Штамповка металла: виды, технология, процесс и стандарты

• By: Семантика
• Без рубрики
• Comment: 0

Содержание статьи

1. История возникновения процесса
2. Технология штамповки деталей из листового металла
3. Технологические операции
4. Разновидности штамповки деталей из листового металла
5. Холодная выштамповка
6. Особенности холодной штамповки
7. Горячий процесс штамповки металла
8. Жидкое штампование
9. Разделительное штампование
10. Выбор пресса и оборудования для штамповки изделий из металла
11. Оборудование по ГОСТу
12. Для сложных изделий
13. Листовая штамповка
14. Объёмная
15. Штампы открытые и закрытые
16. Альтернативные методы
17. Преимущества

Чтобы избежать долгих процессов вырезки, изгиба и пр., которыми можно придать металлическому листу необходимую форму, используют новый метод с помощью пресса и ножей, расставленных определенным образом. В статье мы расскажем про штамповку изделий из металла: что это такое, какие существуют виды и методы.

История возникновения процесса

Изначально все делалось вручную. Первые механические действия с помощью машин в металлообрабатывающей промышленности начались в середине XIX века. Станки повысили качество обработки материала. Еще через 50 лет штампование впервые применялось в сфере автомобилестроения – началось изготовление изящных кузовов с закругленным элементами. Уже в 1930-х годах эту же технологию начали применять в авиастроении и судостроении, а спустя еще два десятилетия началось производство запчастей для ракет. Метод приобрел широкую популярность, теперь он используется для создания элементов абсолютно разного размера – от крыла самолета до маленькой часовой стрелки.

Технология штамповки деталей из листового металла

Исходный материал – это металлический лист, лента или любая плоская форма. Затем он будет подвергаться горячей или холодной обработке (об их отличии будем говорить ниже), но при любом способе исходник приобретает дополнительные свойства, увеличивается прочность. Суть процесса – воздействие посторонними предметами на пласт, чтобы добиться его деформации или отделения части, то есть разреза. Часто две эти процедуры происходят вместе. Выбираются инструменты, которые соприкасаются с заготовкой, затем действует пресс. Он является основной силой, оказывающей давление.

Технологические операции

В процессе работы станок может производить следующие действия:

• Отрезка. Две части разъединяются по кривой или прямой линии.
• Надрезка. Делаются только надсечки, прорези, но не нарушается общая целостность.
• Обрезка. Процедура обычно проводится с краями листа, они отъединяются и идут в мусор.
• Пробивка. Происходит перфорация сразу несколькими или одним отверстием, образуется узор, рисунок.
• Вырубка. Изнутри заготовки появляется замкнутый контур. По нему убирают целый фрагмент, не нарушая того, что вся деталь остается закрытой.
• Зачистка. Декоративный элемент, исправляет неровности, сглаживает концы.
• Проколка. На поверхности появляются конусы, то есть прорывы, но без отсечения какого-либо металлического слоя.

Разновидности штамповки деталей из листового металла

Вся металлическая продукция, подвергнутая штампованию, имеет небольшую ширину, так как трудно гнуть чрезмерно плотный лист. Но в зависимости от его прочности применяют различные подходы. Рассмотрим особенности.

Холодная выштамповка

Заготовка обрабатывается без предварительного нагревания. Метод недорогой и менее трудозатратный, так как является одноступенчатым. Так поступают только с тонкими поверхностями. Этапы процедуры:

• Увеличение плотности стали с помощью пресса. Так материал становится менее пластичным, более устойчивым к внешним воздействиям. Форма остается за изделием надолго.
• Обработка посредством применения высоких температур – 550-620 градусов поддерживается в печи. Это приводит к разрушению химический кристаллической решетки и к наполнению структуры дополнительными атомами углерода.
• Заготовка переводится в цех для холодного штампования металла. Здесь металлические формы используются для длительной эксплуатации. Матрицы для них делаются из очень прочных сплавов, которые остаются точными после долгого срока использования.

Особенности холодной штамповки

Происходит она не в домашних условиях, а исключительно в цехах. Причем достоинством является возможность нахождения сотрудников в помещении в момент работы оборудования, потому что они не присутствуют в зоне с высокими температурами. Нанесение штампа посредством пресса, занимает не более нескольких секунд, механизм приводится в действие автоматически. Такой вариант подходит для:

• легированных, углеродистых сталей;
• алюминия;
• меди;
• некоторых сплавов.

Также аналогичный метод применяют для создания изделий из:

• картона;
• кожи;
• полимерной глины;
• резины.

Подгонка оборудования (масса пресса, сталь для ножей) будет осуществляться, исходя из расчета свойств материала.

Горячий процесс штамповки металла

С его помощью обрабатывают более плотные заготовки. Они гнутся и подвергаются штампованию по причине разлома связей между молекулами (они находятся на большем расстоянии). Вся процедура имеет аналогичные подготовительные этапы, как и холодная разновидность, то есть прессовка и обработка в печах, закалка. Но уже на третьем шаге требуется более современное и трудное оборудование. Здесь пресс совмещается с нагревательным элементом. Металл изначально достигает состояния красного накаливания. И уже в таком виде происходит основная работа. Особенности:

• Автоматизация процесса – за станками не должны стоять люди, это тем более актуально, что невозможно работать в такой температуре воздуха.
• На компьютере предварительно нужно выставлять параметры материала.
• Сталь для самих штампов – только легированная, высокопрочная.

Если не используется автоматический нагрев, то процесс аналогичный, но в два шага – сначала раскаление, а затем штампование. Тогда в цеху должен присутствовать работник, который перекладывает щипцами (на примере небольших изделий) заготовку с одного места на другое. Это очень трудная работа, поэтому многие крупные предприятия переходят на дорогостоящую автоматику. После горячей металлической штамповки не требуется особенного охлаждения (водного или холодным воздухом). Температура приходит в норму в зависимости от того, какая масса и плотность у стали. Только после полного остывания можно проводить шлифование, оцинковку, покраску или прочие финишные работы.

Жидкое штампование

Второе название – литье под давлением, применяется не часто, так как оно дорогое, а также технологически трудное. Но для получения очень прочных, без заломов и возможных неточностей изделий, применяется именно этот способ. Он представляет собой расплавление металлического сплава и его последующее заливание в специальную штамповочную форму. После остывания может происходить повторная выштамповка, но уже в качестве финальной черты.

Разделительное штампование

Фактически это вырубка, пробивка и разрезка. То есть здесь материал не гнется, а только отсекается от него лишняя часть. Предаваться могут различные узоры и геометрические формы. Это может быть либо первичная обработка заготовки, а затем будет происходить формирование объемов, либо единственно необходимая ступень. Резка выполняется посредством специальных инструментов – ножей из высокопрочной и хорошо заточенной стали. Процедура может быть как по прямой, так и по изогнутой линии. Применяют:

• гильотинные ножницы;
• вибрационные станки;
• диски.

Также эту процедуру можно назвать раскройкой, термин используется у портных, которые аналогичным образам раскраивают подготовленную ткань.

Выбор пресса и оборудования для штамповки изделий из металла

В основном учитываются два фактора – тип работы, то есть то, что нужно сделать с листом – изогнуть, пробить. Второй – какой материал используется, его свойства – плотность, степень межмолекулярный связей. Расчеты производятся согласно нормативам, прописанным в ГОСТах. Может применяться гидравлическая или кривошипная прессовка, при этом ширина хода ползуна и шайбы зависит от трудности действия. Например, для выбивки небольшой, для вытяжки – шире.

Оборудование по ГОСТу

Есть следующие типы станков:

• однокривошипные;
• двухкривошипные;
• четырехкривошипные.

В любом варианте они оснащаются стальной матрицей и ползуном, который соединен со штампом. Движение начинается за счет электродвигателя, в котором есть элементы кинематической цепи. Для освобождения рук работника запуск производится ногой, снизу имеется педаль, которая соединена с муфтой вращения. Далее сила передается на все движущиеся элементы, начинается процесс штамповки металлов, как вы понимаете, своими руками такой технологически трудный станок сделать нельзя.

Для сложных изделий

Структура, описанная выше, подходит для самых элементарных заготовок. Если форма имеет трудную конфигурацию, применяют пневматический пресс с двумя или тремя ползунами. Это требуется для более прочной фиксации листа, а также для управления сразу несколькими матрицами. Если материал очень крепкий и его не может «взять» ни один пресс, то используют инновационную разработку – взрыв. Его сила помогает пробить даже самые крепкие сплавы.

Листовая штамповка

Наиболее простые процедуры, они не предполагают изгибов. Используется обычно холодный метод. Особенность – высокая точность, вплоть до долей миллиметра. Такие изделия применяются фактически во всех отраслях машиностроения, поэтому и заводов, и станков подобного типа очень много.

Объёмная

Отличие – получаются сферические и изогнутые элементы. От маленьких строительных уголков (без этих крепежей трудно представить стройку и ремонт) до больших автомобильных дверей. Здесь может быть использован как холодный, так и горячий способ.

Штампы открытые и закрытые

Первые – это те, которые позволяют людям увидеть процесс, а также предлагают металлическому слою выходить наружу, создавая трудно счищаемое покрытие. Вторые – замкнутые. Они более точные, но для них нужно выполнять расчеты, чтобы количество заготовки соответствовало требуемым показателям.

Альтернативные методы

Вместо указанной процедуры используют:

• ковку на огне;
• магнитно-импульсное воздействие на физические свойства материала;
• электрогидравлический подход;
• изотермический подвид горячего штампования;
• прокатывание валом.

В качестве завершения статьи расскажем о достоинствах способа.

Преимущества

• Можно сделать фактически любую форму.
• Снижается расход металлического листа.
• Нет потери механических характеристик.
• Может применяться как на крупном производстве, так и на мелкосерийном.
• Высокая скорость работы.
• Универсальность станков.

Мы рассказали про выштамповку металла. Если вы занимаетесь металлообработкой, то можете заказать высококачественное оборудование от компании «Роста».

После того, как ознакомитесь со статьей, изучите наш ассортимент ленточнопильных изделий. Компания «Рокта» уже 15 лет на российском рынке. За это время мы охватили практически все города страны. Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.