Холодная ковка и изготовление форм: технология, оборудование

Тонкости технологии

Штамповка, или штамповка, как часто называют такую ​​технологическую операцию, представляет собой процесс, при котором металлическая заготовка подвергается пластической деформации под давлением. В результате такого воздействия, для которого используется специальное оборудование, из заготовки формируется готовое изделие нужного размера и формы. Деформация металлической заготовки может осуществляться с предварительным нагревом, тогда такой процесс называется горячей штамповкой. При отсутствии предварительного термического воздействия на заготовку проводят холодную штамповку металла.

Классификация основных штамповочных операций

При выполнении холодной штамповки металла используется специальное технологическое оборудование. При этом металл, из которого изготовлена ​​заготовка, подвергается дополнительной закалке. Между тем, при холодной штамповке металла его пластичность ухудшается. Повышение прочности заготовки при холодной штамповке приводит к увеличению хрупкости металла, что является достаточно негативным фактором. Чтобы избежать этого, между технологическими операциями, составляющими штамповку деталей в холодном состоянии, проводят термическую обработку заготовки — рекристаллизационный отжиг. В готовых изделиях, подвергшихся такой термической обработке в процессе производства, оптимально сочетаются параметры прочности и пластичности.

— простота эксплуатации оборудования;

— высокая производительность труда;

Холодная штамповка — одна из самых прогрессивных технологий получения заготовок, а в ряде случаев и готовых деталей изделий машиностроения, приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным приборостроительных и машиностроительных предприятий до 75% заготовок и деталей изготавливается методами холодной штамповки.

Суть и назначение холодной штамповки листового металла

Холодная штамповка – наиболее популярная технология изготовления различных металлических и полимерных деталей. Универсальность метода заключается в том, что он позволяет изготавливать конструкции любых размеров: от кухонной утвари до элементов больших кораблей.

Пластическая деформация холодным листом ценится за следующие преимущества:

1. Неограниченные возможности механизации и автоматизации процесса.
2. Низкая стоимость производства.
3. Высокая степень использования материала.
4. При изготовлении тонкостенных элементов прочность конструкции не снижается.
5. Нет необходимости в отделке изделий.

У высокого качества и технологичности есть недостаток: для наладки оборудования требуются квалифицированные специалисты. Кроме того, процесс проектирования является трудоемкой операцией.

Операции холодной штамповки

Любую рабочую операцию листовой штамповки можно отнести к группе разделительных или формообразующих операций. Рассмотрим основные процедуры:

1. Резка. Операция включает резку материала по прямой или сложной линии. В качестве рабочего оборудования используются различные типы ножниц или гильотины. Резка может осуществляться как на начальном, так и на конечном этапе производства.
2. Штамповка. Для получения отверстия произвольной формы.
3. Сократить. Резка конструкции по замкнутому контуру. В этом случае отделяемая часть является частью, а не отходом, как при штамповке.
4. Отбортовка. Операция создания кромки по внешнему или внутреннему контуру. Чаще всего процедуру проводят на концах труб, в местах установки фланцев.
5. Капюшон. Преобразование плоского изделия в полую сплошную деталь. Процесс может сопровождаться изменением толщины стенки.
6. Обжим. Уменьшите размер концевой детали, уменьшив коническую матрицу.
7. Изгиб. Придает изогнутую форму плоским частям. Наиболее распространены V- и U-образные изгибы.
8. Кастинг. Измените локальную форму детали, сохранив размеры внешнего контура.

— низкая квалификация рабочих;

Классификация оборудования для штамповки

Штамповочный пресс представляет собой машину с кривошипно-шатунным или гидравлическим приводом. На рынке представлен широкий выбор оборудования. Характеристики штамповочных линий различаются по прочности и размеру обрабатываемых материалов. Мягкие металлы не требуют мощных машин.

Штамповочное производство и оборудование для него регламентируются требованиями межгосударственных стандартов. Кроме того, ГОСТ устанавливает предельно допустимый расход материалов и утверждает правила разработки проектов.

Рассмотрим оборудование, используемое в производственных компаниях.

Кривошипно-шатунные прессы

Принцип работы оборудования основан на преобразовании крутящего момента с помощью кривошипно-шатунного механизма в возвратно-поступательное движение ползуна.

Такое оборудование относится к простому типу механизмов. Они могут быть двойного или тройного действия.

Гидравлические прессы

Мощнейшая техника, способная развивать усилие до 2 тысяч тонн. Принцип работы основан на движении двух гидроцилиндров разного диаметра. Величина разницы в размерах определяет степень воздействия на поверхность. Жидкость подается специальными насосами с электрическим приводом.

Радиально-ковочные прессы

Представляют собой формовочный пресс для изготовления деталей цилиндрической конфигурации. Машина оборудована индукционной печью для предварительного нагрева слитков.

Оборудование используется для производства квадратных, круглых или прямоугольных поковок.

Электромагнитные прессы

Продукт современных технологий. В качестве движущей силы используется энергия электромагнитного поля, которое давит на сердечник с проволочной обмоткой. В процессе движения он воздействует на исполнительную часть машины.

Читайте также: Инфракрасная паяльная станция своими руками

— ограниченность номенклатуры оборудования;

— возможность изготовления изделий из разнообразных материалов;

Виды холодной штамповки

Для изменения исходных геометрических параметров металлического листа в нескольких направлениях применяют холодную ковку. Чтобы не повышать стойкость металла и, следовательно, не снижать его текучесть, такую ​​технологическую операцию проводят при температуре, не превышающей температуру ковки.

Вырубка дисков — простейший пример холодной штамповки

По этой технологии, требующей применения специального оборудования, изделия изготавливаются с повышенной точностью, без таких дефектов, как горячие трещины, царапины, заусенцы и риски, участки, склонные к усадке металла. В связи с тем, что штамповочный пресс, применяемый для выполнения объемного долбления, должен преодолевать огромное сопротивление ненагретого металла, получить с его помощью детали сложной конфигурации проблематично. В таких случаях лучше использовать не холодное, а горячее тиснение.

Другим видом обработки металлов давлением, при котором заготовки не подвергают предварительному нагреву, является холодная листовая штамповка. При выполнении обработки по этому способу в качестве заготовок может выступать лист, лента или полоса из металла. Толщина стенки заготовки при использовании этой технологии практически не изменяется, а пространственные изделия можно получать только из пластичных металлов.

Характерными чертами процессов холодной штамповки, обеспечивающими её широкое распространение, являются:

— малая себестоимость изделий;