Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технологические переходы горячей объемной штамповки

Технологические переходы горячей объемной штамповки

Обработку заготовки в одном ручье называют переходом штамповки (количество ручьев в штампе обычно соответствует количеству переходов штамповки). Поковку зубчатого колеса (см. рис. 1, а) штампуют за один, а поковку рычага (см. рис. 1, б) — за пять переходов.

Операцией называют законченную часть технологического процесса, включающую в себя все переходы объемной штамповки, совершаемые за один нагрев, независимо от количества используемых при этом кузнечных машин. В зависимости от сложности поковок и организации производства штамповку выполняют за один или несколько переходов. При изготовлении поковки зубчатого колеса (см. рис. 1, а) операция штамповки состоит из одного перехода; операция штамповки поковки рычага (см. рис. 1, б) включает в себя пять штамповочных переходов.

Все переходы горячей объемной штамповки можно разделить на три основные группы:

3) разделительные (отрубные, отрезные, обрезные).

Заготовительные переходы необходимы для перераспределения металла исходной заготовки в соответствии с формой поковки. При достаточном количестве и правильном выполнении заготовительных ручьев фасонную заготовку штампуют в окончательном ручье с незначительным отходом металла в облой. В молотовом штампе, показанном на рис. 1, б, ручьи 12, 16 и 17 являются заготовительными. В штампе ГКМ (см. рис.2) заготовительными являются два верхних ручья, в которых получают фасонную заготовку в виде стержня с утолщением.

Штамповочные переходы необходимы для получения окончательно оформленной поковки. В штампе, показанном на рис. 1, б, штамповочными ручьями являются предварительный 11 и окончательный 15; в высадочном штампе (см. рис. 2) штамповочными являются ручьи Ш и IV.

Отрубные, обрезные, отрезные и пробивные переходы необходимы для отделения поковки от прутка, обрезки облоя и пробивки отверстий, осуществляются в соответствующих ручьях тех же штампов, в которых проводят штамповку.

Общие сведения о холодной листовой штамповке

Листовой называют штамповку деталей из листового, ленточного или полосового материала, осуществляемую без значительного изменения его толщины. Листовой штамповкой обрабатывают стали, деформируемые цветные металлы и их сплавы, а также некоторые неметаллические материалы. Тонколистовой материал (до 4 мм) штампуют главным образом в холодном состоянии, а толстолистовой (свыше 4 мм) — как в холодном, так и в горячем состоянии. Неметаллические материалы нередко штампуют с подогревом.

Листовые штампованные детали и изделия отличаются высокой точностью. Иногда после штамповки их частично доделывают на металлорежущих станках: подрезают по торцу, сверлят отверстия малых диаметров и т. п.

Основные преимущества листовой штамповки:

1) возможность изготовления прочных, легких и жестких тонкостенных деталей, а также изделий простой или сложной формы, получить которые другими способами затруднительно или невозможно;

2) высокая производительность и экономное расходование материала;

3) широкие возможности автоматизации штамповочных работ с применением для этого относительно несложных устройств;

4) взаимозаменяемость деталей и малая шероховатость обработанной поверхности.

Листовой штамповкой изготовляют: мелкие детали часов и приборов; детали средних размеров (металлическую посуду, консервные банки, части велосипедов и мотоциклов, различные заглушки, крышки, диски, кронштейны); крупные облицовочные детали автомобилей, автобусов, тракторов, кузова, крылья, двери, крышки, детали корпусов самолетов и вагонов; очень крупные и массивные детали (днища паровых котлов и резервуаров, детали корпусов морских судов и др.).

Сваривая листовые штампованные детали, создают сложные и ответственные части машин, например станины прессов и металлорежущих станков, сложные кузова автомобилей, части аппаратуры химического производства, речных и морских судов. Такие детали прочнее, легче и дешевле литых.

Штамповкой изготовляют более 70% деталей легковых автомобилей, более 80% деталей счетно-пишущих машин, около 95% металлических изделий товаров широкого потребления и т.д.

Операции листовой штамповки подразделяются на: разделительные (при которых одна часть металла отделяется от другой); формоизменяющие (при которых без разрушения заготовок изменяется их форма); комбинированные (при которых сочетаются разделительные и формоизменяющие переходы обработки); штампосборочные (при которых механически соединяются отдельные листовые штампованные детали).

К разделительным операциям относятся: отрезка, разделка, вырубка, пробивка, обрезка, надрезка, проколка, зачистка.

К формоизменяющим операциям относятся гибка, скручивание, вытяжка, вытяжка с утонением, отбортовка, закатка, раздача, обжим, формовка, правка и др.

Большинство холодноштамповочных работ выполняется на кривошипных механических прессах. Находят также применение гидравлические прессы, прессы — автоматы и др.

По принципу действия механические прессы бывают: простого действия — с одним ползуном; двойного действия — с двумя ползунами (внутренним штамповочным и наружным прижимным); тройного действия — с тремя ползунами (наружным прижимным, внутренним штамповочным и вторым штамповочным, перемещающимися в противоположных направлениях).

Схема однокривошипного механического пресса представлена на рис. 3, а механического пресса тройного действия — на рис. 4.

Штампы для холодной листовой штамповки подразделяют по:

1) видам выполняемых операций — для разделительных, формоизменяющих и сборочных операций;

2) принципу действия — на штампы простого, совмещенного и последовательного действия;

3) универсальности — специальные и универсальные.

По конструктивным признакам штампы могут быть без направляющих и с направляющими, обеспечивающими повышенную точность совмещения верхней и нижней половин штампа при штамповке (рис. 5).

Направляющими устройствами в штампах служат направляющие колонки (рис. 5, д), направляющие плиты (рис. 5, г), направляющий плунжер (рис. 5, е).

Штампы со свободным доступом в зону совмещения пуансона и матрицы называют открытыми (рис. 5, а, б); если эта зона закрыта — штампы называют закрытыми (рис.5,в,г,е). В закрытых штампах исключается попадание рук рабочего между пуансоном и матрицей, поэтому они более безопасны. При работе на открытых штампах для предупреждения травмирования рук рабочего применяют различные защитные устройства.

Рис. 3 Однокривошипный механический пресс простого действия:

а — схема работы кривошипно-шатунного механизма; б — схема пресса;

1 — стол пресса; 2 — направляющие ползуна; 3 — ползун; 4 — шатун;

5 — кривошипный вал; 6 — тормоз; 7 — эксцентриковая втулка

механизма регулирования величины хода;8 — электродвигатель;

9 — клиноременная передача; 10 — кулачковая муфта механизма

Читайте так же:
Антенна петля своими руками из тв кабеля

регулирования величины хода; 11 — фрикционная муфта

включения; 12 — маховик; 13 — станина

По назначению детали штампов можно разделить на технологические и конструктивные. Первые непосредственно обеспечивают выполнение технологических операций и находятся во взаимодействии с обрабатываемым материалом. К ним относятся пуансоны, матрицы, направляющие планки, прижимы, выталкиватели и т.д. Вторые служат для соединения всех деталей штампа в единую конструкцию и для крепления штампа на прессе. Это — плиты штампа, хвостовики, направляющие колонки, крепежные детали.

Технологический процесс холодной листовой штамповки объединяет операции по подготовке материала (очистка, смазывание), изготовление заготовок (разрезание листов на заготовки, ленты на полосы); деформирующие операции (разделяющие, формоизменяющие), операции термической обработки (промежуточный отжиг для снятия наклепа, полученного при деформации металла; закалка и отпуск для придания необходимых свойств); отделочные операции (удаление заусенцев, промывка, окраска, декоративное покрытие и др.). Иногда в технологию холодной листовой штамповки вводят сборочные и сварочные операции и склеивание.

Рис. 4. Схема механического пресса тройного действия:

1 — нижний коленчатый вал; 2 — нижний ползун; 3 — внутренний ползун; 4 — наружный ползун; 5 — кулачки; 6 — верхний коленчатый вал; 7 — изготовляемая деталь; 8 — матрица

В технологии должны быть предусмотрены и контрольные операции, необходимые для проверки размеров и качества полуфабрикатов и деталей.

Пример построения технологических переходов листовой штамповки приведен на рис. 6.

Дата добавления: 2020-01-07 ; просмотров: 266 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Виды и способы современной штамповки металла

Штамповка металла: особенности технологии. Альтернативные методы пластичной деформации металла. Холодная и горячая листовая и объемная штамповка. Технологические операции холодной штамповки. Используемое оборудование прессы и автоматические линии.

Изотермическая штамповка деталей

Штамповка металла – это технологическая операция, которая представляет собой контролируемый процесс изменения формы и размеров заготовки под действием давления. Процесс отличается высокой производительностью, а потому широко используется в различных отраслях промышленности.

Технология имеет богатую историю, однако ее механизация началась в 50-х годах XIX века: к процессу стали подключать станки, что увеличило производительность и повысило качество изделий. Современное штамповочное оборудование позволяет изготавливать различные детали: от мелких элементов часового механизма до составных частей летательных аппаратов.

В серийном производстве активно применяется листовая штамповка. С помощью данной технологии обрабатывают металл, пластик и другие материалы. Процесс отличается высокой производительностью, стабильностью и точностью.

Холодная штамповка считается наиболее прогрессивным методом обработки давлением. Как следует из названия, это производственные операции без предварительного нагрева заготовки. Такой подход позволяет повысить прочность и чистоту поверхности изделия.

Виды штамповочных технологий

За время своего существования появилось немало методов штамповки. Массовое производство требует особого подхода, где на первое место ставится скорость и качество изготовления изделий. Ручная штамповка сейчас используется исключительно в частном порядке, для создания единичных экземпляров.

Прежде чем рассматривать способы обработки давлением, рассмотрим прочие виды штамповки:

Изотермическая штамповка деталей

  1. Магнитно-импульсная. Для изменения формы деталей используются кратковременные импульсы электрического тока.
  2. Изотермическая штамповка деталей. Используется для деформирования легированных и жаропрочных сортов стали. Особенность изотермического процесса заключается в том, что контактную форму нагревают до температуры деформации заготовки. В качестве рабочего оборудования используют гидравлические прессы.
  3. Штамповка взрывом. Разновидность импульсного способа. Активно используется в сфере производства летательных аппаратов. Принцип работы основан на передаче воздействия взрывной волны через воздух или воду. В результате заготовка деформируется, приобретая очертания используемой матрицы.

Помимо производственных функций, энергию взрыва используют в качестве привода подвижных частей оборудования. Метод был разработан в Харьковском авиационном институте в 1949 году.

Технологический процесс, при котором изделие получают путем давления на расплавленный металл, называют жидкой штамповкой. Ввиду высокой стоимости матриц и пунсонов метод целесообразно использовать только в массовом производстве.

Листовая штамповка

Процесс обработки заготовок делят на две категории, которые отличаются рабочей температурой:

Холодная штамповка

  1. Холодная штамповка. Данный метод считают наиболее эффективным. Его применяют для изготовления кузовных деталей транспорта. Грамотная разделка помогает рационально использовать основной материал. Наилучших показателей можно добиться, используя углеродистые и легированные стали, а также листовую медь и алюминий.
  2. Горячая штамповка. Как следует из названия, данный метод подразумевает предварительный нагрев заготовки. Для этого используют пламенные или электрические печи. Технологические операции данного метода абсолютно не отличаются от холодного способа производства. Единственный нюанс заключается в толщине листового металла: данный показатель не должен превышать 5 мм. С помощью данного метода производят элементы корпуса в судостроительной промышленности.

Объемная штамповка

Горячая штамповка характеризуется повышенной температурой, при которой протекает процесс. Степень нагрева зависит от используемых материалов. В отличие от штамповки жидкого металла агрегатное состояние заготовки остается неизменным.

Рассмотрим особенности каждого процесса.

Технология горячей объемной штамповки (ГОШ)

Горячую объемную деформацию деталей выполняют под воздействием температуры и давления на заготовку. Для получения необходимой формы материал нагревают и помещают в закрытые штампы. Между используемыми пресс-формами отсутствует зазор. Таким образом, готовое изделие формируется в закрытой полости, которая называется ручьем или гравюрой. Подход характеризуется низким процентом облоя, однако требует внимания на стадии заготовок.

Горячая объемная штамповка

Готовые изделия отличаются точностью размеров и качеством поверхности.

  1. Определяется тип штампа.
  2. Разрабатывается подробный чертеж.
  3. Технологи рассчитывают количество переходов от заготовки до готового изделия.
  4. Для каждого промежуточного этапа готовят индивидуальный чертеж.
  5. Подбирают пресс-формы для переходов.
  6. Определяют параметры и способ нагрева заготовки.
  7. Исходя из требований к детали определяют необходимые финишные процедуры.

По завершении разработки проекта экономисты рассчитывают себестоимость выполнения работ.

По сравнению с горячей ковкой ГОШ обладает гораздо большей производительностью и точностью работ. Требования к подготовке оператора оборудования не отличаются строгостью: среднее время обучения специалиста составляет 6 месяцев. К недостаткам относят ограничение по массе конечного изделия и высокую стоимость штамповочного оборудования.

Метод холодной объемной штамповки

Основным недостатком технологии считают чрезмерные усилия, которые необходимо прилагать для получения готового изделия. По сравнению с ГОШ этот показатель выше в 10–15 раз. Высокие механические нагрузки негативно влияют на продолжительность эксплуатации штампов.

Читайте так же:
Марка стали для шпонок

Суть и назначение холодной штамповки листового металла

Холодная штамповка – самая популярная технология изготовления различных деталей из металла и полимеров. Универсальность метода заключается в том, что он позволяет производить конструкции любой величины: от кухонных принадлежностей до элементов крупных судов.

Холодную листовую пластичную деформацию ценят за следующие преимущества:

  1. Безграничные возможности для механизации и автоматизации процесса.
  2. Низкая себестоимость производства.
  3. Высокий коэффициент использования материала.
  4. При изготовлении тонкостенных элементов не снижается прочность конструкции.
  5. Отсутствует необходимость в финишной обработке готовой продукции.

Высокое качество и технологичность имеют обратную сторону: для наладки оборудования требуются квалифицированные специалисты. Кроме того, проектирование процесса является трудоемкой операцией.

Операции холодной штамповки

Процесс пробивки

  1. Резка. Операция подразумевает разделку материала по прямой или сложной линии. В качестве рабочего оборудования используют различные типы ножниц или гильотин. Резку можно выполнять как на начальной, так и на финишной стадии производства.
  2. Пробивка. Получение отверстия произвольной формы.
  3. Вырубка. Разделка конструкции по замкнутому контуру. При этом отделенная часть является деталью, а не отходом, как при пробивке.
  4. Отбортовка. Операция создания бортика по наружному или внутреннему контуру. Чаще всего процедуру проводят на торцевой части труб, в местах установки фланцев.
  5. Вытяжка. Преобразования плоского изделия в полую объемную деталь. Процесс может сопровождаться изменением толщины стенок.
  6. Обжим. Уменьшение размеров торцевой части путем обжатия в конической матрице.
  7. Гибка. Придание изогнутой конфигурации плоским деталям. Наиболее распространенной является V- и U-образная гибка.
  8. Формовка. Изменение локальной формы детали с сохранением размеров наружного контура.

Классификация оборудования для штамповки

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

Рассмотрим оборудование, которое применяется на производственных предприятиях.

Кривошипно-шатунные прессы

Принцип действия оборудования основан на преобразовании кривошипно-шатунным механизмом крутящего момента в возвратно-поступательное движение ползуна.

Подобное оборудование относят к механизмам простого типа. Они могут быть двойного или тройного действия.

Гидравлические прессы

Радиально-ковочные прессы

Представляют собой формовочный пресс для изготовления деталей цилиндрической конфигурации. В комплектацию станка входит индукционная печь для предварительного нагрева болванок.

Оборудование используется для получения поковок квадратного, круглого или прямоугольного сечения.

Электромагнитные прессы

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

Автоматические штамповочные линии

Современные станкостроительные предприятия предлагают широкий выбор автоматических штамповочных линий и комплексов для решения различных задач. Станки представляют собой высокотехнологичное оборудование, изготовленное под руководством квалифицированных инженеров-технологов.

Современные комплексы оснащают системами ЧПУ с центральным сенсорным дисплеем, что сводит функции оператора к минимуму.

Штамповка металла – востребованная технология, которая позволяет производить детали с высокими эксплуатационными характеристиками. Как вы считаете, могут ли полуавтоматические станки конкурировать с числовым программным управлением или такое оборудование является устаревшим? Поделитесь вашим мнением в блоке комментариев.

Глава 21. Листовая штамповка (ЛШ)

Листовую штамповку осуществляют как в холодном, так и подогретом состоянии. Горячей листовой штамповкой (ГЛШ) получают крупногабарит­ные детали паровых и гидравлических турбин большой мощности, детали прессов, прокатных станов, элементы космических аппаратов, подводных лодок, судов и др.

Широкое применение листовой штамповки обусловлено рядом досто­инств, которыми обладает данный способ. К их числу можно отнести:

1) малую металлоемкость изделий;

2) высокую точность штампуемых изделий;

3) хорошее качество поверхности, что позволяет полностью исключить или совсем свести к минимуму обработку поверхности;

4) высокую производительность;

5) простоту механизации и автоматизации процессов листовой штам­повки;

6) приспособляемость к условиям производства (рентабельность в усло­виях как мелкосерийного, так и массового производства);

8) возможность получения различных и оптимальных механических
свойств в различных участках деталей, получаемых штамповкой.

Все операции листовой штамповки можно объединить в две группы: разделительные и формоизменяющие.

21.1. Разделительные операции листовой штамповки

При выполнении разделительных операций деформирование заготовки происходит вплоть до разрушения.

В начальной стадии процесса
разделения заготовки пластиче­
ская деформация сосредоточива­
ется у кромок инструмента (рис.
21.1), который внедряется на не­
которую глубину в металл. При
этом возникают очаги деформа­
ции, которые в ходе процесса,
продвигаясь в толщину заготов­
ки, смыкаются. В результате пла­
стическая деформация охватыва­
ет всю толщину заготовки в мес- Рис. 21.1. Схема разрушения металла при
те реза. разделительной резке

Дальнейшее внедрение режущих кромок вызывает смещение одной час­ти заготовки относительно другой. При этом в результате действия момента, образованного силами Р, заготовка стремится повернуться, а на ее боковых гранях возникают горизонтальные силы Т, прижимающие заготовку к боко­вым граням режущего инструмента. Эти силы при смещении режущего ин­струмента относительно заготовки сглаживают поверхность, образуя бле­стящий поясок х по поверхности среза. При достижении предельной величи­ны деформации в слоях заготовки, расположенных вблизи от режущих кро­мок, возникают трещины, которые из-за расклинивающего действия сил Р и Т несколько разворачиваются и сливаются (встречаются) в теле заготовки.

Условием встречи трещин в теле заготовки является выбор величины зазора Z между пуансоном / и матрицей 2. Для конструкционных сталей за­зор обычно составляет 10% от толщины разрезаемого металла (S).

Разделительной резкой получают детали, к которым не предъявляются высокие требования качества поверхности разделения (например, заготовки под последующую обработку).

В плоских деталях, полученных из листа, часто требуются хорошая чис­тота поверхности разделения и повышенная точность поперечных размеров, которые достигаются увеличением высоты блестящего пояска. Это возмож­но за счет уменьшения концентрации напряжений, например при затуплении режущих кромок, или за счет ликвидации растягивающих напряжений в оча­ге деформирования.

В результате чистовой вырубки получают высокоточные детали, не тре­бующие дальнейшей обработки, например шестерни часов, рычаги фотоап­паратов и т. д. Использование чистовой вырубки увеличивает энергозатраты процесса в 2—2,5 раза.

Читайте так же:
Как замерить сопротивление аккумулятора мультиметром

Основные виды разделительных операций: отрезка — разделение заготовки по незамкнутому контуру; вырубка — разделение заготовки по замкнутому контуру, при котором отделяемая часть является деталью; пробивка — разделение заготовки по замкнутому контуру, при котором отделяемая часть является отходом.

При проектировании деталей, получаемых вырубкой или пробивкой, следует придерживаться следующих правил.

1. Необходимо избегать сложных конфигураций с узкими и длинными вырезами контура или очень узкими прорезями.

2. Малые и средние заготовки (до 300 мм) необходимо проектировать с радиусами скругления углов (г > 0,55), поскольку для их изготовления при­меняют цельные матрицы. Крупногабаритные заготовки (более 300 мм) можно проектировать без закруглении углов, так как они изготовляются в составных матрицах.

3. Сопряжения сторон наружного контура следует выполнять с закруг­лениями лишь в случае необходимости вырубки детали по всему контуру. 436

Для безотходного раскроя допускают сопряжения под прямым углом.

4. Наименьшие размеры пробивае­мых отверстий не должны быть менее (1,3-1,5)5. I Х J

5. Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного / j g i i _ ц контура должно быть не менее 5 для фи- ^* *S ^ **

гурных круглых отверстий и не менее A* v? V* ^ I

2,5S, если края отверстий параллельны I i в el О

контуру детали. 6

6. Не следует располагать отверстия в Рнс> 21.2. Примеры раскроя: заготовке, подлежащей гибке, близко к а нерационального; б — рациональ-радиусу закругления детали. Наименьшее ного

расстояние от края отверстия до загнутой полки должно составлять а > г + 2S, где г — радиус изгиба.

В большинстве случаев конфигурация холодноштампованной детали или ее заготовки может быть изменена без какого-либо ущерба для кон­структивного или эксплуатационного назначения таким образом, что из­мененная форма детали позволит значительно снизить расход материала (рис. 21.2).

21.2. Формообразующие операции листовой штамповки

В отличие от разделительных, при формоизменяющих операциях во из­бежание разрушения заготовки избегают максимальной локализации пласти­ческой деформации. Наиболее широко применяющиеся формообразующие операции листовой штамповки — гибка и вытяжка.

Гибка — изменение направления оси заготовки. В процессе гибки слои металла, прилегающие к пуансону, сжимаются, а противоположные — рас­тягиваются (рис. 21.3, а). Серединные слои заготовки напряжений при этом не испытывают, их называют нейтральными.

При гибке следует учитывать направление прокатки,’ в общем случае желательно, чтобы сжатие и растяжение были направлены вдоль волокон.

Определяя необходимый угол изгиба, следует учитывать так называе­мый угол пружинения — уменьшение угла изгиба после снятия деформи­рующей нагрузки вследствие упругой деформации. Угол пружинения увели­чивается с увеличением радиуса изгиба, прочностных характеристик метал­ла, с уменьшением толщины заготовки.

Рис. 21.3.Формообразующие операции:

а — гибка; б — вытяжка, в — многопереходная вытяжка, г — вытяжка с утоне­нием стенки, д — отбортовка, е — обжим; ж — формовка; / — матрица; 2 — пуансон, 3 — заготовка

Гибкой получают изделия типа скоб, кронштейнов, заготовок для шов­ных труб и др.

Основные технологические требования к конструкции изогнутой детали.

1. Минимально допустимые радиусы гибки следует применять лишь в случае конструктивной необходимости, в большинстве случаев возможно применить увели­ченные радиусы гибки г = S, а для толстых заготовок г > 2S.

2. В случае гибки пластичных металлов (сталь 10, 20) с малым радиусом закруг­ления (0,55) линию изгиба желательно располагать поперек волокон проката. В слу­чае гибки тех же металлов с радиусом г > S расположение линии изгиба безразлично.

3. При гибке твердых и малопластичных металлов (бронза, сильноупрочненная латунь, лента пружинной стали и др.) линию изгиба следует располагать поперек волокон проката. Наименьший радиус изгиба берется в пределах (2—4)5.

4. При изгибе заготовки в разных направлениях, а также при изготовлении пра­вых и левых деталей из одной заготовки радиус закругления одного из перегибов должен быть увеличен. Гибка должна быть произведена таким образом, чтобы сторо­на с заусенцами пришлась на наружную сторону перегиба с увеличенным радиусом.

5. Для увеличения жесткости гнутых деталей и устранения упругого пружине-ния рекомендуется штамповка ребер жесткости поперек угла изгиба.

6. Наименьшая высота отгибаемой полки должна быть h > 3S.

Вытяжка без утонения стенок— превращение плоской заготовки в

полое изделие или увеличение высоты полого полуфабриката путем протя­гивания через матрицу с уменьшением поперечных размеров заготовки, но без предварительного ее утонения (рис. 21.3, б).

Особенностью вытяжки является то, что фланец и вертикальные стенки вытягиваемой заготовки находятся в различных условиях напряженного и деформированного состояний. Сжимающие напряжения а во фланце могут 438

привести к потере устойчивости (образованию складок), а растягивающие напряжения ар в стенке могут привести к отрыву донной части, что наклады­вает определенные ограничения на технологический процесс вытяжки. Ме­рой деформации при вытяжке является коэффициент, равный

где Дат — диаметр заготовки; dHm — диаметр изделия.

Обычно Къ = 1,6—2,2. Предельный (теоретический) коэффициент вы­тяжки для деталей типа кругового цилиндра с дном равен 2,7.

Если требуется получать детали с большими значениями коэффициента вытяжки, применяют многопроходную вытяжку (рис. 21.3, в) с межопераци­онным отжигом.

Размеры заготовок под вытяжку определяют из условия равенства по­верхностей заготовки и отштампованного изделия.

Вытяжка с утонением стенкиотличается тем, что зазор между матри­цей и пуансоном выбирается меньшим, чем толщина материала заготовки (рис. 21.3, г). Заготовкой в этом случае является стакан, полученный обыч­ной вытяжкой. Матрица имеет форму деформирующего конуса с углом 10—20°.

Обычно при вытяжке с утонением стенки не стремятся уменьшить диа­метр изделия; утонение стенки приводит к большому увеличению высоты изделия. Степень деформации стенки при этом может составлять 40—60%.

Вытяжкой получают как осесимметричные детали, так и детали короб­чатой и более сложных форм, например кузовные детали автомобилей.

Читайте так же:
Как отпаять деталь с платы паяльником

Основные технологические требования к конструкции полых деталей, изготов­ленных вытяжкой:

1) необходимо по возможности избегать сложных и несимметричных форм вытяги­ваемых деталей, прибегая к ним лишь в случае явной конструктивной необходимости;

2) радиусы закруглений у фланца должны быть по возможности больше, а ра­диусы закруглений у дна могут быть взяты меньшими. Сопряжение стенок с дном без радиуса закругления может бьпъ выполнено путем дополнительной калибровки или при штамповке толстых заготовок (DIS < 20);

3) необходимо избегать глубоких вытяжек с широким фланцем (D > 3d при h > 2d, где Л — высота цилиндрической части), требующих большого количества операций;

4) в прямоугольных коробках следует избегать острых углов в плане и у дна детали.

Отбортовка(рис.21.3, д) — процесс получения горловины или просто бортов вокруг предварительно пробитых отверстий. Формоизменение опре­деляют коэффициентом отбортовки Ко = dld, который зависит от механиче­ских характеристик металла заготовки и ее относительной толщины S/d и не должен превышать 1,8.

Отверстие для отбортовки предпочтительно просверлить, так как при про­бивке появляющиеся наклеп и заусенцы существенно снижают допустимый IQ,. В этой связи часто комбинируют пробивку отверстий с последующим рассверлива-

нием. Отбортовку применяют для изготовления кольцевых деталей с фланцами, для образования выступов под резьбу, для сварки с трубами и т. п.

Обжим — уменьшение периметра поперечного сечения концевой части полой заготовки — производится сужающей полостью матрицы (рис. 21.3, е) насаживанием ее на гильзу. За один переход можно получить d = (0,7—0,8)£>. Для получения горловины еще меньшего диаметра делают несколько после­довательных операций, иногда с промежуточным отжигом.

Раздача — увеличение периметра поперечного сечения концевой части полой заготовки путем заталкивания в нее расширяющегося пуансона. Раз­дача — это операция, противоположная обжиму.

При необходимости местного изменения формы листовой заготовки, сохраняя при этом размеры ее наружного контура, производят локальную вытяжку, называемую формовкой.

Формовку часто используют для увеличения жесткости листов конст­рукции путем создания конструкционных выступов или впадин, ребер жест­кости и т. п. — капот и крышка багажника автомобиля, двери, боковины ка-нистр (рис. 21.3, ж).

Формовка производится в штампах, аналогичных вытяжным штампам, с увеличенной силой прижима до такой степени, что зажатая часть листа не подвергается деформации. Изменение формы внутренней части изделия происходит за счет ее утонения.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.005 с) .

Штамповка металла что это

Череповецкий завод металлоконструкций занимается профессиональной штамповкой металла. Делая заказ у нас, вы можете быть уверены в качестве выполненной работы и профессионализме сотрудников.

Штамповка металла – это процесс, под которым подразумевается изменение формы материала под действием факторов внешней среды для получения необходимой детали. Для выполнения данной процедуры требуются большие усилия. Поэтому для штамповки используют специальное оборудование, которое может работать с изделиями от 16 до 500 тонн. Оснащение, которое устанавливается в пресс, называется штампом. Он позволяет металлу соприкасаться с рабочим инструментом. В результате получается деталь высокой точности.

История возникновения процесса

Штамповка изделий из металла берет свое начало в XVI веке. Необходимость в данном процессе появилась из-за развития оружейного производства, где требовалось изготовление большого количества одинаковых изделий. В XIX веке началось активное развитие штамповочного производства. Стали выпускать предметы домашней утвари, а также появляется потребность в изготовлении серийной продукции.

С появлением автомобиле- и судостроения штамповка металла играла важную роль в развитии этих отраслей. Данный процесс позволил производить изделия больших габаритов.

Сферы использования штамповки металла

Производство в промышленных условиях обязательно подразумевает методы холодной и горячей штамповки. Данные способы дают возможность быстро и легко получить детали любых размеров. Горячий вид штамповки применяется для изготовления объемных изделий.

Для штамповки фланцев используют 2 метода:

  1. Использование гидравлических прессов в процессе ковки. Под действием давления в полость, изготовленную в бойке, идет затекание металла. Такое пространство соответствует форме получаемой детали.
  2. Если используется листовой металл, то в качестве заготовки применяют кривошипно-шатунные прессы. В них вставляется штамп и подается листовой металл. Вытяжка фланца происходит благодаря процессу давления.

31.jpeg

Технология и виды штамповки

Технология штамповки конструкций из металла горячим или холодным способом подразумевает наличие оснастки. Для этих видов используются штампы, которые отличаются между собой определенным образом. Они используются для конструкций из металла различной толщины.

Изделия больших габаритов сначала нагреваются, а потом подвергаются воздействию ковки. В холодном состоянии толщина изделия обычно не превышает 1 мм. С материалом можно проводить различные операции, например, штамповку значков.

Существуют разные методы штамповки. Вот некоторые из них:

1. Холодная штамповка.

Процесс холодной штамповки не подразумевает нагрев листового материала. Усилий пресса вполне достаточно для того, чтобы осуществлять формоизменяющие и разделительные операции. В результате холодной штамповки получается изделие, которое не подвержено процессу усадки. Для более экономичного расхода материала штамповку проводят по правилам раскроя листа, соответствующим государственным стандартам.

К холодной штамповке относятся следующие процессы:

  1. Вырубка-пробивка. При таком процессе готовая деталь попадает в контейнер, а отходы остаются снаружи. При пробивке все происходит абсолютно наоборот: отходы попадают в контейнер, а деталь – снаружи. Конструкции обоих штампов одинаковые. В ходе работы проводится разделительная операция, в котором участвует матрица штампа и пуансон.
  2. Гибка – это несложная операции. Изделие укладывается между упорами на матрицу и давится сверху пуансоном.
  3. Вытяжка. Процесс происходит в несколько переходов и нуждается в изготовлении отдельных штампов. В ходе работы из заготовки круглой формы получается стакан, полусфера или конус. Это происходит из-за перераспределения металла в исходной заготовке.
  4. Отбортовка. Пуансон отбортовывает при помощи фиксатора: ловит отверстие в изделии и расширяет его.

photo936.jpeg

Один из важнейших моментов в холодной штамповке – это выбор зазора между пуансоном и матрицей. Размер зависит от толщины и вида материала. Зазор тем больше, чем выше толщина металла. Эта величина уменьшается для мягких материалов вроде алюминия. В противном случае могут появляться заусенцы.

Читайте так же:
Канифоль вред для здоровья

Преимущества холодной штамповки:

  • широкие возможности для автоматизации и механизации процесса;
  • низкая себестоимость производства;
  • высокий коэффициент использование материала;
  • при производстве деталей с тонкими стенками не понижается прочность металлической конструкции;
  • исключается необходимость финишной обработки готовой продукции.

2. Горячая штамповка.

Метод горячей штамповки металла подразумевает прессование заготовки под воздействием высоких температур и их поступление в камеру нагрева. Штамповка объемного металла начинается после перехода рубежа температуры в 1200 градусов. Горячие заготовки закладываются в штамп, где находятся специальные ручьи для предварительной и заключительной штамповки.

При необходимости осадить нагретую поковку, придется поставить ее в пространство между двумя плоскими бойками. Оборудование начинает свою работу, и изделие принимает нужный размер.

Существует также горячая объемная штамповка металла. Этот вариант подразумевает пластическую деформацию сразу по трем плоскостям. Штамповка позволяет делать более сложные заготовки. В ходе работы деталь подвергается давлению и воздействию высоких температур. Процесс штамповки включает в себя следующие процедуры:

  • выбор штампа по металлу;
  • создание максимально подробного чертежа;
  • расчет количества технологичных переходов;
  • подготовка документов для каждого промежуточного этапа;
  • выбор подходящих пресс-форм;
  • установка характеристик и режимов нагрева заготовки;
  • задание необходимых финишных процедур.

photo952.jpeg

3. Разделительная штамповка.

Данная процедура становится необходимой, когда нужно получить лишь часть от обрабатываемой заготовки. Она может включать в себя операции по резке, пробивке, вырубке. Как одну из них, так и несколько сразу. Они выполняются при помощи оборудования, размещенного на прессе. В качестве инструмента можно выбрать ножницы, гильотину, дисковую пилу или вибрационную головку. Траектория движения может быть прямой или ломаной. Основная задача – получить изделие нужной формы и с нужным контуром.

4. Альтернативные методы штамповки.

Штамповка металла может осуществляться не только горячим или холодным методом. Она происходит под действием других сил:

  1. Взрыв. Данная процедура осуществляется в воде. При этом материалы находятся на матрице, где сделано углубление необходимой формы. Сверху создается взрыв, в результате которого заготовка заполняет ручей и приобретает нужную форму.
  2. Электрогидравлическая штамповка. В воду подается напряжение, и жидкость нагревается. Из-за высоких температур возникает ударная волна, которая и формирует заготовку.
  3. Протяжка металла через валки. Данный способ дает возможность придать заготовке оптимальную форму.

Изготовление штампов по металлу

Из металлической заготовки необходимо сконструировать штампы по металлу. Первый этап подразумевает разработку детализированных чертежей с расшифровкой.

Штампы состоят из таких элементов:

  • Пуасон и матрица. Это рабочие части, которые производятся из инструментальной стали. После обработки под воздействием высоких температур они получают закалку до 60 единиц.
  • Пуасонодержатель.
  • Прокладки. Они производятся из конструкционной стали с закалкой до 45 единиц.
  • Съемник.
  • Нижняя и верхняя плиты. Их толщина зависит от усилия, которые затрачиваются на штамповку.
  • Колонки и втулки.
  • Хвостовик.

Matritsy-i-puansony.jpeg

Оборудование и инструменты

Для штамповки конструкций из металла изготавливаются штампы, которые вставляются в прессы. Они бывают нескольких типов:

  1. Кривошипно-шатунные. В них основным элементом является ползун, который двигается по направляющим. Сверху находится электродвигатель, который отвечает за начало движения кривошипно-шатунного механизма. Снизу – плита, на которую фиксируется штамп. Оборудование является быстроходным. К минусам его относится сила удара при соприкосновении металлической заготовки с пуансоном. В ходе работы инструмент выкрашивается.
  2. Гидравлические прессы. Оборудование является высокомощным, но при этом обеспечивает плавное движение ползуна. Благодаря ему, в процессе работы отсутствует механический удар. Это обеспечивает длительный срок эксплуатации оборудования. Высокая скорость движения ползуна обеспечивает открытое пространство для пресса. Это дает возможность совершать штамповку глубокой гибки или вытяжки с высокими бортами.
  3. Радиально-ковочные прессы. Оборудование – это формовочный пресс, который предназначен для производства деталей цилиндрической формы. В его состав входит индукционная печка для предварительного подогрева болванок.
  4. Электромагнитные прессы. Это современное высокотехнологичное оборудование, которое в качестве движущей силы использует энергию электромагнитного поля. Данная энергия оказывает давление на сердечник с проволочной обмоткой. В процессе перемещения он воздействует на исполнительную часть оборудования.
  5. Автоматические штамповочные линии. Это современное оборудование, которое изготавливается квалифицированными инженерами-технологами. Такие комплекты оснащаются системами ЧПУ с сенсорным дисплеем, что позволяет оператору практически не участвовать в производственном процессе. Такое оборудование обеспечивает высокую производительность труда и исключает ошибки, вызванные человеком. Однако работает оно строго по алгоритму, который был задан инженером-технологом.

Штамповка металлических изделий дает возможность получить в кратчайшие сроки большое количество одинаковых деталей. Все они будут одинаковой формы. Точность этих изделий строго регламентируется государственными стандартами. Сейчас это очень востребованная технология, которая дает возможность получать изделия с высокими эксплуатационными характеристиками.

07322174dde41ce7de8c9f5a0535ec4b.jpeg

Заказать штамповку металла можно на Череповецком заводе металлоконструкций. Мы работаем более 55 лет, и за это время успели посотрудничать с крупными и небольшими предприятиями по всей России. В нашей команде работают только высококвалифицированные сотрудники с большим опытом работы.

На Череповецком заводе вы сможете заказать изделие по уже готовым чертежам или оформить индивидуальный заказ. Наши сотрудники берутся за задачи любой сложности и объемов. Вы можете быть уверены в качестве выполненной работы, и даже понаблюдать за ней в онлайн-режиме, при помощи трансляции, ведущейся из цехов.

Преимущества работы с ЧЗМК:

  • гарантия на изделия от 12 до 24 месяцев;
  • оперативное выполнение заказов любой сложности;
  • доставка во все регионы России;
  • удобные способы оплаты (наличным или безналичным расчетом).

Получить консультацию, оформить заказ или задать любой интересующий вас вопрос можно по телефону 8 800 222 04 45. Вы также можете оставить заявку на сайте, и мы сами вам перезвоним.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector