Глубокая вытяжка листового металла

Процесс вытяжки листового материала

Характеристика вытяжных операций

Вытяжка — это процесс превращения плоской или полой заготовки в открытое сверху полое изделие, осуществляемый при помощи вытяжных штампов. Исходя из формы и технологических особенностей листовой штамповки, полые детали, получаемые вытяжкой, можно разделить на несколько основных групп:

1) детали, имеющие форму тела вращения;

2) детали коробчатой формы;

3) детали сложной формы.

Рис. 1. Полые детали различной формы (а-л), получаемые вытяжкой

Детали, имеющие форму тела вращения, могут быть с фланцем или без фланца, с плоским или с фасонным дном (рис. 1, а-д).

Детали коробчатой формы могут иметь квадратные, прямоугольные, криволинейные боковые стенки с фланцем или без фланца; дно у них может быть плоское или фасонное (рис. 1, е-з).

Детали сложной формы могут быть полусимметричные, имеющие только одну плоскость симметрии (корпус и крыша кабины автомобиля, рис. 1, и), и несимметричные (крыло автомобиля, рис. 1, к).

В зависимости от формы детали заготовка подвергается либо вытяжке в чистом виде, либо вытяжке в сочетании с формовкой, гибкой и обжимом или с отбортовкой.

Вытяжку производят на кривошипных прессах двойного и тройного действий, кулисных прессах двойного действия с подвижным нижним столом, кривошипных прессах простого действия (одноходовых) с пневматическим или гидропневматическим устройством (подушкой), а также на гидропрессах простого и двойного действий.

Рис. 2. Схема процесса вытяжки: d1 — диаметр полой заго-товки после

первой операции; d2 — диаметр полой заготовки после второй операции

Особую группу составляют операции обтяжки — получение полых деталей криволинейной формы путем растяжения материала и обтягивания его вокруг специального обтяжного шаблона- болвана (рис. 1, л). Обтяжка производится на специальных обтяжных гидропрессах.

По характеру и степени деформации различают: 1) вытяжку без утонения стенок; 2) вытяжку с утонением стенок (протяжку) и 3) комбинированную вытяжку.

В первом случае вытяжка происходит без заранее обусловленного изменения толщины материала стенки изделия, но при значительном уменьшении диаметра заготовки; во втором — вытяжка осуществляется за счет заранее предусмотренного уменьшения толщины стенки вытягиваемого полуфабриката при незначительном уменьшении его диаметра. Комбинированная вытяжка характеризуется одновременным значительным уменьшением диаметра и толщины стенки вытягиваемого полуфабриката.

В зависимости от относительной толщины заготовки или полуфабриката вытяжку производят с применением или без применения прижима. Так как при вытяжке происходит втягивание материала заготовки 3 пуансоном 2 с закруглением rп большего диаметра D в матрицу 1 с закруглением rм, имеющую меньший диаметр d (рис. 2, а), то естественно, что по краю вытянутого колпака образуются складки (гофры) за счет наличия избыточного материала или так называемых характеристичных треугольников b, b1, b2, . bn (рис. 2, б), ибо для образования полого колпака диаметром d и высотой h достаточно было бы иметь заготовку диаметром D’ без заштрихованных участков. Наличие избыточных треугольников приводит к необходимости вытеснения и перемещения металла при вытяжке вверх. На рис. 2, в показана вытяжка на второй операции из полой заготовки 4.

Рис. 3. Вытяжка с прижимом материала

Образование складок вызывается напряженно-деформированным состоянием металла, приводящим при определенных геометрических соотношениях к потере устойчивости заготовки (рис. 2, а).

Для предотвращения образования складок применяют прижимное кольцо или складкодержатель 3, который прижимает фланец заготовки к матрице 1 таким образом, что материал не имеет возможности образовать складки, а вынужден перемещаться под давлением пуансона 2 в радиальном направлении. Прижим материала применяется как для первой операции вытяжки, т. е. при вытяжке детали из плоской заготовки (рис. 3, а), так и при последующих операциях вытяжки из полой заготовки (рис. 3, б).

Вытяжка без прижима применяется при изготовлении неглубоких сосудов или изделий из толстых материалов, когда складки почти не образуются или выглаживаются при прохождении через вытяжную матрицу.

Напряженно-деформированное состояние металла при вытяжке полых тел

При вытяжке плоская заготовка диаметром D (рис. 4), перемещаясь во время вытяжки, изменяет свои размеры и занимает ряд промежуточных положений. При этом материал деформированной заготовки в различных ее частях находится в разных условиях. В случае вытяжки с прижимом без утонения материала и с зазором, большим толщины заготовки (для случая осесимметричного деформирования в полярной системе координат), можно принять следующую схему напряженно-деформированного состояния (рис. 4).

Рис. 4. Схема напряженно-деформированного состояния отдельных

участков заготовки при вытяжке (σ — напряжения, ε — деформации)

1. Дно частично образованного полого цилиндра — колпака (элемент а) находится в плоско-напряженном и объемно-деформированном состоянии. Так как деформация металла — двустороннее равномерное растяжение в плоскости дна и осевое сжатие составляют на первой операции всего 1-3%, то практически ими можно пренебречь. При многооперационном процессе вытяжки уже после второй-третьей операции толщина дна заметно уменьшается, так как металл со дна постепенно поступает в зону максимального утонения (у донного закругления); интенсивность утонения Дна особенно проявляется у латуни, имеющей небольшую сосредоточенную деформацию сужения (по сравнению со сталью).

2. Цилиндрическую часть полого тела, находящуюся в зазоре между матрицей и пуансоном (элемент b), можно считать находящейся в линейно-напряженном и объемно-деформированном состоянии. Непосредственно у донного закругления изделия (элемент с) в металле возникают напряжения ввиде двухосного растяжения и одноосного сжатия, приводящие к значительному растяжению и утонению стенок в этом месте. Вследствие этого поперечное сечение тела здесь является наименее прочным и наиболее опасным с точки зрения отрыва дна от стенок изделия. Это опасное сечение и ограничивает возможность максимального использования пластических свойств штампуемого металла.

3. Часть, находящаяся на закруглении рабочих кромок матрицы (элемент d), испытывает сложную деформацию, вызванную одновременным изгибом и распрямлением заготовки, наибольшим традиальным (меридиональным) растяжением и незначительным тангенциальным (окружным) сжатием.

4. Часть заготовки, находящаяся под прижимным кольцом (элемент ё), находится в объемно-напряженном и объемно-деформированном состоянии. Однако при достаточно сильном прижиме можно считать εпz) = 0. В плоскостях фланца заготовки возникают радиальные (меридиональные) растягивающие σр и тангенциальные (окружные) сжимающие σθ напряжения, а в перпендикулярном к ней направлении — осевые сжимающие напряжения σnz), причем ввиду небольшой величины σn на практике им часто пренебрегают (при образовании явного клинового сечения во фланце σn = 0).

Рис. 5. Кривая изменения толщины стенки в различных частях колпака при вытяжке

Меридиональные растягивающие напряжения σp, вызываемые давлением пуансона у края заготовки, равны нулю; по мере удаления от края заготовки к центру матрицы они возрастают, достигая наибольшей величины на входной кромке матрицы. Тангенциальные сжимающие напряжения σθ, наоборот, у наружного края имеют наибольшую величину, а по мере удаления от края заготовки значения их уменьшаются. В тот момент, когда край заготовки переместится на величину, составляющую 39% от радиуса заготовки (0,39 R), σθ становится равным σp. Под действием напряжений тангенциального сжатия ст фланец заготовки утолщается (образуя иногда как бы клиновое сечение) и упрочняется; при недостаточном прижиме и тонком материале [(s/D) 100 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Технологическая разработка глубокой вытяжки

Цель работы: Изучить отдельные операции листовой штамповки и разработать технологический процесс глубокой вытяжки.

Материалы, применяемые для листовой штамповки

При выборе материала для холодной штамповки необходимо учитывать эксплуатационные свойства получения деталей и способность материала к обработке давлением.

Из углеродистой стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-2005, марки Ст0, Ст1, Ст2 и др.) штампуют детали, несущие малые нагрузки, бытовые изделия. Из качественной углеродистой стали (ГОСТ 1050-88, марки 10, 15 и др.) штампуют детали с повышенными требованиями прочности. Широкое применение для листовой штамповки находит качественная конструкционная кипящая сталь (ГОСТ 1050-88, марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп и др.).

Для изготовления сложных облицовочных деталей (например, кузовные детали автомобиля) применяет сталь 08кп ‑ нестареющую сталь с присадкой ванадия, 08сп или 08пс ‑ соответствующую спокойной или полуспокойной стали, раскисленной алюминием.

Для изготовления ответственных штамповых деталей применяют различные легированные стали: 10Г2А, 12Г2А, 20ХГСА, 25ХГСА и др.

Читайте также  Нормы времени на сварку металлоконструкций

При листовой штамповке из цветных металлов и их сплавов наибольшее распространение получили: алюминий – A1, А2, A3; АД, АД1; сплавы алюминия ‑ Д1, Д6, Д16, АМг1, АМг5, АМц; медь ‑ М1, М2, М3; латунь ‑ Л62, Л68, Л70; магниевые сплавы, титан и его сплавы, некоторые неметаллические материалы: картон, бумага, кожа, резина асбест, метилметакрилат (органическое стекло) и др.

Формоизменяющие операции листовой штамповки

Операции листовой штамповки подразделяются:

а) разделительные, при которых одна часть металла отделяется от другой;

б) формоизменяющие, при которых изменяется форма заготовок без их разрушения;

в) комбинированные, при которых сочетаются разделительные и формоизменяющие переходы обработки;

г) штампосборочные, при которых механически соединяются листовые штампованные детали.

К разделительным операциям относятся: резка, вырезка, вырубка. Схема операции вырубки показана на рис.1.

К формоизменяющим операциям листовой штамповки относятся: гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, формовка и др. Условия деформации металла при этих операциях отличаются друг от друга.

Наиболее сложной операцией листовой штамповки является вытяжка (рис.2). Вытяжка ‑ это операция превращения плоской заготовки в полое изделие. При этом от металла требуется высокая пластичность, в частности равномерная деформация, определяемая (косвенно) отношением . Наилучшие характеристики имеет медь, латунь, малоуглеродистая сталь 08 кп и др.

Рис.1. Эскиз штампа вырубки: 1 ‑ пуансон;

2 ‑ полоса листового металла; 3 – матрица.

Рис. 2. Эскиз штампа вытяжки: 1 ‑ пуансон;

2 – кольцевой прижим; 3 – матрица; 4 – заготовка.

Процесс штамповки ‑ вытяжки производится в штампе нажатием пуансона 1 на среднюю часть плоской заготовки 4. Донышко будущей детали, проходя через матрицу, тянет за собой остальную часть заготовки к центру, что приводит к ее сворачиванию, уменьшению в диаметре и образованию стенки вытянутого изделия.

Втягивание (свертывание) заготовки диаметром DЗ в отверстие матрицы диаметром Dм приводит к наличию так называемого избыточного материала.

Вытеснение «избытка» материала обусловливает появление напряжений сжатия , которые действуют на фланце заготовки в тангенциальном направлении. При определенных размерах фланец заготовки может потерять устойчивость, что приводит к образованию складок. Вероятность образования складок тем больше, чем больше отношение ширины фланца к толщине заготовки.

Чтобы исключить явление складкообразований, применяют кольцевые прижимы (складкодержатели) (см. рис.2), которые с определенной силой Рпр прижимают фланец к торцу матрицы, предохраняя от образования складок.

Формоизменяющие операции листовой штамповки. Вытяжка

Технология ротационной вытяжки позволяет

  1. Изготавливать осесимметричные детали как с постоянным, так и с переменным сечением стенок. Деталь в процессе производства подвергается специальной обработке, направленной на улучшение механических свойств материала, из которого она изготавливается.
  2. Изготавливать сложные детали, которые другим способом изготовить не представляется возможным.
  3. Изготавливать не осесимметричные детали.
  4. Получать детали с минимальной шероховатостью поверхности и высокой точностью.
  5. Осуществлять в одном процессе доделочные операции, такие как рифление, обрезка, накатка и другие.
  6. При помощи ротационной вытяжки есть возможность обрабатывать кованые, литые или сварные заготовки.
  7. Детали любой степени сложности можно обрабатывать в автоматическом режиме.
  8. Исключить ручной труд в процессе доработки полученной детали.

Вытяжка металла и ее виды

Основные виды ротационной вытяжки металла:

Поступенчатое формование

Листовая заготовка в форме круга закрепляется между оправкой и суппортом. Оправка должна совпадать с внутренней конфигурацией изделия. Привод начинает вращать болванку, а управляемое формовочное давление осуществляется специальным пассивным роликом, приводимым в движение вращением заготовки. Давление осуществляется как в продольной, так и радиальной плоскостях. Ролик прижимает металл к оправке и двигается по сложной кривой то к краю болванки, то назад.

Прижим осуществляется за несколько проходов, ступенчато. В конце обработки проводится серия сглаживающих движений ролика с пониженным прижимом для получения высококачественной поверхности.

Проецирование — формование за один проход

Вытяжка осуществляется за один проход. Ролик перемещается параллельно оправке, в зависимости от угла его установки осуществляется большее или меньшее утонение стенки болванки, материал ее смещается под воздействием ролика в осевом направлении.

Проецирование — формование за один проход

Способ отличается экономичностью и точностью соблюдения размеров, а также высоким классом получаемой поверхности..

Закатка с оправкой или без нее

В этом случае осуществляется уменьшение внешнего диаметра заготовки с одновременным утолщением ее стенки за счет перераспределения материала. Закатка осуществляется по направлению к центру, в несколько проходов.

Закатка с оправкой или без нее

Как вариант применяется формование детали отдельными сегментами оправки посредством ролика со смещенным центром. Резка, дополнительное профилирование или отбортовку проводят в качестве завершающих операций.

Комбинированный

Для деталей сложной конфигурации поступенчатое формование, закатки, профилирования и резки применяются совместно в различных сочетаниях.

Основные преимущества технологии РВ

Традиционные технологии обработки металлов такие как ковка, литье или штамповка лишены тех преимуществ, которыми обладает РВ. В процессе обработки деталей с использованием технологии РВ можно получить значительную экономию времени и средств. К преимуществам технологии РВ обычно относят:

  • Автоматизированные станки РВ имеют высокую производительность, особенно это касается операции формообразования конусов.
  • Деталь полностью повторяет профиль и почти не требует дополнительной обработки.
  • Даже изготовление малых или опытных серий деталей доказывает максимальную экономическую эффективность технологии РВ.
  • Технология РВ позволяет существенно сократить производственный цикл.
  • Технология РВ позволяет существенно ускорить процесс изготовления любых партий деталей самой сложной формы, такие традиционные методы обработки металлов, как ковка или литье, проигрывают по многим показателям.
  • При изготовлении деталей существенно сокращается расход материала.
  • Технология позволяет изготавливать детали из заготовок с толщиной близкой к толщине стенок детали.
  • Приспособления и инструмент имеют низкую себестоимость, обладают повышенной прочностью и небольшой массой.
  • Оснастка и инструменты, применяемые при изготовлении деталей по технологии РВ более экономически эффективные в сравнении с инструментами и оснасткой, используемой при традиционной обработке металла.
  • Нет необходимости производства штампов и литьевых моделей, которые, как правило, требуют использования дорогостоящих материалов и ручного труда.
  • Детали после изготовления по технологии РВ обладают повышенной прочностью и однородной структурой.
  • Благодаря этому удается существенно увеличить ресурс работы не только детали, но и сборочной единицы в целом.
  • Оборудование можно быстро переналадить для изготовления другой детали. Одно рабочее место позволяет производить несколько операций, благодаря этому существенно сокращается полный цикл обработки.
  • Нет необходимости использовать большое количество оборудования и специальной оснастки для каждого технологического перехода.

Достаточно невысокая стоимость подготовительного цикла для изготовления детали. Если производство опытное или мелкосерийное, то экономическая эффективность его является максимальной.

Возможные дефекты в процессе вытягивания металла

Автоматизированная технология ротационной вытяжки позволяет получать точные асимметричные полые детали. Благодаря давлению роликового элемента на заготовку, металл быстро принимает нужную форму. При мелкосерийном производстве используют ручные токарные станки. В сфере промышленности — устанавливают специальное давильно-раскатное оборудование.

Однако применение токарных станков имеет ряд недостатков, к которым относят необходимость постоянной смены заготовок. При ручном производстве получается невысокая скорость работы и низкая производительность. А также при постоянном нагреве металла нередко требуется его дополнительный обжиг для увеличения показателей прочности.

К другим недочетам и возможным дефектам ротационной вытяжки относят:

  1. Наплыв металла перед зоной деформации (соприкосновение ролика и металла). Происходит при неправильном назначении режима подачи инструмента. Для устранения дефекта уменьшают рабочий угол ролика и скорость подачи металла.
  2. Получение детали с увеличенным диаметром. Устраняется недочет при помощи увеличения рабочего угла и скорости подачи.
  3. Появление спиральных волн на поверхности заготовки. Наличие такого дефекта ухудшает качество заготовки. Появляется недочет в результате превышения предельного значения частоты вращения, в результате инструмент «перескакивает» участки заготовки. Устраняется дефект корректировкой режима работы оборудования.

Чтобы не получалось дефектов и недочетов в процессе вытяжки деталей, за станком должен работать только профессионал.

Почему ротационную вытяжку применяют в ювелирном деле

Технология вытяжки металла подходит для разных областей промышленности, в том числе для ювелирных мастерских. Нередко мастера используют ручные токарные станки и специальное оборудование в виде удлиненной лопатки с внутренней пустотой (полостью), чтобы создать неповторимые объемные изделия.

Читайте также  Станок продольной резки листового металла

Благодаря такой обработке удается сократить расход драгоценного металла, а также увеличить скорость создания уникальных украшений. Нередко ювелиры после получения заготовки нужной формы продолжают работать с ней вручную, добавляя драгоценные камни и создавая уникальный рифленый рисунок на поверхности.

Сферы применения и используемые материалы для изготовления деталей ротационной вытяжки

Прежде всего детали, изготовленные по технологии РВ нашли широкое применение в космической и авиационной отраслях, судостроении и машиностроении, в автомобильной и химической промышленности, в энергетическом машиностроении и средствах связи.

В авиации по технологии РВ изготавливаются детали для обтекателей и воздухозаборников, топливные баки, баллоны высокого давления, камеры сгорания и т, д.

Для производства деталей используются практически любые металлы и сплавы, широко используется алюминий и его сплавы, цветные металлы и сплавы (латунь, бронза, медь), жаростойкие стали различных марок, легированная сталь, титан и его сплавы.

Формоизменяющие операции листовой штамповки

Операции листовой штамповки подразделяются:

а) разделительные, при которых одна часть металла отделяется от другой;

б) формоизменяющие, при которых изменяется форма заготовок без их разрушения;

в) комбинированные, при которых сочетаются разделительные и формоизменяющие переходы обработки;

г) штампосборочные, при которых механически соединяются листовые штампованные детали.

К разделительным операциям относятся: резка, вырезка, вырубка. Схема операции вырубки показана на рис.1.

К формоизменяющим операциям листовой штамповки относятся: гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, формовка и др. Условия деформации металла при этих операциях отличаются друг от друга.

Наиболее сложной операцией листовой штамповки является вытяжка (рис.2). Вытяжка ‑ это операция превращения плоской заготовки в полое изделие. При этом от металла требуется высокая пластичность, в частности равномерная деформация, определяемая (косвенно) отношением


. Наилучшие характеристики


имеет медь, латунь, малоуглеродистая сталь 08 кп и др.

Рис.1. Эскиз штампа вырубки: 1

‑ полоса листового металла;
3
– матрица.

Рис. 2. Эскиз штампа вытяжки: 1

– кольцевой прижим;
3
– матрица;
4
– заготовка.

Процесс штамповки ‑ вытяжки производится в штампе нажатием пуансона 1

на среднюю часть плоской заготовки
4
. Донышко будущей детали, проходя через матрицу, тянет за собой остальную часть заготовки к центру, что приводит к ее сворачиванию, уменьшению в диаметре и образованию стенки вытянутого изделия.

Втягивание (свертывание) заготовки диаметром D

З в отверстие матрицы диаметром
D
м приводит к наличию так называемого избыточного материала.

Вытеснение “избытка” материала обусловливает появление напряжений сжатия


, которые действуют на фланце заготовки в тангенциальном направлении. При определенных размерах фланец заготовки может потерять устойчивость, что приводит к образованию складок. Вероятность образования складок тем больше, чем больше отношение ширины фланца к толщине заготовки.

Чтобы исключить явление складкообразований, применяют кольцевые прижимы (складкодержатели) (см. рис.2), которые с определенной силой Рпр

прижимают фланец к торцу матрицы, предохраняя от образования складок.

Оборудование

Станок ротационной вытяжки предоставляет огромный потенциал для производства сложных деталей в форме цилиндра, конуса, параболы, трубы и др, которые изготавливаются за 1 рабочий цикл в большом количестве. Станок проводит тестирование изделий, выполняет обрезку и округление кромки, а также сжатие и прессование продукции. Станок оснащен системой ЧПУ, обеспечивающим максимальную точность как внешних, так и внутренних размеров детали.

Станок обладает прецизионными инструментами, безукоризненной работой сенсорики и измерительной техникой автоматов для изготовления высококачественной продукции сложных форм.

34 Операция вытяжки при листовой штамповке

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.

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.
Читайте также  Воронение металла в домашних условиях маслом

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.

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодное выдавливание

При холодной штамповке деталей, 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).

Рис. 5. Прямое выдавливание

Различают 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.

Рис. 6. Обратное выдавливание

При обратном выдавливании направление течения металла противоположено направлению движения пуансона относительно матрицы.

Наиболее часто встречающейся схемой обратного выдавливания при холодной штамповке деталей, является схема, при которой металл может вытекать в кольцевой зазор между пуансоном и матрицей.

По такой схеме изготавливают полые детали типа труб (корпуса тюбиков), экраны радиоламп, корпуса конденсаторов и т.д.

При боковом выдавливании металл вытекает в отверстие в боковой части матрицы в направлении, не совпадающем с направлением движения пуансона.

Рис. 7. Боковое выдавливание

Таким 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.

Комбинированное выдавливание характеризуется одновременным течением металла по нескольким из рассматриваемых схем холодного выдавливания.

Основной положительной особенностью выдавливания, при холодной штамповке, является возможность получения без разрушения заготовки весьма больших степеней деформации, которые можно характеризовать показателем: K=F0/F1 (2) где F0 – площадь поперечного сечения исходной заготовки; F1 – площадь поперечного сечения выдавленной части детали;

Для таких металлов как медь и алюминий, обладающих высокой пластичностью К>100 (стенка толщиной 0.1 – 0.2 мм при диаметре тубы 20 -40 мм).

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.

Где получать образование

Профильное образование можно получить в ПТУ, колледжах или техникумах. В России не так много (около 20) средних учебных заведений, где возможно получить эту рабочую специальность по направлениям «Обработка металлов давлением» с углубленной или базовой подготовкой, «Наладчик холодноштамповочного оборудования». К примеру:

  • Тверской колледж имени Коняева;
  • Челябинские профучилища № 235 и № 236 ФСИН;
  • Профессиональное училище № 194 ФСИН (Краснодарский край);
  • Киржачский машиностроительный колледж (Владимирская область) и другие.

Абитуриенты, поступившие на базе 9 класса, осваивают профессию от 2-х до 3-х лет. Срок обучения при поступлении после 11 класса составляет 12 месяцев. В ходе учебы студент должен тщательно изучать теоретический материал и внимательно обучаться на практических занятиях.

Получить специальность возможно и в некоторых вузах, например в Магнитогорском государственном техническом университете имени Носова.

Чтобы трудоустроиться по профессии не обязательно наличия даже среднего технического образования по специальности. Однако в этом случае потребуется наличие диплома по любой другой смежной специальности (вальцовщик, слесарь, станочник и прочие). А также понадобится «корочка» о прохождении переподготовки на курсах штамповщиков. Длительность подобного обучения составляет 280 академических часов. Диплом государственного образца выдается после прохождения «выпускных» итоговых экзаменов.

Штамповка металлических изделий

Пресс кривошипный КД2122Г

Технические характеристики:

Номинальное усилие пресса, тс:

Ход ползуна регулируемый, мм:

Число ходов ползуна в минуту:

Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе, мм:

Размеры стола, слева направо, мм:

Часто задаваемые вопросы?

Какая стоимость услуг по изготовлению деталей в Москве?

Вы можете ознакомиться с нашим прайс-листом в меню. Индивидуальные задачи требуют дополнительного расчета

Я не уменю работать с чертежами, как быть?

Можете прислать фото, эскиз или привезти в офис готовую деталь

А если деталь не подошла?

Если ошибка была допущена с нашей стороны, то ее устранение – за наш счет

Возвращаете ли Вы отходы?

Да, все отходы мы возвращаем заказчикам

Есть ли у вас доставка?

Да, отправляем ТД Деловые линии и СДЭК

Этапы проведения холодной штамповки

Готовое художественное изделие формируется на прессе с помощью специального штампа. Поэтому перед штамповкой разрабатывают чертежи и изготавливают оснастку. От точности геометрических параметров штампа зависит насколько качественной будет готовая деталь.

Металлические заготовки подвергают упрочнению, вследствие которого материал теряет пластичность. Для того чтобы избежать такой сложности как хрупкость металла, между этапами применяют рекристаллизационный отжиг. Готовые изделия из стали, подвергшиеся термообработке, сочетают такие качества как прочность и пластичность.

Операции холодной штамповки

На каждую деталь составляют маршрутную карту, где отражается время выполнения этапов технологического процесса и характеристики заготовки.

При холодном штамповании применяют следующие операции:

  • Разделочные – разрезка, пробивка, просечка и прочие;
  • Комбинированные – гибка, скручивание, вытяжка и другие;
  • Изменяющие форму или формообразующие – растяжка, отбортовка, выдавливание, др.;
  • Штампосборочные – клепка, вальцовка, запрессовка, пр.

Компания «Штамповка-металла-Москва» занимается различными формоизменяющими видами металлообработки и изготовлением как серийных изделий обрабатываемой методом штамповки(штамповочные операции формоизменяющие давлением), так и оказывает услуги по штамповке на заказ любой сложности из различных материалов: легированная сталь, алюминий,медь, бронза, нержавейка, сплавы, итд. Работаем с балками и швеллерами, прутками, лентой, трубами. Горячий прайс с актуальными услугами всегда отправляем по запросу. Наше оборудование отвечает самым запросам привередливых клиентов на оказание услуг.

Мы предлагаем качественную продукцию из хороших материалов, изготовленную на современном оборудовании и с использованием инструмента класса премиум . Долговечность, приемлемая цена, короткие сроки — вот главные преимущества нашего производства.

Наши клиенты изготавливают у нас такие изделия как: профнастил с последующей порошковой покраской, детали корпусов, детали механизмов, детали крепежа, кронштейнов, дополнительно с готовыми изделиями при необходимости мы выполняем фрезеровку, слесарные работы, вальцовку, термообработку. Наш металлический штамповочный цех позволяет штамповать вырубку деталей миллионными тиражами!

Мы всегда можем предложить штамповку металла по выгодным ценам, порекомендуем пресс-форму, матрицу и пуансон для ваших деталей. Хотите купить такой же пресс или гибочный станок? Без проблем поделимся секретами. Также мы рассматриваем предложения по покупке готовых прессформ