Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные нюансы и технология штамповки металла

Технология штамповки деталей из листового металла

[Процесс штамповки деталей из листового металла] позволит вам изготовить плоские или объемные изделия.

Изготовление происходит посредством штампов, которые закреплены на пресс, либо с применением других элементов. Существует два типа листовой штамповки: горячая штамповка и холодный тип.

В статье мы разберем, чем горячая отличается от холодной, какие нормы нужно соблюдать в процессе, а также вы узнаете, можно ли произвести изготовление деталей с помощью этого метода своими руками в домашних условиях.

Как происходит штамповка?

В зависимости от того, какие технологические нормы используются, штамповка деталей может значительно отличаться.

Первый тип штамповки заключается в резке, рубке или пробивке материала – его называют разделительный.

Существует также вариант штамповки, когда происходит формовка, вытяжка, холодное выдавливание и прочие манипуляции с листовым металлом.

Также существуют горячая и холодная штамповки листового металла.

Горячую штамповку используют только на крупном производстве: используя этот метод, происходит изготовление днищ для котла, разнообразных деталей в форме полушарий, буев и пр.

Обычно горячая штамповка используется для изготовления деталей, из которых создают корпуса и другие элементы, связанные с судостроением.

Чтобы получилась объемная или плоская деталь, требуется, прежде всего, часть листового металла толщиной до 4 мм.

Перед началом работы всегда проводится расчет и соблюдаются нормы нагрева – это довольно тонкая и сложная работа, поэтому горячая штамповка не применяется в домашних условиях.

В остальном же технология и расчет аналогичны методу холодной штамповки, о котором мы поговорим дальше.

Прежде чем приступать к работе, нужно произвести расчет и составить чертежи деталей, при этом расчет должен учитывать, что металл утягивается во время вырубки, пробивки или гибки.

При горячей штамповке, чтобы нагреть детали, используют специальное оборудование – пламенные печи или печи, работающие на электричестве, либо другое электронагревательное оборудование.

Также нужно следить, чтобы нормы процесса и правильный расчет были соблюдены.

При холодной штамповке пресс создается с помощью давления и подобное оборудование не используется.

Холодный вид штамповки металла более удобен, т.к. в этом случае возможно изготовление изделий законченного вида, которым не нужна дополнительная резка.

Во время штамповки холодного типа бывает изготовлена как объемная, так и плоская деталь крупного или мелкого размера.

В целом же технология штамповки металла выгодная процедура, т.к. она предполагает уменьшение расхода материала при высокой производительности. Особенно это заметно при массовом производстве деталей.

Холодную штамповку деталей производят со сталью углеродистого, либо легированного происхождения, а также сплавами алюминия и меди.

Оборудование холодной штамповки способно обрабатывать не только металлические объекты, но также работать с картоном, кожей, резиной, пластмассой и другими элементами.

Холодная штамповка может быть двух типов: разделительной и формоизменяющей.

Разделительная штамповка металла — это резка, вырубка или пробивка деталей.

Резка деталей заключается в разделении металлической заготовки на части по заранее определенным кривым или прямым линиям.

Резка широко применяется на производстве – с ее помощью делают готовые детали, либо раскраивают листовой металл, разделяя его на полосы нужного размера.

Для резки необходимо специальное оборудование, а именно дисковые или вибрационные, гильотинные или другие профессиональные ножницы.

Технология вырубки листового металла заключается в производстве деталей, имеющих замкнутый контур. А процесс пробивки используют, чтобы сделать в детали отверстия требуемой формы.

Штамповка заготовок может быть произведена как своими руками, так и на заказ. Однако при самостоятельной работе нужно соблюдать предписанные нормы, что не так просто.

Этот процесс включает следующие элементы: гибку, вытяжку, отбортовку, обжим и формовку. С помощью процесса гибки создают детали с изгибом.

При вытяжке из плоской заготовки изготавливается объемная полая пространственная деталь.

Путем вытяжки возможно сделать из заготовок объекты цилиндрической, полусферной, коробчатой или конической формы.

При отбортовке на детали делают борты, идущие вокруг наружного контура листа и возле заранее изготовленных отверстий.

Отбортовку используют обычно для обработки концов труб, на которых установлены фланцы.

Процессам обжима подвергается обычно объемная или имеющая полость деталь – с его помощью детали приобретают суженную концевую часть.

Происходит это с использованием конической матрицы с помощью наружного обжатия листового металла. При формовке форма деталей изменяется, сохраняя форму контура снаружи.

Стоит отметить, что чаще всего объемная штамповка изделий из металла делается на заказ, т.к. требуется необходимое оборудование, которое не сделать в домашних условиях.

Что нужно для штамповки?

Технология штамповки деталей из листового металла требует специального оборудования: это ножницы, кривошипный пресс и гидравлический пресс, имеющий несколько шайб и поверхность матрицы.

Также необходимо соблюдать нормы работы и расчет материала.

Для холодной штамповки чаще всего используют гидравлический пресс, т.к. это оборудование бывает разнообразных конструкций и делает возможным изготовление деталей разных форм с уменьшением расхода материала.

Также выбор пресса зависит от работы, которую нужно провести с заготовкой.

К примеру, чтобы сделать вырубку и пробивку, требуется пресс простого действия, который отличается небольшим ходом ползуна и шайб, а также уменьшением расхода материала.

Чтобы произвести вытяжку, нужен пресс, имеющий двойное действие и заметно больший ход ползуна и шайб.

По конструкции прессы бывают однокривошипные, двухкривошипные, четырехкривошипные, но все они отличаются наличием матрицы.

Два последних типа отличаются стволами и ползунами более крупных размеров.

Пресс работает за счет наличия клиноременной передачи: непосредственно передача движения осуществляется с помощью пусковой муфты и шайб на кривошипный вал.

С помощью шатуна, способного регулировать длину, движение поступает к ползуну и приводит его в работу.

Ползун движется возвратно-поступательным способом по направлению к столу. Запускается пресс педалью, которая воздействует на муфту. Педаль установлена на сам пресс.

Четырехшатунный пневматический пресс с наличием шайб и матрицы штампует детали с усилием, центр которого находится между шатунами, образующими между собой четырехугольник.

Такое устройство способно делать сложные штампы, благодаря нецентральной нагрузке на ползун. При этом лишнего расхода материала практически не происходит.

Таким образом, можно получить ассиметричные детали из листового металла крупного размера со снижением расхода материала.

Чтобы сделать более сложные изделия, нужен пневматический пресс, имеющий двойное или тройное действие, а также правильный расчет.

Особенность этого оборудования в том, что оно оснащено двумя или тремя ползунами.

В прессе, имеющим двойное действие, внешний ползун осуществляет зажим металлической заготовки посредством буфера, а ползун внутри позволяет сделать вытяжку изделия матрицы.

Сначала начинает двигаться внешний ползун, после достижения им самой крайней нижней точки, он замирает и фиксирует край детали на поверхности матрицы.

Затем в движение приходит внутренний ползун и начинается процесс вытяжки – все это время внешний ползун остается на месте.

После того как работа закончена, второй ползун поднимается вверх, тем самым освобождая заготовку, над которой производится работа. Таким образом и производится объемная или другая деталь с помощью пресса.

Для работы с тонкими листами металла существует специальный фрикционный пресс с наличием шайб, гидравлические же модели используют, главным образом, для создания деталей из толстого листового металла для снижения возможного расхода материала.

Гидравлический пресс отличается большим качеством штамповки материала, благодаря наличию более надежных шайб, матрицы и прочих элементов.

Именно его используют для выполнения большей части работ, связанных со штамповкой листового металла.

Еще один плюс в его пользу для использования на производстве и своими руками в том, что он не подвергается перегрузке, что довольно часто случается во время работы на кривошипном прессе.

Не только станок с прессом требуется для штамповки металла. Для проведения правильной работы с уменьшением расхода материала необходим также станок, имеющий встроенные вибрационные ножницы.

Помимо ножниц, станок имеет короткие ножки. Работа по обработке металла начинается с верхнего ножа, который запускается электродвигателем.

При работе заготовку из листового металла нужно установить на стол, и сдвинуть его в промежуток между ножками сверху и снизу до полного упора.

Подобный вид обработки металла так популярен потому, что количество расхода материала снижено, по сравнению с другими вариантами работы.

Плюс с его помощью может быть создана деталь любого вида: объемная, плоская, конусообразная и т.д.

Читать еще:  Закалка металла графитом в домашних условиях

Расчет требуемого материала можно провести как самостоятельно, так и с помощью специалистов, но, в любом случае, нормы будут ниже, чем при другой обработке металла.

При всех своих плюсах, эта обработка металла требует специального оборудования: для работы нужен станок, на котором есть пресс, поверхность матрицы, несколько шайб и другие элементы, а также необходимо соблюдать нормы работы.

Все это делает создание станка своими руками маловозможным, однако заказать изготовление деталей путем штамповки не так дорого, поэтому острая необходимость иметь подобный станок дома, отсутствует.

Основные нюансы и технология штамповки металла

Сравнение лазерной резки с другими видами раскроя листового металла.

Несмотря на то, что наша компания занимается, исключительно, лазерной резкой металла в спб, мы бы хотели кратко описать альтернативные виды обработки листового металла, а так же их преимущества и недостатки.

На данный момент основными технологиями раскроя листового металлопроката, являются:

  • Рубка на гильотине
  • Штамповка
  • Вырубка на координатно-пробивном станке
  • Плазменная резка
  • Гидроабразивная резка
  • Лазерная резка

Каждый из этих типов раскроя обладает определенными преимуществами и недостатками по сравнению с другими. В этой статье, в общих чертах, мы рассмотрим основные нюансы раскроя листового металла с помощью различных технологий.

1. Рубка металла на гильотине

Описание: Раскрой листового металла на гильотине осуществляется путем удара ножа или одновременно двух ножей по листу металла. Данный метод применяется при изготовлении простых изделий, квадраты, прямоугольники, ленты, штрипсы. Отлично подходит для производства закладных деталей, фасадных кассет, простейших металлоизделий. Обычно подразумевает дальнейшую обработку, а именно сверловку, зенковку, фрезерование.

Основные преимущества: Дешевизна, доступность. Практически на каждом предприятии, занимающемся металлообработкой, имеется гильотина для резки металла. Стоимость одного удара начинается от 10 руб. за один удар.

Недостатки: Только прямой рез, низкое качество (заусенцы, зазубрины), невысокая точность. Толстые металлы и изделия с габаритами от 2,5 метров, могут производить только несколько предприятий в СПб. В большинстве случаев, требуется дополнительная обработка кромки.

2. Штамповка металла

Описание: Изделие формируется путем удара пуансона по матрице, по принципу «один удар – одно изделие». Отличный способ обработки листового металла для производства серийных металлоизделий небольших габаритов, не требующих высокой точности. Требует изготовления штампа и наличия специального оборудования. Обычно востребовано предприятиями, выпускающими большие объемы серийной продукции.

Основные преимущества: Низкая стоимость конечной продукции при большом объеме производства, высокая повторяемость деталей, невысокие требования к квалификации персонала.

Недостатки: Применимо ,исключительно, к большим партиям продукции, из за высокой стоимости штампа. Большой срок изготовления штампа. Невозможность штамповать толстые металлы и крупногабаритные изделия.

3. Вырубка на координатно-пробивном станке

Описание: Обычно эта технология используется для производства корпусных изделий из металла. Осуществляется на современных станках с ЧПУ с большим выбором инструментов и операций. Позволяет производить вырубку практически любого контура, а также пуклевку, неглубокие гибы, выштамповку. Большая скорость обработки и довольно высокая точность.

Основные преимущества: Высокая производительность при довольно высокой точности.

Недостатки: Высокая стоимость.Отсутствие станочного парка в СПб. Сложность в проработке технического задания для станков подобного типа. Невозможность штамповать толстые металлы и крупногабаритные изделия. Обычно, используется сталь, толщиной не более 2 мм.

4. Плазменная резка металла в СПб.

Описание: Наиболее распространенный способ обработки листового металла. С помощью плазменной резки можно обрабатывать металлы толщиной 200 мм. и более. В силу простоты, дешевизны и множества предложений в этом сегменте, метод обрел множество поклонников в СПб и Ленинградской области. Однако, качество обработки, особенно на больших толщинах, существенно ниже лазерной резки.

Основные преимущества: Доступность, низкая цена. Возможность обработки больших толщин.

Недостатки: Невысокая точность обработки, низкое качество реза.

5. Гидроабразивная резка

Описание: Суть гидроабразивной резки заключается в подаче на разрезаемый листовой материал струи воды, вылетающей из специального сопла со сверхзвуковой скоростью. Для резки нетвердых и тонких материалов, применяется вода. При резке твердых и толстых материалов, в воду добавляется абразив. Обычно, это гранатовый песок или оливин.

Основные преимущества: Отличный способ резки. Не осуществляется никакого термического воздействия на материал. Гидроабразивом, можно резать практически любые материалы не боящиеся воздействия влаги, металл, камень, пластик, кожу, стекло, дерево и т.д. Толщина разрезаемого материала может достигать 250 мм. Качество реза, даже при толстых материалах достигает высочайшего качества.

Недостатки: Главный недостаток, заключается в том, что это, пожалуй, самый дорогой способ обработки листовых материалов. Гранатовый песок поставляется из Индии или Австралии и стоит достаточно дорого. Скорость резки, существенно ниже, чем при альтернативных способах резки.

6. Лазерная резка.

Описание: Лазерная резка металла осуществляется узконаправленным нагревом листа лазерным лучом с последующим удалением металла из области реза струей газа. На данный момент, это наиболее перспективный способ обработки листового металла.

Основные преимущества: На данный момент, по соотношению «цена — качество — скорость обработки», лазерная резка является оптимальным выбором для компаний занимающихся обработкой листового металла толщиной до 25 мм.

Недостатки: Основная масса оборудования для лазерной резки, позволяет обрабатывать листы металла с габаритами не более 1500*3000 мм. Толщина металла, при этом, обычно, не более 25 мм. Разумеется, есть оборудование имеющее более высокие возможности, но встречается оно довольно редко.

Содержание для поиска: сравнение лазерной резки с другими видами металлообработки, рубка металла на гильотине, штамповка металла, вырубка на координатно-пробивном станке, плазменная резка, гидроабразивная резка

Штамповка металлических изделий: определение, классификация

Штамповка металлических изделий представляет собой процесс контролируемых изменений, когда заготовка деформируется под влиянием увеличенного давления. Этот метод обработки придает металлу определенные формы, чтобы в дальнейшем детали выполняли поставленные задачи.

Штампование применяется только для заготовок малой толщины, в противном случае возникают проблемы со сгибанием и дальнейшим обрабатыванием.

Классификация и нюансы

Есть три вида штамповки: холодная, горячая и жидкая. Последняя выполняется крайне редко. Теперь рассмотрим каждую из них подробнее.

Холодная

Этот способ характеризуется обработкой изделий без предварительного нагревания. В промышленных масштабах он выгоден, потому как не нуждается в расходах на энергию, чтобы металл приобрел необходимую температуру. Его часто применяют на тонколистовые заготовки, которые отлично гнуться и принимают нужную форму.

Весь процесс выполняется поэтапно.

  1. На первом этапе происходит уплотнение, позволяющее уменьшить пластичность материала, чтобы в дальнейшем деталь лучше сохраняла приобретенную форму. Эта процедура называется прессовкой заготовленного изделия под огромным давлением.
  2. Второй этап. Здесь происходит отжиг металлоизделий в особых высокотехнологичных печах при экстремальных температурных режимах – от 550 до 620 °C. Так осуществляется процесс рекристаллизации решетки из металла, а также введение в нее атомов углерода, за счет чего значительно увеличиваются прочностные характеристики материала. Продолжительность процедуры варьируется в зависимости от структуры используемого сплава и параметров металлоизделий.
  3. По завершению подготовительных работ заготовку кладут под специальный пресс для холодного штампования, где ей задают нужную конфигурацию.

Сама штамповка занимает несколько секунд, при этом нет необходимости в присутствии оператора. В оборудование встроены матрицы, произведенные из твердой стали. Они рассчитаны на долгую службу, при этом остаются в первоначальном виде. Этот момент важен: штамповку осуществляют с учетом конкретных задач, любое (даже минимальное) нарушение конфигурации готовых металлоизделий приводит к отсутствию стыковки с другими элементами. Холодный метод полностью безопасен для персонала, а без дополнительного нагрева операции проходят в автоматическом режиме.

Горячая

Этот метод штампования дает возможность обработки металлических изделий значительной толщины – нагретый сплав более податлив, поэтому легче гнется. Подготовка в этом случае аналогична предыдущему варианту, но рабочая установка отличается. Оборудование включает два главных элемента: пресс и печь. Последняя применяется для предварительного нагревания заготовленных деталей до температуры стали, когда она приобретает красный цвет. В этом виде металл легко поддается физическому влиянию, но возможность пережога при этом полностью исключается.

В печи важно создать приемлемые условия для работ, по этой причине современные установки снабжаются автоматизированным управлением высокой точности. Такой системе достаточно задать нужные показатели, зависящие от типа металлического изделия. Остальное произойдет в автоматическом режиме. Штамповочные установки для горячей обработки производят из прочной стали, характеризующейся высокой устойчивостью к тепловым нагрузкам. К ним предъявляются особые требования: станки обязаны выдерживать определенное число процессов без изменений первоначальных характеристик.

Читать еще:  Цинковые сплавы: описание, структура и свойства

Горячее штампование предполагает участие сотрудника на всех этапах производственного процесса. Заготовка требуется минимум времени, чтобы остыть в стандартных условиях, поэтому ее важно быстро перенести от печного оборудования до штамповочного станка. Работник использует специальные кузнечные клещи, чтобы своевременно водрузить деталь на положенное место. Постоянное пребывание в помещениях с высоким температурным режимом неблагоприятно сказывается на здоровье, поэтому важно грамотно распределить смены для минимизации вреда. Автоматизация работ затруднительна, к тому же предполагает весомые финансовые расходы, применяется довольно редко.

Охлаждение штампованных металлоизделий происходит без специализированных установок – изделия остывают в естественных условиях. Исключением из правил выступают детали для автопромышленности – их оцинковывают. При необходимости резки ненужных частей пользуются станком с резаком высокой точности.

Жидкая

Такой метод используется редко из-за сложностей в работе, нецелесообразности и дороговизны. В его основе лежит жидкое штампование металлоизделий. Это литье под высоким давлением, при котором жидким сплавом заполняют штамп, а конечное становление детали совершается уже в плотном виде. Способ позволяет изготовить элементы с идеальным совпадением параметров и конфигураций, которые при обработке приобретают улучшенные технические характеристики.

Технология штампования нашла свое применение в разных отраслях промышленности. С ее помощью изготавливают кузовные элементы для автотранспорта, различные панели и отделочные стройматериалы, корпуса для бытовых приборов и т. д. Объемная обработка на штамповочном оборудовании позволяет создавать металлоизделия самых разнообразных форм, что удобно для массового производства и для индивидуального исполнения. Возможностей у штамповки металла множество, ведь число вариантов ограничивается только готовыми штампами и производственными требованиями. Этот вид обработки часто применяется на предприятиях металлургической промышленности из-за удобства и эффективного результата.

Компания «ЛЗМ» оказывает услуги по штамповке металла на заказ в СПб. Мы выполняем любые объема, делаем все работы в короткий срок и качественно. Подробную информации вы можете посмотреть на страницах сайта, а для связи звоните нам по телефонам, указанным в разделе «Контакты».

Штамповка изделий из металла

Один из методов металлообработки – штамповка – широко востребован как недорогой, производительный и эффективный способ производства различных деталей. Несмотря на то, что процесс штамповки не является сложным или емким с точки зрения технологий, он имеет свои нюансы.

Существуют разные виды штамповки, которые отличаются друг от друга применяемым оборудованием, способами подготовки и непосредственной обработки металлических заготовок, а также выходными характеристиками готовых металлических изделий.

Разновидности штамповки изделий из металла

Штамповочные процессы могут быть направлены на изменение формы заготовок (формовка, выдавливание, вытяжка) или на разъединение (пробивку, резку или рубку листового металла).

При использовании листового металлопроката толщиной не более 6 мм говорят о листовой штамповке. Если толщина листа больше, а также если используются заготовки не из листового металла, то такую штамповку называют объемной. Для разных видов штамповки применяются две технологии: холодная и горячая.

Горячая штамповка изделий из металла

Главным отличием горячей штамповки от холодной является предварительный нагрев металлической заготовки. Металл под воздействием высокой температуры размягчается, что облегчает его обработку, но при этом не плавится до жидкого состояния, как при технологии отливки металлических изделий. Перед обработкой сырье – металлопрокат – режется на заготовки заданных размеров.

Горячая объемная штамповка производится при помощи штампа – этот инструмент придает заготовкам необходимую форму, поэтому на нем есть полости и выступы, которые мягкий горячий металл заполняет при обработке. Все эти неровности и полости штампа впоследствии будут переданы готовому изделию.

Нагрев металла производится в печах, работающих, как правило, от электричества. Именно из-за необходимости поддерживать работу печей, высокого расхода энергии, а также специальных требований к оснащению цехов горячий вид штамповки считается высокозатратным и дорогим. Тем не менее, в ряде случаев изготовление тех или иных изделий возможно только по технологии горячей штамповки.

Горячую штамповку отличает высокая точность формы и качество готовых изделий, высокая производительность технологического процесса, а также небольшой объем отходов сырья. Такой способ позволяет получать сложные по форме изделия. Он подходит как серийного производства металлических изделий.

Технологии холодной штамповки изделий из металла

Холодная листовая штамповка применяется без предварительного нагрева заготовок. Ее используют для обработки листового металла толщиной не более 6 мм. Для производства работ по холодной штамповке используется чаще всего гидравлический пресс.

Разновидности прессов, использующихся при обработке заготовок, зависят от того, какая технология и вид обработки применяются – обрезка, выдавливание, вытяжка или другие виды штампования. Помимо гидравлических прессов в процессе холодной штамповке могут применяться сложные пневматические прессы и фрикционные прессы – их используют при производстве сложных изделий.

Достоинством холодной листовой штамповки можно назвать экономическую выгоду, так как она обходится производителю намного дешевле, чем горячая штамповка. Кроме того, можно выделить высокую точность при изготовлении как мелких, так и крупных деталей, а также высокую прочность и жесткость готовых изделий.

Холодная листовая штамповка позволяет наладить производство с высокой скоростью и большими объемами, производить крупные партии изделий в короткие сроки, при этом готовые изделия являются прочными, надежными и могут использоваться в оборудовании, механизмах и конструкциях, которые подвергаются высоким нагрузкам.

Современные технологии и оборудование для штамповки изделий из металла демонстрируются на ежегодной выставке «Металлообработка».

Технология штамповки

  • О заводе
  • Новости
  • Отзывы
  • Статьи
  • Вопросы и ответы
  • Реквизиты

Листовая штамповка — метод изготовления плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала, ленты или полосы с помощью штампов на прессах или без применения прессов. Листовая штамповка подразделяется на горячую и холодную.

Холодная штамповка — метод обработки давлением, который позволяет получить детали, часто не требующие дальнейшей обработки. При помощи этого метода изготовляют как крупные, так и мелкие детали (рамы и кузова автомобилей, шасси самолетов, элементы обшивки судов, детали часовых механизмов и др.).

Листовая штамповка дает большую экономию в использовании металла, обеспечивая в то же время высокую производительность. Но наибольший эффект она дает при массовом и крупносерийном производстве.

При холодной листовой штамповке применяются углеродистая и легированная стали, алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, а также неметаллические материалы: картон, эбонит, кожа, резина, фибра, пластмасса, поставляемые в виде листов, лент и полос.

Основным технологическим оборудованием для изготовления изделий методом листовой штамповки являются вибрационные ножницы, кривошипные и гидравлические прессы.

Операции листовой штамповки делятся на две группы: разделительные операции, в которых одну часть заготовки отделяют от другой, и формоизменяющие операции, в которых одна часть заготовки перемещается относительно другой без разрушения заготовки.

К основным разделительным операциям относятся отрезка, вырубка, пробивка. К основным формоизменяющим операциям относятся гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, формовка.
Резкой называют операцию, где происходит последовательное отделение части заготовки по прямой или кривой линии. Применяется резка для получения как готовых деталей, так и раскроя листа на полосы нужной ширины. При раскрое листа необходимо, чтобы выход деталей из листа был максимальным, а отходы были минимальными. Рациональность раскроя определяется на основании подсчета коэффициента использования материала. Под коэффициентом понимается отношение площади вырубленных деталей к площади листа. Операция резки производится с помощью вибрационных, дисковых, гильотинных и других ножниц.

Вырубка — операция по получению заготовки замкнутого контура.

Пробивка — получение отверстий в детали нужной формы.

Гибка — операция, при которой плоской заготовке придают изогнутую форму (рис. 2: 1 — пуасон; 2 — нейтральный слой; 3 — матрица): R и г — внешний и внутренние радиусы гибки, S — толщина материала. Она может быть V -образная, U-образная и др.

Вытяжка — операция, превращающая плоскую заготовку в полую пространственную деталь или полуфабрикат 2. Вытяжкой изготовляют не только цилиндрические детали, но и сложные по форме коробчатые, конические и полусферические. При вытяжке плоская заготовка 5 втягивается пуансоном 1 в отверстие матрицы 3. Для предотвращения в заготовке при сжимающем напряжении образования складок применяют прижимы 4. — операция, превращающая плоскую заготовку в полую пространственную деталь или полуфабрикат 2. Вытяжкой изготовляют не только цилиндрические детали, но и сложные по форме коробчатые, конические и полусферические. При вытяжке плоская заготовка 5 втягивается пуансоном 1 в отверстие матрицы 3. Для предотвращения в заготовке при сжимающем напряжении образования складок применяют прижимы 4.

Читать еще:  Особенности конструкции и сферы применения стального троса

Вытяжка может быть без утонения и с утонением. В первом случае она происходит без заметного изменения, во втором изменяется не только форма заготовки, но и толщина ее стенок. В случае, когда нужно получить глубокую вытяжку, ее ведут в несколько проходов.

Отбортовка — операция образования бортов по наружному контуру листовой заготовки или вокруг заранее пробитых отверстий. Она применяется главным образом для образования горловин у плоских деталей, необходимых как для нарезания резьбы, так и сварки или сборки. Обычно она выполняется последовательно за один или несколько проходов в штампах, состоящих из пуансона и матрицы. Операцию отбортовки очень часто выполняют на концах труб при подсоединении к ним фланцев, с помощью которых трубы будут в дальнейшем соединяться.

Обжим — операция сужения (уменьшения) концевой части полых или объемных деталей. Осуществляется она путем обжатия материала штампом снаружи в конической матрице. При этом конфигурация обжимаемой части целиком зависит от формы штампа.

Формовка — операция, связанная с местным изменением формы с сохранением конфигурации наружного контура детали. Примером формовки может служить изготовление ребер жесткости на машиностроительных деталях, а также увеличение размеров по диаметру средней части полой детали.

Листовая штамповка как технология серийного изготовления деталей

Листовая штамповка в наши дни активно используется для производства широкой номенклатуры изделий многими промышленными отраслями, имеющими отношение к процессу обработки металла.

1 Листовая штамповка – общие сведения об операции

Штамповка деталей из листового металла — под таким процессом понимают производство готовой продукции, разнообразных деталей и полуфабрикатов из металлов методом деформирования исходного сырья под давлением.

Подобную технологию знали еще наши далекие предки, которые посредством элементарного штампования изготавливали оружие, всевозможные украшения и предметы для домашнего обихода.

С 1850-х годов описываемый вид обработки начали модернизировать и технически совершенствовать, что позволило серийно производить штампованием разнообразные изделия массового спроса. Причем готовая штампованная продукция отличалась довольно-таки высоким качеством и превосходными эксплуатационными характеристиками.

С приходом 20 столетия листовая штамповка изделий из металла вышла на совершенно новый производственный и технический уровень. Благодаря ей начала развиваться сфера производства автомобилей (из штампованного материала делали кузова транспортных средств и многие другие детали). В 1930-х годах штампование взяли на вооружение судо- и авиастроительные предприятия, а через пару десятков лет она стала незаменимой для нужд ракетостроения.

Конструкции из штампованного металла характеризуются рядом особых свойств, что, в принципе, и обусловило популярность рассматриваемой технологии. К ее достоинствам относят следующие возможности:

  • механизация и автоматизация производственных процессов, которые достигаются посредством внедрения мощных роторно-конвейерных линий оборудования;
  • изготовление любых по геометрическим параметрам и формам готовых к применению изделий и разнообразных полуфабрикатов;
  • производство высокоточных по размерам деталей, которые взаимозаменяют друг друга без необходимости их дополнительной обработке при помощи режущего инструмента и оборудования.

Кроме того, горячая и холодная штамповка гарантирует получение сравнительно «скромных» по массе металлических изделий с рациональными формами и высокими прочностными параметрами. Операции листовой штамповки позволяют производить как массивные заготовки для судо-, машино- и автостроительных предприятий, так и тонкостенные, буквально филигранные детали (например, тонкие стрелки для часов).

Нельзя не отметить отдельно также высокую производительность операции листовой штамповки и возможность получения при ее использовании совместно со сварочными мероприятиями любых по размерам узлов неразъемного типа, без коих не могут обойтись такие производственные отрасли, как судо- и вагоностроение.

2 Технология и особенности листовой штамповки металла

Исходным сырьем для технологической операции выступают стальные полосы, тонкие ленты или листовой металл. По виду их обработки штамповка бывает двух видов: холодной; горячей. В большинстве случаев используется холодная штамповка. В тех случаях, когда мощность и производительность штамповочного оборудования является низкой, а также при небольшой пластичности заготовки рекомендована горячая штамповка. Обычно в горячем виде обрабатывают материал толщиной не более пяти миллиметров.

Технологический процесс штампования принято делить на такие операции: разделительные; формоизменяющие. Разделительные необходимы для разделения деформируемого участка изделия из металла по определенному контуру в процессе сдвига материала. К данным операциям относят:

  • Резку: отделение по прямой либо кривой линии части заготовки (процесс выполняется последовательно). Резка производится гильотинными, дисковыми, вибрационными и другими видами ножниц при необходимости раскроя на полосы требуемых размеров металлических листов, а также при изготовлении готовых к эксплуатации изделий.
  • Пробивку. Она используется тогда, когда в заготовке нужно получить разные по форме отверстия.
  • Вырубку. Эта операция позволяет создать деталь, имеющую контур замкнутого вида.

А вот формоизменяющие операции осуществляются для модификации (без явления разрушения) геометрических размеров и конфигурации обрабатываемой детали. К ним причисляют:

  • Отбортовку: создание вокруг отверстий и по контуру (наружному) изделия бортиков заданных размеров. Отбортовка, как правило, производится на концах трубных конструкций, к которым впоследствии планируется прикреплять фланцы.
  • Вытяжку: получение пространственных полых изделий (полусферических, конических, цилиндрических, коробчатых и так далее) из исходных заготовок плоского вида.
  • Обжим: сужение при помощи конической матрицы торцов полых и объемных деталей из металла.
  • Гибку: придание изогнутой конфигурации плоским деталям.
  • Формовку: наружный контур заготовки остается неизменным, а вот локальная ее форма изменяется по заданным параметрам.

Холодная штамповка подразумевает применение медных и алюминиевых сплавов (а также чисто медных и алюминиевых листов), легированной и углеродистой стали. Нередко используются и материалы из группы неметаллов – пластмасса, кожа, плотный картон и другие.

Важным представляется то, что холодная обработка металла обеспечивает достаточно высокое качество поверхности полученных полуфабрикатов либо готовых деталей. Их чистота может в отдельных случаях достигать 8 класса. Хотя обычно таких требований к штампованному прокату потребители не предъявляют, их вполне устраивает чистота поверхностей на уровне 2–6 классов.

Заметим, что холодная штамповка листовых материалов увеличивает показатель удельной прочности готовых деталей, что отличает ее в лучшую сторону от стандартного металлического проката. Но при штамповании очень важно изучить и учесть все особенности материала, который используется для получения того или иного изделия. Для того чтобы холодная штамповка прошла качественно, необходимо принять во внимание следующие характеристики исходного сырья:

  • магнитную и электрическую проводимость;
  • твердость, механическую прочность;
  • массу;
  • ударную вязкость;
  • теплостойкость и теплопроводность;
  • долговечность, возможность противостоять коррозии и эксплуатационному износу.

3 Оборудование и приспособления для выполнения операций

Листовая штамповка производится в специальных штампах, сделанных из инструментальных сталей. Они в большинстве случаев имеют подвижную и неподвижную части, в которых монтируется пуансон и матрица (рабочие компоненты штампа). При сближении указанных частей происходит деформирование листового материала. Используя специальный пресс, выполняют крепление неподвижной и подвижной части. Вторая фиксируется в исполнительном устройстве, а первая – на столе, коим располагает пресс.

Как было сказано, штампы (а точнее их рабочие элементы) делают из дорогостоящих инструментальных сплавов. Но в тех случаях, когда выполняется штамповка мягких металлов (например, меди или алюминия), на материале штампа можно сэкономить, используя древесину, спрессованную в плотные валки, или пластмассу.

Также снизить расходы на штамповку крупных по размерам изделий, которые изготавливаются мелкими партиями, можно путем изготовления матрицы из бетона либо чугуна. При этом в качестве второй части штампа (пуансона) используют контейнер с водой. Его размещают над обрабатываемым изделием на матрице. Затем в воде путем подрыва заряда пороха (или воздействия электрическим разрядом) формируют требуемое давление, которое и деформирует лист металла по заданной матрицей форме.

Главное оборудование для штамповки – это пресс и ножницы. При помощи ножниц выполняют раскрой материала. Сейчас чаще всего используются вибрационные ножницы, характеризуемые легкостью эксплуатации и достаточной функциональностью. А вот пресс для штампования выбирают в зависимости от того, какие операции осуществляются. Как правило, используется кривошипный пресс, который бывает четырех-, двух- и однокривошипным. Работает он по достаточно простому принципу:

  • двигатель, используя клиноременную передачу, передает через муфту на кривошипный вал необходимое движение;
  • регулируемый по длине шатун передает движение далее (на ползун кривошипного устройства);
  • на рабочий ход пресс запускается через муфту педалью.

Для обработки простых деталей применяются несложные по конструкции устройства. А вот для штамповки по-настоящему сложных изделий используют пресс особого типа, который снабжается несколькими ползунами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector