Введение

Холодная листовая штамповка является одним нз наиболее прогрессивных технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов как в техническом, так и в экономическом отношении.

В техническом от нош ении холодная штамповка позволяет:

1. получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;
2. создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;
3. получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.

В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими преимуществами:

1. экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;
2. весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;
3. массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых изделий.

Наибольший эффект от применения холодной штамповки может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций или форм деталей, допускающих экономичное изготовление их.

Разработка технологических процессов холодной штамповки и проектирование штампов неразрывно связаны между собой, хотя и могут выполняться разными лицами. Технолог должен хорошо знать конструкцию штампов, а конструктор должен обладать основными технологическими знаниями по холодной штамповке.

Холодная листовая штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы по технологическим признакам.

По характеру деформаций холодная штамповка расчленяется на две основные группы: деформации с разделением материала и пластические деформации.

Первая группа объединяет деформации, которые приводят к местному разъединению материала путем среза и отделения одной его части от другой. Группа пластических деформаций холодной листовой штамповки включает операции по изменению формы гнутых и полых листовых деталей.

Имеется четыре основных вида деформаций холодной листовой штамповки:

1. резка — отделение одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому контуру;
2. гибка — превращение плоской заготовки в изогнутую деталь;
3. вытяжка — превращение плоской заготовки в полую деталь любой формы или дальнейшее изменение ее размеров;

4. формовка — изменение формы детали или заготовки путем местных деформаций различного характера.

Каждый из основных видов деформаций холодной штамповки подразделяется на ряд отдельных конкретных операций, характеризуемых особенностью и назначением работы, а также типом штампа.

На рис. 1 приведена классификация основных операций холодной листовой штамповки.

Штамповка деталей путем выполнения нескольких раздельных операций в большинстве случаев экономически невыгодна, вследствие чего обычно применяют методы комбинированной штамповки, одновременно сочетающие две или несколько из указанных деформаций и отдельных операций. Кроме того, на производстве используются сборочно-штамповочные операции, основанные иа применении деформаций гибки, формовки или отбортовки.

Комбинированная штамповка представляет собой совмещение в одном штампе двух или нескольких технологически различных операций штамповки (переходов).

По технологическому признаку комбинированные операции могут быть разделены на три группы: 1) разделительные комбинированные операции, совмещающие различные виды режущих операций (вырубка, пробивка, отрезка); 2) формоизменяющие комбинированные операция, совмещающие виды операций изменения формы (вытяжка, рельефная формовка, гибка, отбортовка и пр.); 3) комбинированные операции резки и изменения формы, совмещающие разделительные операции с формоизменяющими, или сочетающие несколько операций (вырубка — вытяжка, формовка и пробивка).

Рис. 1, Классификация основных операций холодной листовой штамповки

По способу совмещения операций комбинированная штамповка разделяется на три группы: 1) совмещенную; 2) последовательную; 3) совмещенно-последовательную.

При совмещенной штамповке одновременно выполняется несколько различных операций за один ход пресса и за одну установку заготовки в штампе.

Последовательная штамповка объединяет несколько различных операций (переходов), осуществляемых последовательно отдельными пуансонами за несколько ходов пресса при перемещении заготовки между ними; причем за каждый ход пресса получается готовая деталь.

При совмещенно-последовательной штамповке выполняется несколько различных операций путем сочетания в одном штампе совмещенной и последовательной штамповки.

Практически осуществимо большое количество разнообразных типов комбинированной штамповки и штампов. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены лишь наиболее распространенные операции комбинированной штамповки.

Кроме штамповочных операций в холодной штамповке применяются заготовительные, давильно-накатные, вспомогательные, термические и отделочные операции.

Холодная листовая штамповка широко применяется в машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышленности. Наибольшее распространение холодная штамповка получила в крупносерийном и массовом производстве, где большие масштабы выпуска позволяют применять технически более совершенные, хотя и более сложные и дорогие штампы.

Ряд изделий массового производства и народного потребления изготовляется десятками и сотнями миллионов штук в год. Наряду с этим в настоящее время холодная листовая штамповка широко применяется в мелкосерийном и даже единичном производстве.

Расширение области применения холодной листовой штамповки, с одной стороны, характеризуется значительным увеличением габаритов штампуемых деталей до 10 м и более, а с другой стороны — резким уменьшением размеров — миниатюризацией деталей.

Основным прогрессивным конструктивным показателем, характеризующим эффективность применения холодной листовой штамповки, является снижение массы при увеличении прочности и жесткости штампованных из листа деталей по сравнению с литыми, коваными или обработанными из сортового проката.

Основным прогрессивным технологическим фактором дальнейшего развития холодной листовой штамповки является стремление получить штамповкой полностью законченную деталь, не требующую дальнейшей обработки резанием.

Прогрессивность тех или иных технологических методов неразрывно связана с серийностью и конкретными условиями данного производства, а следовательно, является не столько технологическим, сколько организационно-техническим понятием.

Производственно-технологические методы, прогрессивные в мелкосерийном производстве, в большинстве случаев оказываются непрогрессивными и нецелесообразными в условиях крупносерийного и массового производства, и наоборот. Этим объясняется различие производственных методов и путей развития холодной штамповки в массовом и мелкосерийном производстве.

В крупносерийном и массовом производстве развитие холодной штамповки характеризуется:

1. применением сложных совмещенно-комбинированных штампов;
2. применением многопозиционной последовательной штамповки в ленте;
3. механизацией и автоматизацией процессов штамповки;
4. созданием быстроходных автоматических прессов и специальных автоматов;
5. совершенствованием и развитием методов, дающих повышенную точность и производительность и заменяющих обработку металлов резанием (чистовая вырубка, зачистка в штампах, холодное выдавливание).

В мелкосерийном и единичном (опытном) производстве холодная листовая штамповка характеризуется использованием универсальных и дешевых упрощенных штампов (пластинчатых, листовых, неметаллических), а также применением новых технологических методов (штамповки резиной, гидравлической штамповки, штамповки взрывом, гидроэлектрическим разрядом, магнитными импульсами и др.).

Характеристикой серийности в штамповочном производстве являются коэффициент серийности, выражаемый количеством операций, закрепленных за прессом, и ориентировочный годовой выпуск штампуемых деталей. Приводим приближенные значения коэффициента серийности.