Штамповка металла

Штамповка металла

Штамповка металла - технология, преобразующая металлосплав в изделия различных форм и размеров. Используя её, создают детали сложных механизмов, корпуса автомобилей, элементы обшивки самолётов и судового транспорта. Штамповочный процесс представляет пластическую деформацию металлической заготовки с помощью уплотняющего приспособления - пресса. Расскажем, какие виды штамповки металла выполняют на заводах и какое оборудование применяют.

Технологии штамповки

Первые прессовочные методы металлообработки вводились в 19 столетии для создания оружия и предметов домашнего обихода, в 20-21 в. штамповку начали широко использовать для выпуска серийных изделий высокого качества - это ускорило и удешевило промышленное производство. Перечислим популярные техники штамповки.

Холодная

Этот вид штампования выполняется в условиях комнатной температуры. Сырьём-исходником становятся металлические листы или пластичные сплавы. Когда нужно обработать очень твёрдый сплав, металл предварительно нагревают, однако достигаемая температура не должна превышать температуру рекристаллизации.

Штамповка металла

При холодной штамповке деталь формируется посредством давления прессовых элементов на заготовку. Поскольку металл заготовки не подвергается расширяющему воздействию тепла, полученное изделие не даёт усадку и сохраняет первоначальный объём. Благодаря холодному методу штампования, создаётся законченный продукт, не нуждающийся в дальнейшей доработке. Это делает технологию удобным и доступным решением в реалиях массового производства.

Известны такие вариации штамповки без нагрева, как:

  • Листовая - для производства плоских изделий и полуфабрикатов из металлических листов толщиной до 10 мм, стальных лент и полос. В процессе обработки изменениям подвергаются форма и габариты исходника.
  • Объёмная - предполагает перераспределение металла в поперечном срезе, востребована в изготовлении объёмных деталей, по форме соответствующих штамповым полостям.

"Холодный" способ включает ряд этапов по преобразованию исходника - распределительные и формообразующие операции. К первым относятся:

  • резка металла гильотинными, дисковыми или вибрационными ножницами;
  • пробивка отверстий в металлической пластине;
  • вырубка - отделение детали от исходника по замкнутому контуру сдвиганием;
  • обрубка - излишки металлосырья убираются сдвиганием.

Вот какие процессы включает формообразование:

  • гибка - изменяются углы заготовки;
  • рельефная формовка - получают фактуру рельефа за счёт растяжений, толщина металлического слоя остаётся неизменной;
  • отбортовка - формирование бортиков по внутренним контурам;
  • кернение - нанесение точек-углублений на поверхности детали;
  • чеканка - нанесение рельефных изображений путем перераспределения материала;
  • калибровка - уменьшение шероховатости верхнего слоя;
  • протяжка - удлинение исходного элемента за счёт сокращения площади поперечного сечения;
  • осадка - уменьшение высоты детали путём увеличения её ширины.

Подробнее об операциях холодного штампования можно узнать в ГОСТе 18970-84.

Горячая объёмная

При горячем штамповании деталь формируется из нагретой металлозаготовки посредством давления с использованием штампового устройства. В процессе подогревания температура справа достигает ковочных отметок, поэтому, чтобы избежать растечения расплавленного металла, внутри штампа предусмотрены характерные углубления. Изнутри штамп представляет собой замкнутого вида ёмкость, именуемую ручьём. Её форма определяет вид получаемого изделия.

Горячая объёмная штамповка делается по двум технологическим схемам:

  • Закрытая - применяется на штампе с минимальным зазором между движущейся и статичной частями. В ход идёт пресс, верхняя часть которого оснащена выступом, а на нижней расположена полость. Если работает закрытый штамп, объёмы заготовки и предполагаемой детали должны полностью совпадать.
  • Открытый вид - выполняется на штамповочном оборудовании с зазором для выдавливания лишнего металла в процессе пластической деформации. Открытые штампы универсальны и используются для поковок разных образцов.

Если сравнивать с ковкой, горячая техника выштамповки выигрывает по преимуществам. Это большая производительность, ровная поверхность изделий, простота металлообрабатывающих операций и получение деталей сложных конфигураций. К минусам причисляют высокую цену штамповочных машин и ограничение по массе продукта - до 3, 5 тонн.

Валковая

Валковый метод направлен на получение осесимметричных изделий из исходников цилиндрической формы. В основе процесса лежит воздействие осевых и радиальных нагрузок, реализуемое посредством пуансонного передвижения и обкатки боковых частей в валках и роликах. Штамповка валковая предполагает локальную пластическую деформацию заготовки и позволяет эффективно сочетать осадку с поперечной прокаткой.

Эта разновидность выштамповки распространена в приборостроении, поскольку позволяет создавать детали разных видов - миниатюрные и крупногабаритные, сплошные и полого типа, тонкостенные и оснащённые широкими стенками. Валковый способ улучшает физико-механические характеристики продукции и наделяет её долгим сроком службы.

Магнитно-импульсная

Магнитно-импульсная штамповка предполагает прессование металла с помощью импульса магнитного поля. Такое пластическое деформирование удобно, если приходится иметь дело с лакированными или полированными деталями, требующих бережного обращения. Магнитный импульс создаёт кратковременные нагрузки и преобразует заготовки из конструкционной стали и полимеров с высокой скоростью. Его мощность можно регулировать, изменяя конденсаторную ёмкость. Магнитно-импульсная технология позволяет изготавливать высокопрочные детали, делая производственный процесс быстрым и слаженным.

Классификация прессов

Штамповочное оборудование различается по строению, принципу функционирования и специализации. Рассмотрим основные типы станков.

Кривошипно-шатунные прессы

Пресс представляет собой установку, которая работает на крипошипно-ползунном механизме - действие вращательного привода переходит в поступательное движение ножевой балки. Подобные балки или "ползуны" разнообразны по конструкции, что обусловливается разными размерами и формами прикрепляющихся к ним штампов. Чем больше количество и габариты штамповых насадок, тем больше шатунов требуется для приведения ползунов в работу. По числу шатунов различают одно-, двух- и четырёх-кривошипные конструкции. Устройства на кривошипно-шатунном принципе функционирования используются как для холодной штамповки, так и для горячей. Они особенно удобны, когда предстоит изготавливать небольшие детали сложной конфигурации.

Гидравлические

Функционируют на базе жидкости, перемещающейся в системе устройства. Пресс составляют два сообщающихся цилиндрических сосуда, оборудованных подвижными поршнями разных размеров. Цилиндрические ёмкости заполняются жидким маслом. Принцип работы гидравлической установки основан на законе Паскаля, по которому давление на любом участке неподвижной жидкости одинаково распространяется по всему объёму. Когда поршни начинают двигаться, они передают давление на металлическую поверхность. Гидравлические прессы применяют в разных сферах - от выштамповки стальных, алюминиевых и пластмассовых деталей до прессования угольных блоков и деревянной стружки.

Радиально-ковочные прессы

Радиально-ковочные прессы - машины, которые нужны для производства поковок с круглым, квадратным, прямоугольным и многогранным сечением. Это формовочные прессы идут в комплекте с индукционной печью, которая используется для подогрева металлозаготовок. Радиальная ковка отличается высокой точностью выполнения, поскольку поковки изготавливаются с минимальными допусками и не требуют дополнительной механической обработки.

Электромагнитные прессы

В этих прессовочных системах задействуется энергия электромагнитного поля. Она создаёт давление на движущий элемент - сердечник, который отвечает за работу прессового ползуна или верхней части штампового устройства. Под влиянием возвращающих пружин задаётся обратное движение. Сердечник перемещается и направляет механизм станка к обрабатываемой болванке. Электромагнитные прессы отличаются быстроходностью и экономичностью, их используют для штамповочных работ и неразъёмных сборочных операций - клепки, развальцовки.

Автоматические штамповочные линии

Автоматизированные штамповочные комплексы состоят из нескольких частей. Базовый набор включает формообразующий станок и нагревательный элемент. Максимальное количество устройств на одной линии - пять (сюда входят две формообразующие машины, обрезной пресс, стеллаж и нагреватель). Современные комплексы дополняются сенсорным дисплеем и управляются с помощью программ - участие оператора сводится к минимуму. В автоматических линиях заготовки перемещаются в строго фиксированном положении, что обеспечивает их выверенную укладку и точное закрепление в штамповых полостях.

Популярные статьи
Особенности выбора арматуры
16903

Стальная арматура лишь на первый взгляд кажется простым изделием. На самом деле существует несколько технологических процессов производства арматурного проката.

Цены на металл во втором полугодии 2022 года
9832

Цены на металл во втором полугодии 2022 года: прогнозы и мнения. Что ждет металлургических гигантов в России.

Швеллер ГОСТ
6444

Швеллер, независимо от вида, изготавливается по ГОСТу. В контролирующих документах указывается сортамент, марки стали и допустимые отклонения от норм.

Что будет с ценами на металл в 2022 году
6372

Рост цен на металл влечёт за собой подорожание автомобилей, бытовой техники и других востребованных товаров.

ТОП-30 арматурных заводов России
6301

На территории нашей страны десятки предприятий специализируются на выпуске стальной продукции. Представим список лучших арматурных заводов России.

ТОП-30 производителей металлочерепицы
6192

Металлочерепица является одним из лучших кровельных материалов. Мы составили рейтинг лучших производителей металлической черепицы по объему производства и продаж.

Причины снижения цен на металлопрокат в 2020–2021 гг. и прогнозы на начало 2022 года
4739

Скачок цен на стальную арматуру и последующее снижение стоимости объяснили аналитики. Мы наглядно показываем на графиках и диаграммах динамику стоимости сортового проката и даем прогнозы на конец текущего и весну 2022 года.

Какой профнастил выбрать для дома
4732

Профнастил — популярный строительный материал. Его используют для забора, покрытия кровли и облицовки фасада, строительства цехов и складов.

ТОП-30 металлургических заводов России
4246

Металлургическая промышленность показывает большие темпы развития. Обуславливается это высоким спросом на стальное сырье. Учитывая объемы производства и численность работников, мы определили 30 лучших металлургических завода и комбината страны.

Падение цен на металл -50% летом 2022
3773

Снижение цен на металл в России 2022. Все предпосылки, текущая ситуация, прогнозы.

Вам будет интересно
Сталь 20
10

Сталь 20 пользуется популярностью в отечественной промышленности. Этот сплав имеет особый химический состав, обладает уникальными физико-химическими, технологическими свойствами. Изготавливается под контролем ГОСТа.

Синарский трубный завод
16

Синарский трубный завод и все подробности о производственном предприятии Урала.

Отличия сталей 35 и 45
44

Марки сталей 35 и 45 широко применяются в изготовлении изделий для производства и ЖКХ. Обладая схожими показателями прочности, разновидности металлических сплавов отличаются способностью переносить нагрузки и температурные перепады

Отличия сталей 20 и Ст3
46

Чем отличаются разновидности сталей Ст3 и 20

Отличия сталей 09Г2С и Ст3
49

Чем отличаются стальные сплавы 09Г2С и Ст3

Когда подорожает металл в 2022 году?
808

Подорожание металла в 2022 году остается спорным вопросом. У экспертов нет единого мнения. Закрываться или повышать цены - у металлургов нет выбора.

Разница между булатной и дамасской сталью
49

Булатная и дамасская стали известны с древних времен. В основе металлопроката, используемого для изготовления эстетичных и прочных ножей, лежат стальные сплавы с высоким и низким содержанием углерода. Отличия литого и сварного булата.

Металлсервис
116

Информация о компании АО «Металлсервис» как о крупнейшем металлотрейдере на территории РФ.