Тонкости и технология штамповки металла

Процесс штамповки металла представляет собой сложное технологическое преобразование материала под воздействием внешних сил с целью получения нужной формы и размеров детали. Этот важный процесс в металлообработке требует значительных усилий и специализированного оборудования, способного генерировать силу от 16 до 500 тонн. Ключевым элементом такого оборудования является штамп, устанавливаемый в прессе, который обеспечивает прямое взаимодействие с металлом и формирует его в соответствии с заданными параметрами. Благодаря этому процессу за один цикл работы машины достигается высокая точность изготовления деталей.

История

История штамповки уходит корнями в XVI век, когда этот метод начали применять для массового производства однотипных деталей, в первую очередь в оружейной промышленности. В XIX веке этот процесс стал широко применяться в производстве предметов бытового назначения, что стимулировало развитие серийного производства и повышение качества изделий.

С появлением автомобилестроения и судостроения она приобрела еще большее значение, став ключевым фактором в производстве крупногабаритных деталей для этих отраслей. Благодаря этому процессу стало возможным эффективное и точное изготовление запасных частей для сложных конструкций, что существенно повлияло на развитие транспортной и судостроительной промышленности.

Сферы применения
Промышленное производство в наши дни немыслимо без применения как холодной, так и горячей штамповки, эти методы обеспечивают возможность быстрого и эффективного создания как небольших, так и крупных деталей. Горячая штамповка особенно востребована при формировании объемных компонентов.

Технология

Технология штамповки включает в себя разработку специальной оснастки для создания необходимых форм. Для работы как с горячим, так и с холодным металлом используются различные виды штампов, учитывая особенности материала и требуемую толщину.

Для обработки крупных заготовок часто предварительно нагревают материал, чтобы улучшить его пластичность перед процессом ковки. Холодная штамповка, в свою очередь, применяется в случаях, когда толщина листа редко превышает 1 мм, как, например, при штамповке значков и других мелких деталей.

Холодная штамповка

Процесс холодной штамповки листового металла отличается тем, что нагрев не используется. Вместо этого, усилия пресса достаточны для выполнения различных операций по разделке или формообразованию. Это позволяет получать детали, которые не подвержены усадке. Для оптимизации использования материала процесс проводят с учетом правил раскроя листа, установленных соответствующими стандартами, например, ГОСТом.

К операциям холодной штамповки относятся следующие:

1. Вырубка-пробивка: Во время вырубки готовая деталь вырезается из материала, а отходы остаются снаружи. При пробивке, наоборот, отходы удаляются изнутри, а деталь формируется снаружи. Однако конструкция штампов для обеих операций остается одинаковой. В ходе работы проводится разделительная операция, в которой участвуют пуансон и матрица.
2. Гибка: Эта операция относится к простым. Деталь помещается между упорами на матрицу, а сверху на нее нажимает пуансон.
3. Вытяжка: Часто требует нескольких этапов. Для этого изготавливаются отдельные штампы. В процессе из круглой заготовки формируется стакан, конус или полусфера за счет перераспределения металла.
4. Отбортовка: Пуансон захватывает фиксатором отверстие в детали и расширяет его, формируя отбортовку.

Важным аспектом является корректный выбор зазора между пуансоном и матрицей, который зависит от толщины и типа материала. Чем толще металл, тем больше зазор, хотя для мягких материалов, таких как алюминий, этот зазор снижается, чтобы предотвратить образование заусенцев.

Горячая штамповка

Процесс горячей штамповки металла включает нагрев заготовок в камере до температуры около 1200°С перед их подачей в пресс для дальнейшей обработки. Этот метод начинается после того, как заготовки достигают нужной температуры, чтобы стать пластичными и податливыми. Нагретые изделия затем помещаются в штамп, оборудованный специальными ручьями, предназначенными для предварительной и заключительной штамповки.

В случае необходимости сжатия или осадки нагретой заготовки она размещается между двумя плоскими бойками. После этого оборудование запускается, и заготовка сжимается до требуемого размера. Этот процесс обеспечивает точное формирование и размеры деталей, а также допускает регулировку параметров в зависимости от требуемых спецификаций продукции.

 Таким образом, штамповка металла является неотъемлемой частью современного промышленного производства, обеспечивая высокую производительность, точность и надежность в производстве различных металлических деталей.