованные значки изготавливаются в штампе, где в углубление пуансона закладывается эмаль.

Изготовление штампов по металлу

Для изготовления штамповки из заготовки конструируются штампы по металлу. На первом этапе идет разработка чертежей со спецификацией и деталировкой.

Самодельные матрица и пуансон (штамп) Штампы состоят из следующих деталей:

  1. Рабочие части — пуансон и матрица. Изготавливаются из инструментальной стали У8а, У10а, Х12М. После термообработки получают закалку до 60 единиц по Роквеллу.
  2. Пуансонодержатель. Материал — Ст.3
  3. Прокладки.

    Изготавливаются из конструкционной стали со степенью закалки 45 единиц по Роквеллу.

  4. Съемник. Делается из Ст.3
  5. Верхняя и нижняя плиты. Их толщина зависит от усилия, затрачиваемого на штамповку.
  6. Колонки и втулки. Материалом является Сталь 20. По поверхности ведется цементация на глубину 1–1,5 мм. Затем проводится закалка этого слоя.
  7. Хвостовик.

    Вставляется в ползун пресса.

Горячая штамповка металла: технология и оборудованиеДетали для изготовления штампа

Оборудование и инструменты

Для формирования металлических изделий изготавливаются штампы, вставляющиеся в прессах, которые бывают 2 типов:

  1. Кривошипно-шатунные. Основным элементом в них является ползун, двигающийся по направляющим. Сверху располагается электродвигатель, который дает толчок движению кривошипно-шатунного механизма. Снизу имеется плита, на которую ставится штамп. Оборудование быстроходное. К недостаткам относится большая сила удара при соприкосновении пуансона с металлом. В результате инструмент выкрашивается.
  2. Гидравлические прессы. Обладают большой мощностью. К преимуществам относится плавность движения ползуна. Благодаря этому при работе отсутствует механический удар, что приводит к длительной службе инструмента. Величина хода движения ползуна обеспечивает большую открытую высоту пространства пресса. Это дает возможность совершать операции глубокой вытяжки или гибки заготовок с высокими бортами.ПВ-100 — вертикальный гидравлический пресс с усилием до 100 тонн

Обработка металлов давлением позволяет получить за короткое время большое количество деталей. При этом они все будут иметь одинаковую форму. Точность их изготовления регламентируется ГОСТом.

Основные нюансы и технология штамповки металла Ссылка на основную публикацию Горячая штамповка металла: технология и оборудование Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/shtampovka/metalla

Горячая объемная штамповка – все нюансы технологии

ГОШ представляет собой востребованный вариант обработки металлов давлением, в ходе которой поковка из определенной заготовки образуется при помощи штампа (при изменении температуры от нагретой до ковочной).

 Выступы и поверхностные полости (они производятся в отдельных зонах штампа) ограничивают течение металла.

На финальной стадии штамповки они создают замкнутый единый ручей (полость), соответствующий конфигурации поковки.

Заготовками для процесса выступает квадратный, периодический, круглый или прямоугольный прокат, (например, горячекатаный лист). В некоторых случаях штамповку выполняют непосредственно из прутка, а затем, на штамповочном агрегате, отделяют поковку.

Но чаще заготовки требуемых размеров нарезают из прутка изначально.

Область применения горячей объемной штамповки и оборудование для нее обуславливают то, что использовать данный метод обработки металлов имеет смысл при массовом и серийном производстве, так как отмечается:

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

  • уменьшение отходов материала;
  • увеличение производительности труда;
  • возможность получения изделий, которые имеют крайне сложную конфигурацию;
  • высокое качество поверхности готового изделия, а также точность формы.

В целом под стандартным техпроцессом горячей штамповки понимают комплекс операций, имеющих прямое отношение к изменению геометрических параметров и формы начальной заготовки.

Он охватывает все процедуры, которые начинаются в момент подачи в обработку металла и заканчиваются выпуском готовой поковки. Разрабатывают технологический процесс ГОШ в определенной последовательности:

  • выбирается вариант штамповки (с закрытым или открытым ручьем) и создается чертеж поковки;
  • устанавливаются переходы процесса, а также размеры и формы заготовки;
  • выбирается (по показателям требуемой мощности) кузнечно-штамповочная установка (пресс, молот, ГКМ и т. д.);
  • выполняется формирование штампов;
  • определяется способ нагрева и интервал температур, при которых будет производиться операция;
  • устанавливается тип отделочных и завершающих этапов штамповки.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

На финальной стадии выполняется расчет экономических и технических показателей технологического процесса.

На данный момент штамповка (объемная) выполняется по технологическому процессу, отличающемуся существенным разнообразием. Конкретная его схема определяется используемым оборудованием, выбором изделия, которое необходимо получить, формой поковки. По форме поковки могут быть такими:

  • Удлиненными: рычаги, всевозможные валы, шатуны и так далее. Их штампуют плашмя (исходная заготовка протягивается). Обязательно нужно перед окончательной штамповкой произвести фасонирование заготовки свободной ковкой, в заготовительных ручьях, на ковочных вальцах.
  • Дисковыми (диски): фланцы, шестерни, крышки, ступицы и другие квадратные либо круглые поковки с относительно малой длиной. Их штампуют по технологии осадки (с использованием штамповочных переходов) в торец начальной заготовки.

Для ГОШ применяются следующие виды ручьев:

  • протяжные: дают возможность увеличить протяженность отдельных зон заготовок (добиваются этого снижением площади их сечения посредством слабых частых ударов с одновременным кантованием);
  • заготовительные: с их помощью в штампах производится фасонирование, под которым понимают перераспределение в заготовке металла, позволяющее получить такую форму, которая бы обеспечила небольшое количество отходов материала;
  • пережимные: позволяют за несколько ударов снизить в местах, где требуется уширение, вертикальную величину заготовки;
  • подкатные: применяются для одинакового распределения металла в поковке и вдоль оси заготовки за счет увеличения (местного) диаметра последней;
  • гибочные: используются в тех случаях, когда поковка характеризуется осью изогнутого вида, из такого ручья поковка поступает в следующую зону обработки с 90-градусным поворотом.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Непосредственно же к штамповочным относят следующие типы ручьев:

  1. Предварительный (у профессионалов он именуется черновым). Ручей необходим для того, чтобы поковки и заготовки сложной формы были максимально идентичны друг другу. Он описывается меньшими поперечными параметрами, немного большей глубиной, увеличенными уклонами и радиусами скругления по сравнению с чистовым ручьем. Предварительного ручья может и не быть.
  2. Чистовой. Он дает возможность получить готовую горячую поковку, которая по своим размерам крупнее на показатель усадки холодной поковки. В чистовом ручье в процессе ГОШ отмечаются максимальные усилия, поэтому он находится в центре штампа.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Тип штампа устанавливает процесс течения металла. По типу и принято классифицировать схемы штамповки. Их всего две:

  1. В закрытых штампах. При деформировании полость штампа находится в закрытом состоянии. Зазор между неподвижной и подвижной зонами штампа характеризуется минимальными размерами, которые остаются в процессе ГОШ неизменными. Вариант устройства закрытого штампа определяется видом штамповочной установки. Чаще всего верхняя часть штампа имеет выступ, а нижняя – полость (штамповка на прессах). Другой вариант (штамповка на молотах) – выступ в нижней части, полость в верхней. При использовании таких штампов очень важно следить за идентичностью объемов поковки и заготовки. Если не соблюдать данного требования, углы полости не будут заполняться металлом (при его недостатке), или же высота поковки получится больше запланированной при избытке металла. Отметим, что штамп закрытого вида может иметь две плоскости разъема, которые перпендикулярны друг другу. Кроме того, заготовки нужно отрезать очень точно, чтобы штамповка проходила по оптимальной схеме.
  2. В открытых штампах. Они имеют переменный зазор, в который вытекает облой (некоторый объем металла). Он позволяет заполнить полость полностью остальным металлом, так как перекрывает выход из полости. Также в облой попадают излишки металла на конечной стадии процесса деформирования (это снижает запросы к точности заготовок по весу). Штамповка в открытых штампах выполняется в четыре стадии: осадка заготовки, соединение стенок штампа с заготовкой, вытекание «лишнего» металла в канавку при его обжатии и удаление из полости избыточного металла. Достоинством открытых штампов можно считать то, что в них производят любые виды поковок.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Закрытые штампы тоже имеют свои преимущества:

  • структура поковок является более благоприятной (волокна не перерезаются в облой в точке вытекания металла, а обтекают поковочный контур), благодаря чему достигается уникальная точность поверхности деталей, для которых впоследствии не применяются никакие виды шлифования;
  • так как облоя при такой схеме нет, расход металла значительно снижается;
  • есть возможность получать сплавы с малым показателем пластичности и с более высоким уровнем деформации, которая выполняется при высоких напряжениях неравномерного всестороннего сжатия.

Источник: http://tutmet.ru/gorjachaja-obemnaja-shtampovka-oblast-primenenija-sushhnost.html

Горячая и холодная штамповка деталей — Металлообработка, сварочные работы и токарные работы

Гибкие цены, оперативность и пунктуальность в исполнении заказов в каждом случае делают сотрудничество с «СагаМаш» продуктивным и удобным. Для заказа Вам достаточно позвонить 8(495)522-39-25 или отправить заявку на наш электронный адрес Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

  • Горячая штамповка объемная – это способ обработки металлов давлением, при котором изделию придается необходимая форма при помощи специального инструмента – штампа.
  • Образуемая в результате объемной штамповки деталь называемая поковкой.
  • При объемной штамповке металл деформируется одновременно по всему объему, а течение его происходит в полости штампа, очертания и размеры которой соответствуют будущей детали.
  • По сравнению с ковкой штамповка деталей имеет ряд преимуществ.
  • 1. штамповка деталей имеет более высокую производительность;
  • 2. штамповка деталей обеспечивает меньший расход материала;

3. За счет более высокой штамповка деталей в точности позволяет значительно сократить объем последующей обработки резанием.

Недостатки:

1. Для объемной штамповки паковок требуется гораздо большее усилие деформирования;

2. Штамп дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления одной, конкретной паковки.

Поэтом горячая объемная штамповка экономически целесообразно применению в крупносерийном и массовом производстве при изготовлении паковок от нескольких грамм до 20 килограмм.

Штампы – это массивные стальные формы, состоящие из двух частей в которых имеются полости. Эти полости называются ручьями. Верхняя часть штампа закрепляется на подвижной части кузнечной машины, нижняя – на неподвижной.

При смыкании обеих частей штампов образуется ручей, формы и размеры которого соответствуют изготавливаемому изделию. В зависимости от степени сложности изделия используют штампы одноручьевые или многоручьевые.

Штамповка паковок сложной конфигурации производится в многоручьевых штампах, ручьи которого подразделяются на заготовительные и штамповочные (чистовые и черновые).

В заготовительных ручьях происходит предварительное, а в штамповочных – окончательная форма изменения заготовки. Различают штамповку в открытых и закрытых штампах.

При штамповке деталей в открытых штампах в плоскости их разъема часть металла вытекает в облойную щель – получается заусенец (облой), что служит гарантией полного заполнения полости металлом.

Штамповка деталей в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой. Образование заусенца в нем не предусмотрено.

После штамповки изделий производят ряд завершающих операции: обрезку облоя, прошивку отверстий, правку, термическую обработку (отжиг или нормализацию), очитку от окалины, контроль качества паковок.

Горячая и холодная штамповка деталей / Давильная обработка

В последнее время этот метод получается значительное распространение для изготовления деталей в различных отраслях промышленности.

Заготовка, имеющая форму круга, прижимается упором к вращающейся форме.

Давильни перемещается параллельно оси вращения формы и постепенно деформирует металл заготовки, прижимая его к форме. В зависимости от давления толщина стенок детали может быть равной или меньше толщины заготовки.

Этим методом можно изготавливать изделия, получаемые вытяжкой при штамповке, но только полые тела вращения. Давильные работы устраняют необходимость изготовления штампов. Форма часто изготавливается из дерева, и поэтому в ряде случаев давильные работы более экономичные, чем вытяжка при листовой штамповке.

Горячая и холодная штамповка деталей / Производство гнутых профилей

При изготовлении горячей прокаткой фасонных профилей невозможно получить стенки толщиной менее 2-3 мм. В то же время по требуемой прочности в конструкциях такая толщина нередко завышена. Фасонные тонкостенные профили, легкие, жесткие, сложной конфигурации и большой длины можно получать методом профилирования листового материала в холодном состоянии.

Процесс профилирования прокаткой на профилегибочных станках заключается в постепенном изменении формы сечения плоской заготовки до требуемого профиля при последовательном прохождении полосы или ленты через несколько пар вращающихся фигурных роликов. Обычно таких пар от 6 до 20 и более. При данном методе площадь поперечного и толщина исходной или ленты практически не изменяется. Происходит только их последовательная гибка в поперечном сечении.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

/p h2Горячая и холодная штамповка деталей / Накатывание резьбы и мелкомодульных зубчатых колес/h2 pПроцесс пластического формообразования резьбы плоскими плашками либо роликами производится на специальных резьбонакаточных станках. Резьбонакаточные и зубонакатные инструменты изготавливают из высоколегированных сталей Х12М, ХФ12, Х12ФН, 9ХС./p img src=»http://www.sagamash.ru/images/sagamash/sh2.jpg» pРис. 2. Накатывание резьбы плоскими плашками/p pПри формировании резьбы плашками заготовку 2 помещают между неподвижной 1 подвижной 3 плашками. На рабочих поверхностях у них имеется рифления, профиль и расположение которых соответствует профилю и шагу накатываемой резьбы. При перемещении подвижной плашки заготовка катится между инструментом, а на ее поверхности образуется резьба./p img src=»http://www.sagamash.ru/images/sagamash/sh3.jpg» pРис. 3. Накатывание резьбы роликами/p pПри формировании резьбы роликами ролики 1 и 3 получают принудительное вращение. Заготовка 2 свободно обкатывается между ними. Ролику 3 придается радиальное движение для вдавливания в металл заготовки на необходимую глубину. Обкатка роликами требует меньших усилий. С их помощью накатываются резьбы с более крупными шагами./p olliДиаметр заготовки для накатывания резьбы определяется как :/liliкорень квадратный из половины суммы квадратов/lilidн – наружный диаметр резьбы, мм; и dв – внутренний диаметр резьбы, мм./liliНакатывание цилиндрических и конических микромодульных колес в 15 – 20 раз производительнее зубонарезания./li/ol img src=»http://www.sagamash.ru/images/sagamash/sh4.jpg» p Рис.4. Накатывание цилиндрических и конических микромодульных колес./p pПроцесс можно осуществлять на токарных станках накатниками 1 и 3, которые закреплены на суппорте и перемещаются с подачей Sпр. Каждый накатник имеет заборную часть для постепенного образования накатываемых зубьев на заготовке 2./p h2Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная штамповка/h2 pПод a href=»/cholodnaya-shtampovka-metalla» холодной штамповкой деталей/a понимают штамповку без предварительного нагрева заготовки. Для металлов и сплавов, применяемых при штамповке такой процесс деформирования соответствует условиям холодной деформации./p pa href=»/cholodnaya-shtampovka-metalla»Холодная штамповка деталей/a подразделяется на объемную штамповку и листовую штамповку. В первом случае заготовкой служит сортовой, а во втором – листовой металл./p pТакое подразделение целесообразно потому, что характер деформирования, применяемые операции и конструкции штампов для объемной и листовой штамповки значительно различаются между собой./p pОсновные разновидности strongхолодной объемной штамповки/strong – холодное выдавливание, холодная высадка и холодная объемная формовка./p h2Горячая и холодная штамповка деталей / Холодное выдавливание/h2 pПри a href=»/cholodnaya-shtampovka-metalla»холодной штамповке деталей/a, при холодном выдавливании заготовку помещают в полость, из которой металл выдавливают в отверстие, имеющееся в рабочем инструменте. Выдавливание обычно выполняют на кривошипных или гидравлических прессах в штамповках. Рабочими частями штампов являются пуансон (подвижен) и матрица (неподвижная часть формы)./p img src=»http://www.sagamash.ru/images/sagamash/sh5.jpg» pРис. 5. Прямое выдавливание/p pРазличают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание. При прямом выдавливании металл вытекает в отверстие, расположенное в данной части матрицы 2, в направлении, совпадающим с направлением движения пуансона./p img src=»http://www.sagamash.ru/images/sagamash/sh6.jpg» p Рис. 6. Обратное выдавливание/p pПри обратном выдавливании направление течения металла противоположено направлению движения пуансона относительно матрицы./p pНаиболее часто встречающейся схемой обратного выдавливания при a href=»/cholodnaya-shtampovka-metalla»холодной штамповке деталей/a, является схема, при которой металл может вытекать в кольцевой зазор между пуансоном и матрицей./p pПо такой схеме изготавливают полые детали типа труб (корпуса тюбиков), экраны радиоламп, корпуса конденсаторов и т.д./p pПри боковом выдавливании металл вытекает в отверстие в боковой части матрицы в направлении, не совпадающем с направлением движения пуансона./p img src=»http://www.sagamash.ru/images/sagamash/sh7.jpg» pРис. 7. Боковое выдавливание/p pТаким образом можно получить детали типа тройников, крестовин и т.д. В этом случае, чтобы обеспечить удаление заготовки после штамповки, матрицу выполняют в состоящей из двух половинок с плоскостью разъема совпадающей с плоскостью, в которой расположены осевые линии заготовки и полученного отростка./p ulliКомбинированное выдавливание характеризуется одновременным течением металла по нескольким из рассматриваемых схем холодного выдавливания./liliОсновной положительной особенностью выдавливания, при strongхолодной штамповке/strong, является возможность получения без разрушения заготовки весьма больших степеней деформации, которые можно характеризовать показателем: K=F0/F1 (2)/lili где F0 – площадь поперечного сечения исходной заготовки; F1 – площадь поперечного сечения выдавленной части детали;/lili/li/ul pДля таких металлов как медь и алюминий, обладающих высокой пластичностью К>100 (стенка толщиной 0.1 – 0.2 мм при диаметре тубы 20 -40 мм).

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная высадка

Холодную высадку выполняют на специальных холодновысадочных автоматах. Штампуют от прутка или проволоки. Пруток 1 подается до упора 2, поперечным движением ножа 3 отрезается заготовка требуемой длины и последовательно переносится с помощью специального механизма в позиции штамповки, на которых из заготовки поучают деталь.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Рис. 8. Холодная высадка

Высадка головки детали за один удар пуансона обеспечивается при l (2,5 – 2,8) d. При l (3,5 – 5,5) d – за два удара, и при l > (6 – 8) d – за три удара.

На холодновысадочных автоматах штампуют заготовки диаметром 0.5 – 40 мм из черных и цветных металлов. Получают такие детали как болты, винты, заклепки, гвозди, шарики, ролики и т.д. Штамповка на холодновысадочных автоматах характеризуется высоким коэффициентом использования металла ~ 95% (только 5% металла идет в отход).

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная объемная формовка

Холодная штамповка деталей методом холодной формовки в открытых штампах заключается в предании заготовке формы детали путе заполнения полости штампа металлом заготовки. Схема холодной формовки аналогична схеме горячей объемной штамповки.

Для уменьшения вредного влияния упрочнения и облегчения процесса деформирования при холодной формовке процесс образования детали обычно расчленяют на переходы, между которыми заготовку подвергают рекристаллизационному отжигу.

Каждый последующий переход осуществляют в специальном штампе. Применяются в крупносерийном и массовом производстве.

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная листовая штамповка

Листовая штамповка – это процесс получения изделий или заготовок из листового материала путем деформирования его на прессах с помощью штампов. Листовой штамповкой можно получать изделия не только из металла, но и из кожи, картона, пластмасс.

Холодная листовая штамповка деталей является одним из наиболее прогрессивных и экономичных методов изготовления деталей.

Детали, полученные листовой штамповкой, отличаются точностью размеров, взаимозаменяемостью, и в большинстве случаем не требует дальнейшей механической обработки, имеют высокую прочность и жесткость при малом весе и малом расходе материала.

Штамповка позволяет из листового материала изготавливать самые разнообразные детали РЭС – корпуса, фланцы, крышки, стенки, шасси, рамы, платы, шестерни и др. плоские и изогнутые детали.

  1. Холодная штамповка деталей объединяет большое количество операций, которые по характеру деформации металла разделяются на две большие группы:
  2. Операции с разделением (резкой) материала;
  3. Операции с пластической деформацией материала.
  4. Более детально все операции холодной листовой штамповки по виду деформации разделяются на следующие основные виды:
  5. – резка – отделение одной части материала или заготовки от другой по замкнутому или незамкнутому контуру;
  6. – гибка – превращение плоской заготовки в изогнутую деталь;
  7. – вытяжка – превращение плоской заготовки в полую деталь любой формы;
  8. – формовка – изменение формы детали или заготовки путем местных деформаций различного характера.
  9. В свою очередь, почти каждый из основных видов операций подразделяется на ряд конкретных операций, характеризуемых особенностью и назначением производимой работы, а также типом штампа.
  10. Рассматривая основные виды операций холодной штамповки, следует иметь ввиду, что при изготовлении деталей они могут выполняться совместно путем совмещения (при одном штампе) нескольких типов деформаций или выполняться последовательно разными штампами.

Вы можете ознакомиться и с другими услугами предлагаемыми компанией «СагаМаш»: токарные работы по металлу, фрезерные работы по металлу, расточные работы и т.д. На все услуги мы предлагаем конкурентные цены и оперативное выполнение работ.

Источник: http://www.sagamash.ru/stati/goryachaya-i-holodnaya-shtampovka-detalei

Описание технологии горячей штамповки металла

Штамповка горячим способом металлической заготовки способствует ее деформации в нагретом состоянии, чтобы придать соответствующую форму изделию. Эти технологии применяются в тяжелом машиностроении, и они по-своему уникальны.

Суть технологии

Горячая штамповка металла заключается в нагревании изделия и давлением заданного штампа формируется деталь. При этом изменение температурного режима производится до состояния, который бы образовался при ковке.

Чтобы не было вытекания металла, в конструкции штампа предусматриваются специальные полости в виде выступов. Так формируется поверхность в виде ручья соответствующая замкнутому типу, а конфигурация выполненного изделия соответствует его форме.

Исполнение горячей штамповки производиться из разнопрофильных брусков сечения: прямоугольного, квадратного или круглого. В исключительных случаях технологический процесс штамповки изделий выполняется из прутка. Для начала производят поковку с заданными размерами, а после ее делят на части. Заготовки для штампов выполняют обычно из металлического прутка.

  • Эффективность технологического процесса заключается в том, что ее можно применять в производстве серийных заготовок.
  • Горячая штамповка металла: технология и оборудование
  • При применении этой технологии предприятия имеют множество преимуществ:
  1. Снижается процент образования металлических отходов.
  2. Производительность труда растет.
  3. Возможность выполнения сложных конструктивных элементов.
  4. Обеспечение точности геометрических размеров.
  5. Заготовки отличаются высоким качеством поверхности.

Технология изготовления детали объемной штамповкой следующая:

  • резка заготовки в размер;
  • нагревание в печи;
  • 1 переход;
  • 2 переход;
  • 3 переход;
  • устранение облоя и обработка металла.

По технологии штамповки выполняется огромный перечень действий от загрузки болванки в обрабатываемую зону, завершая изыманием из печи. Алгоритм подразумевает выполнение работ:

  1. Штампы используются с закрытым или открытым ручьями.
  2. Выполнить конструкторскую документацию на разработку поковки.
  3. Продумать за какое количество переходов выполняется заготовка.
  4. Выбрать подходящее оборудование, продумать, какие использовать штампы.
  5. Произвести нагрев поковки, выбирая способ нагрева штампа и режимов работы оборудования.
  6. Исходя из требований качества обработки детали, произвести оценку, какие завершающие операции проводить.
  7. Подсчитать технико-экономические показатели заданного техпроцесса.

По отношению к ковке метод горячего штампования обладает своими достоинствами и недочетами:

№ п/п Достоинства Недостатки
1. Высокая производительность трудового процесса Лимиты по массе получаемых деталей и заготовок, не более – 3,5 тонн
2. Качество обрабатываемой поверхности, допуском и припусков почти в 4 раза меньше; при выполнении калибровки получаемые допуски составляют 0,05 мм, поэтому мехобработке подвергаются лишь места сопряжений со смежными изделиями, а остальных поверхностей достаточная шероховатость и точность Деформация выше, исходя из этого, используется мощное оборудование, это происходит, потому что деформации подвергается заготовка полностью, при этом течь металла подвергается сопротивлению, создаваемого стенками штампа
3. Возможность получения конструктивных элементов сложной конфигурации Достаточно высокая цена оборудования, так как оно сложное и выполняется из качественного материала, а применяется лишь для изготовления одного вида изделия
4. Простота выполняемых операций, для этого необязательно иметь большой стаж работы, программа обучения штамповщика несложная

Для горячей штамповки металла применяется несколько известных технологий, зависимых от следующих параметров:

  • выбора оборудования;
  • геометрических размеров;
  • материала заготовки.

Выбор технологии

По выбранной технологии можно производить несколько типов деталей:

► Удлиненные – к ним относятся рычаги, валы, воротки и иные. Обработка производится плашмя при использовании штамповочного пресса. Последним этапом этой работы является фасонирование, исполняемое в заготовительных вальцах для ковки.

► Дисковые – к ним относятся кольца, диски, шестерни, крышки и иные изделия. При выполнении данной операции используется метод осадки, производимый в торец заготовки. Для этого процесса применяются штамповочные переходы.

Таблица типовых изделий для разной формы поковок с подробным описанием:

№ п/п Краткое описание характеристики Типовые изделия
Изделия удлиненной конфигурации
1. Прямая ось Балки, валы, втулки, шатуны
2. Изогнутые по оси Рычаги, предназначенные для рулевого управления
Симметричные
1. Круглые изделия Фланцы, шестеренки и ступицы
2. Квадратные и многоугольные Гайки, фланцевые соединения и ступицы
3. Изделия, имеющие отростки Типа вилки и крестовины
Иные изделия
1. Комбинированной формы Коленвалы, поворотные кулачки
2. С количеством необрабатываемых поверхностей большего объема Рычажные элементы для переключения передач, крюки для буксира и балки для параллельных осей
3. С внутренними отверстиями и заглублениями Валы с полостями, шестеренчатые блоки и детали для фланцевых соединений

► Штамповочные ручьи, которые в свою очередь подразделяются на:

  1. Протяжные (увеличивается длина отдельных элементов на обрабатываемой заготовки, именно по этой части производится нанесение ударов с кантованием детали).
  2. Заготовительные (выполнение фасонирования детали или равномерное перераспределение металлической массы с минимальными потерями).
  3. Пережимные (при этом одновременно уменьшается высота и увеличивается ширины обрабатываемой заготовки).
  4. Подкатные (диаметр отдельных участков увеличивается при распределении металла по оси заготовки).
  5. Гибочные (производится формирование поковки заготовки с изгибом по оси под 90 0).

► Разновидности штамповочных ручьев:

  • Черновые – конфигурация обрабатываемого материала в большей степени приближена к форме поковки. К особенностям относятся увеличенная глубина, радиусы и уклоны по отношению к параметрам изделия, выполненного начисто.
  • Чистовые – при приобретении требуемой формы увеличиваются размеры на ту величину, на которую увеличиваются усадки металлической заготовки. Металлопрокат располагают в центральной оси штампа, так как на его оказываются максимальные усилия.

О схемах штампов

► В производственном процессе применяются две схемы горячего штампования:

  1. Закрытого типа – по заданной технологии между частями штампа неподвижной и подвижной просвечиваются небольшие зазоры минимальны. Для исполнения изделий применяются прессы с выступом наверху рабочего инструмента, а внизу размещена полость. Или, напротив, на молотах при выступе снизу, в полости в верхней части используемого инструмента. Этот способ применяется, когда объемы готового изделия и поковки соответствуют по параметрам. Штампы этой разновидности имеют одновременно две полости для разъема, расположенные под углом 900, относительно друг друга.
  2. Открытого типа – принцип их работы основан на том, что между неподвижной и подвижной частями обеспечивается зазор, в который выливается лишний металл. Их можно применять для поковок любого размера.

► Преимущества производства с использованием открытых типом штампов:

  • Безупречное качество поверхности.
  • Однородная структура материала.
  • Экономия металла.
  • Возможность применения материалов с невысокими показателями пластичности, так как воздействует высокое напряжение и обеспечивается неравномерность при сжатии.

Применяемое оборудование

Даже если обрабатываемый материал имеет мягкую структуру, использование оборудования для придания заданной формы обязательно. К этому оборудованию можно отнести:

  1. Гидравлические прессы.
  2. Гильотины.
  3. Кривошипно-шатунные механизмы.

Также нужно правильно выполнять расчеты по расходу материалов и выполнять чертежи, с учетом требований государственных стандартов.

Если рассматривать штамповочный станок, то в его состав входят следующие конструктивные элементы:

  • исполнительный механизм, соответствующий типу станка;
  • мотор для приведения оборудования в движение;
  • передачи, обеспечивающей движение от одного механизма к другому.

Видео: горячая штамповка металла – автоматизированные линии.

О работе механизмов

► Кривошипно – шатунные прессы. Принцип действия его заключается во вращении привода, который, в свою очередь, преобразует движение в возвратно-поступательное на установленном ползуне. Детали технического устройства выполняются из стали прочной структуры с ребрами жесткости.

Движется ползун по заданному режиму, при этом на него воздействует усилие в 8000 т. Установки кривошипного типа, используемые на производствах, снижают себестоимость деталей, а также упрощают их изготовление. Экономия составляет около 30%. Станки подразделяются на: простые, с двойным действием или с тройным действием.

С помощью технического устройства можно выполнять следующие технологические решения:

  1. Производство штампованных деталей при открытых или закрытых матрицах.
  2. Исполнение заусенца.
  3. Выдавливание заготовок.
  4. Прошивку.
  5. Обработку одновременно несколькими способами.

Под воздействием одной ударной нагрузки механические прессы производят работу, но при ударе меньшей силой от гидравлического пресса получается лучшие эффект. В связи с этим гидравлику используют для крупногабаритных и толстостенных деталей.

► Гидравлические прессы. Завод – изготовитель выпускает оборудование для ковки, создания продавливающих усилий и проштамповывания поверхности. Переработка металлических отходов с их помощью тоже результативна. Принцип действия заключается в увеличении силы давления на изделие в несколько раз.

Выглядит пресс следующим образом: это два цилиндра, заполненные водой и между ними расположена труба. В каждом цилиндре находятся поршни, а основа принципа работы заложена на законе Паскаля.

► Радиально-ковочные механизмы. Заготовка располагается в модуле, в котором осуществляется нагрев по принципу индукции. После того как материал становиться мягким она подается на захват через конвейерный механизм непосредственно в зону обработки. В процессе приобретения нужной формы заготовка вращается, что обеспечивает ее равномерную обработку. Ковка детали осуществляется бойками.

Функционирование пресса производиться от мотора, присоединенного к клиноременным передачам. Их вертикальное размещение передает движение на боек и шатунный механизм. Для синхронности работы в устройстве расположены копирные барабаны. Червячные передачи приводят в работу держатель электромотором. Притормаживание движений осуществляется пружинной муфтой.

Источник: https://metmastanki.ru/goryachaya-shtampovka-metalla-i-ee-tehnologiya

Горячая объемная штамповка металла: суть и преимущества технологии — ООО ПКФ «ДИСТ» в Перми

29.10.2018

Горячая объемная штамповка — метод металлообработки, который заключается в деформировании разогретого металла в нескольких плоскостях.

Технология предполагает использование специальных штампов, применяется для изменения размеров и геометрической формы горячей поковки.

Одно из преимуществ такого способа обработки заготовок под давлением — возможность применения в серийном и массовом производстве объемных металлоизделий.

Технологический процесс

Производство готового металлоизделия методом горячей объемной штамповки включает следующие этапы:

  • Проектирование штампа. На первом этапе создают чертеж поковки металла с нужным типом ручья — открытым или закрытым.
  • Расчет количества переходов. Переход — этап создания объемной детали: их точное число зависит от сложности изделия. В процессе обработки металла могут применяться различные виды штамповочных ручьев — заготовительные, гибочные, пережимные, подкатные, протяжные.
  • Формирование штампа. Выполняется с помощью кузнечно-штамповочного оборудования — ГКМ, молота, пресса и др.
  • Подготовка поковки. Чаще всего технология предполагает предварительную нарезку заготовок из квадратного, круглого, прямоугольного или периодического листа металла. Возможна также обработка прутка с последующим отделением поковки на специальном оборудовании.
  • Нагрев заготовки. Поковку разогревают до ковочной температуры (точное значение зависит от типа металла) с помощью нагревательного горна или печи.
  • Штамповка. Распространены 2 технологии обработки горячей поковки: в открытых и закрытых штампах. Приспособления имеют соответственно постоянный и переменный зазор между подвижной и неподвижной частями. Открытые штампы подходят для любых объемных поковок. Преимущество изделий закрытого типа — сниженный расход металла за счет отсутствия облоя.

При необходимости после горячей штамповки проводится дополнительная финишная доработка готового металлического изделия.

Особенности метода

Другая распространенная технология изготовления элементов сложной конфигурации из металла — ковка. Это довольно трудоемкий метод: результат зависит от квалификации мастера и точности финишной обработки.

Горячая объемная штамповка обладает следующими преимуществами по сравнению с ковкой:

  1. Меньше отходов. Технология требует в 3–4 раза меньших допусков и припусков металла (могут составлять до 0,05 мм после калибровки). Готовое изделие требует минимальной доработки — как правило, требуется только доработка поверхностей сопряжения с другими элементами.
  2. Повышенная производительность. Преимущество метода горячей штамповки — возможность производить в десятки и сотни раз больше металлоизделий. Готовый объемный штамп можно применять многоразово для выпуска нужного количества деталей.
  3. Любая конфигурация. Горячая штамповка позволяет изготовить сложные изделия без объемных напусков, которые неизбежны при ковке.

Горячая штамповка требует сложного специализированного оборудования и инструмента. Штамп изготавливают из металла повышенной прочности — инструментальной стали. К тому же, готовый штамп может применяться только для изготовления металлоизделий определенного типоразмера.

Применение

Горячий способ штамповки объемных деталей по форме поковки бывает следующих типов:

  • Поковки удлиненной формы — валы, рычаги, шатуны и другие аналогичные изделия. Исходная заготовка подвергается протяжке и последующей обработке плашмя. Готовое изделие фасонируют методом свободной ковки.
  • Диски — крышки, ступицы, фланцы, шестерни и прочие квадратные или круглые детали. Применяется технология осадки — обработка производится в несколько штамповочных переходов.

Специалисты ООО ПКФ «Дист» осуществляют штамповку алюминия, бронзы, латуни, меди, изготовление поковок любой конфигурации из цветных металлов.

Преимущества сотрудничества с нами — возможность индивидуального изготовления поковок, более 10 собственных автоматизированных производственных линий, профессиональные консультации и помощь в выборе.

Горячая штамповка металла: технология и оборудование

Источник: https://pkf-dist.ru/articles/goryachaya-obemnaya-shtampovka-metalla-sut-i-preimushchestva-tehnologii

Горячая штамповка металлов | ТехноПарк NORMALI

БАЗА ЗНАНИЙ ТЕХНОПАРК NORMALI

Штамповка – это процесс обработки заготовок, заключающийся в изменении их размеров и форм путем пластического деформирования. Данный процесс принято разделять в зависимости от структуры и формы обрабатываемого материала на:

  • Листовую (получение готовых изделий из листовых заготовок толщиной до 6 миллиметров);
  • Объемную (получение как готовых изделий, так и заготовок для последующей механической обработки из цельного металла).

По температурному режиму штамповку разделяют на несколько типов.

  1. Холодная штамповка.
  2. Горячая штамповка.
  3. штамповочные молоты;
  4. гидравлические, фрикционные и механические прессы;
  5. вальцы;
  6. горизонтально-ковочные машины (ГКМ).

В качестве заготовки при горячей штамповке используется металлический прокат, имеющий круглое или квадратное сечение; также может использоваться полоса или какой-либо профильный прокат. Чаще всего для осуществления процесса горячей штамповки прокат нарезается на заготовки определенной длины; в некоторых случаях отрезка производится прямо на штамповочной машине.

Где используется объемная горячая штамповка

Объемная горячая штамповка применяется в двух типах производства: серийном и массовом. Горячая штаповка обеспечивает:

  1. повышение производительности труда;
  2. снижение объёма материала, который уходит в отходы;
  3. штамповка горячего типа обеспечивает достаточно высокое качество получаемых поверхностей деталей (выдерживаются заданные допуски на размер, а также требуемая шероховатость);
  4. горячая штамповка позволяет получать на выходе изделия достаточно сложной конфигурации, чего не позволяет достичь альтернативный вид обработки – свободная ковка.

Недостатки горячей штамповки

К недостаткам горячей штамповки можно отнести образование облоя – излишка металла, который выходит за пределы штампа при деформации и заполнении всей полости формы. В результате требуются дополнительные технологические операции, чтобы его срезать. Однако с помощью штамповки горячего типа можно получить заготовки любого типа.

Как делается штамповка

Горячая штамповка же в закрытом штампе представляет собой две расположенные друг над другом формы, зазор между которыми незначительный, что позволяет избежать образование облоя. Есть два варианта расположения половинок формы:

  1. на прессах снизу размещается полая форма, а сверху – выпуклая;
  2. на штамповочных молотах формы для горячей штамповки расположены наоборот.

Для изъятия готовой заготовки из закрытого штампа в горячей штамповке предусматриваются плоскости разъёма – часто две, расположенные взаимно перпендикулярно.

Основная задача проектировщика и технолога закрытых штампов для горячей штамповки – обеспечить одинаковый объём материала поступающей на обработку заготовки и самого штампа.

В противном случае из-за избытка материала понадобится дополнительная механическая обработка, из-за недостатка форма штампа заполнится не полностью и деталь отправится в брак.

Это нужно учесть в процессе нарезания заготовок непосредственно перед началом работ.

Источник: https://normali.su/knowledge/shtampovka

Ссылка на основную публикацию