Оборудование для штамповки изделий из металла

Содержание
  1. Штамповка листового металла (горячая и холодная): виды, оборудование
  2. Что собой представляет листовая штамповка
  3. Особенности технологии
  4. Оборудование, инструменты и приспособления
  5. Какое оборудование применяется для штамповки металлических листов
  6. Общие принципы штамповки
  7. Виды штамповочных технологических операций и оборудование
  8. Конструкция и принцип работы прессового оборудования
  9. Прессы кривошипно-шатунного типа
  10. Гидравлические прессы
  11. Прессы радиально ковочного типа
  12. Прессы электромеханического типа
  13. Линия автоматической штамповки, купить штамповочные линии в компании «ПРЕССМАШ» по доступной цене
  14. Уникальность линий ПРЕССМАШ
  15. Важные преимущества
  16. Состав линии
  17. Разматывающий модуль
  18. Гарантируем результат
  19. Штамповка металла: изготовление штампов для холодной объемной штамповки деталей, их обработка давлением и оборудование для этого
  20. Что такое штамповка: Виды, технологии и инструменты
  21. Что необходимо?
  22. Как протекает процесс?
  23. Разновидности штампования
  24. Горячее объемное
  25. Штамповка деталей из листового металла: что это такое, основные виды
  26. История возникновения процесса
  27. Виды штамповки металла
  28. Листовая штамповка металла
  29. Объемная
  30. Технология ГОШ – горячей объемной штамповки изделий из металла
  31. Метод холодной объемной штамповки деталей из металла
  32. Холодная штамповка листового металла: суть и назначение
  33. Операции холодного метода штамповки
  34. Разделительная штамповка: что это такое
  35. Классификация оборудования для штамповки изделий из металла
  36. Кривошипно-шатунные прессы
  37. Гидравлические прессы
  38. Радиально-ковочные прессы
  39. Электромагнитные прессы
  40. Автоматические штамповочные линии

Штамповка листового металла (горячая и холодная): виды, оборудование

Оборудование для штамповки изделий из металла

Штамповка деталей из листового металла сегодня является очень распространенной технологией, по которой производят изделия практически для всех отраслей промышленности. Благодаря применению такой технологии из плоского металлического листа можно получать как миниатюрные, так и габаритные детали даже сложной геометрической формы.

Листовые заготовки, изготовленные на координатно-револьверном прессе

Что собой представляет листовая штамповка

Говоря о штамповке деталей, изготовленных из листового металла, имеют в виду технологическую операцию, при выполнении которой на заготовку оказывается значительное давление. Под воздействием такого давления заготовка деформируется, приобретает требуемую конфигурацию и размеры.

Использовать такую операцию (правда, в значительно упрощенном виде) начали еще наши далекие предки. Именно при помощи воздействия на металл давлением они изготавливали сельскохозяйственные орудия, оружие, предметы домашнего обихода и различные украшения.

Современный пресс для штамповки кузовных деталей

Активное развитие штамповка как технология производства изделий из листового металла получила в конце XIX века.

Именно в тот период (начиная с 1850-х годов) данная технология активно совершенствовалась, а для ее реализации специалисты создали мощное оборудование.

Штампованные детали, которые в то время можно было уже производить серийно, отличались достойным качеством и обладали хорошими эксплуатационными характеристиками.

На совершенно новый уровень развития как горячая, так и холодная штамповка вышла уже в начале XX века.

Именно благодаря совершенствованию технологии штамповки листового металла стал возможен серийный выпуск автомобилей, для которых с помощью данного метода производились кузовные детали.

Начиная с 1930-х годов данную технологию начали активно применять предприятия, работающие в авиа- и судостроительной отрасли, а чуть позже (спустя всего пару десятков лет) при помощи штамповки стали производить детали космических аппаратов.

Высокая популярность, которую штамповка завоевала за относительно долгий период своего развития, объясняется возможностями:

  • производства изделий различных геометрических форм и размеров, качество и точность изготовления которых позволяют сразу использовать их по прямому назначению;
  • полной механизации и автоматизации производственных процессов, что достигается, в частности, путем оснащения производства роторно-конвейерным оборудованием для штамповки листового металла;
  • серийного производства изделий, геометрические параметры которых отличаются особо высокой точностью (такие изделия могут быть легко заменены друг на друга, если в этом возникает необходимость).

Холодная штамповка на гидравлическом прессе

Использование такой технологической операции, как объемная штамповка, позволяет превратить металлический лист в геометрически сложное и небольшое по массе изделие, прочностные характеристики которого находятся на высоком уровне.

Применение методов штамповки деталей из листового металла позволяет изготавливать как очень массивные изделия, используемые при производстве машиностроительной продукции, водных и воздушных судов, так и миниатюрные детали для электронных устройств и часовых механизмов.

Горячая и холодная штамповка часто используется в качестве подготовительной операции. Например, по таким технологиям производят детали, которые затем обрабатываются другими методами – сваркой, резкой и др.

Особенности технологии

В качестве исходного сырья для штамповки может выступать металлический лист, стальная полоса или тонкая лента. Наибольшее распространение по целому ряду причин получила холодная листовая штамповка.

Технологию горячей штамповки применяют в тех случаях, когда мощности используемого оборудования не хватает для деформирования металла в холодном состоянии или когда обработке необходимо подвергнуть деталь из металла, отличающегося невысокой пластичностью.

Как правило, по технологии горячей штамповки выполняют обработку листовых заготовок, толщина которых не превышает 5 мм.

В зависимости от того, что в процессе выполнения штамповки необходимо сделать с листовым металлом, различают разделительные и формоизменяющие технологические операции.

В результате выполнения первых от заготовки отделяется часть металла, что может происходить по прямым или кривым линиям, а также по определенному контуру.

Отделение металла в таких случаях происходит из-за сдвига его частей относительно друг друга.

Существует целый ряд разделительных штамповочных операций, для выполнения которых используется пресс, оснащенный специальным инструментом. Резка

В процессе резки части металлической детали отделяются друг от друга по прямой или фигурной линии. Пресс, при помощи которого выполняется такая операция, правильнее называть ножницами, которые могут быть дисковыми, вибрационными или гильотинными. При помощи резки получают готовые к дальнейшей эксплуатации изделия или формируют заготовки для их дальнейшей обработки другими методами.

Схемы резки листового металла ножницами

Пробивка

Эта операция используется для того, чтобы сформировать в листовой заготовке отверстия различной конфигурации.

В процессе пробивки часть материала удаляется в отход

Вырубка

При помощи вырубки из металлической детали формируют готовое изделие с замкнутым контуром.

Пример детали, изготовляемой из полосы вырубкой

Формоизменяющие штамповочные операции в полном соответствии со своим названием используются для того, чтобы без механического разрушения изменить форму листовой металлической заготовки, а также ее размеры. Отбортовка

Это технологическая операция штамповки листового металла, в результате выполнения которой вокруг отверстий в металлической заготовке, а также по ее контуру формируются бортики требуемых размеров и формы. Чаще всего отбортовке подвергают концы труб, на которых впоследствии планируется фиксировать фланцы.

Схема отбортовки детали вокруг заранее пробитого отверстия

Вытяжка

Это по-настоящему объемная штамповка, целью которой является получение из плоского металлического листа полых пространственных изделий. При помощи такой технологической операции можно изготавливать предметы коробчатой, полусферической, цилиндрической, конической и других форм.

Инструментальные способы вытяжки

Обжим

Данная операция выполняется при помощи матрицы конического типа. Целью обжима является сужение торцов полых деталей, изготовленных из листового металла.

При обжиме конец заготовки вталкивается в воронкообразное отверстие матрицы

Гибка

При помощи такой технологической операции штамповки заготовкам из листового металла придают требуемый изгиб.

Гибка позволяет получать детали разнообразных форм, в зависимости от которых различают типы гибки

Формовка

Это такое изменение формы и размеров локальных участков заготовки, при котором внешний контур изделия остается неизменным.

Обработке по технологии холодной штамповки могут подвергаться не только листы из углеродистых и легированных сталей, но также детали из меди, алюминия и их сплавов. Более того, используя пресс и соответствующие штампы листовой штамповки, можно выполнять обработку таких материалов, как кожа, картон, резина, полимерные сплавы.

Детали, для производства которых была использована холодная штамповка, отличаются не только точностью своих геометрических параметров, но и высоким качеством поверхности. Чистота последней в отдельных случаях может соответствовать 8-му классу. В среднем чистота поверхности штампованных изделий находится в интервале 2–6 классов, что вполне устраивает потребителей такой продукции.

Производственный цех, в котором ведется процесс листовой штамповки

Следует иметь в виду, что выполнение холодной штамповки листового металла сопровождается увеличением его прочностных показателей.

Выбирая пресс для выполнения такой технологической операции, а также занимаясь проектированием штампов листовой штамповки, следует учитывать целый ряд параметров исходного сырья. Только так можно обеспечить высокое качество готовых изделий. К таким параметрам, в частности, относятся:

  • электрическая и магнитная проводимость материала, который будет подвергаться обработке;
  • твердость и механическая прочность металла;
  • масса заготовки;
  • ударная вязкость, которой обладает обрабатываемый металл;
  • теплопроводность металла, а также его теплостойкость;
  • степень устойчивости металла к коррозии и его износостойкость, что будет оказывать влияние на долговечность, которой будет обладать штампованный лист.

Оборудование, инструменты и приспособления

Для штамповки деталей, изготовленных из листового металла, необходимы пресс и сам рабочий орган такого оборудования – штамп.

В свою очередь рабочими органами штампа, элементы конструкции которого изготавливаются из инструментальных сталей, являются матрица и пуансон.

Деформирование обрабатываемого листа как раз и осуществляется матрицей и пуансоном, а происходит это в тот момент, когда они сближаются друг с другом.

В процессе обработки двигается только верхняя часть штампа, которая фиксируется на ползуне пресса. Нижняя часть рабочего инструмента, являющаяся неподвижной, устанавливается на рабочем столе оборудования. В отдельных случаях, когда штамповке подвергают не листовую сталь, а более мягкий материал, рабочие элементы штампа могут изготавливаться из древесины или полимерных сплавов.

Штамповая оснастка для вырубки

Когда методом штамповки необходимо изготовить крупногабаритную единичную деталь, нередко используют не пресс, а несложное приспособление, состоящее из бетонной или чугунной матрицы и контейнера, наполненного жидкостью, в качестве которой выступает вода. Обрабатываемый металлический лист укладывают на матрицу, а жидкий пуансон располагают над ним.

Чтобы создать в жидкости давление, которое деформирует лист металла по форме матрицы, в ней подрывают пороховой заряд или создают электрический разряд требуемой мощности. Для выполнения такой технологической операции, как резка, используют не пресс, как уже говорилось выше, а ножницы, отдавая предпочтение моделям вибрационного типа.

Классификация прессовых машин по кинематической схеме

Собираясь выполнить штамповку изделия из листового металла, следует уделить особое внимание выбору пресса. Чаще всего в качестве такого оборудования выбирают устройства кривошипного типа, которые могут быть оснащены одним, двумя или четырьмя кривошипными механизмами. Принцип работы этого устройства достаточно прост и заключается в следующем.

  • Приводной электродвигатель передает движение на кривошипный вал через кинематическую цепочку, состоящую из клиноременной передачи и фрикционной муфты.
  • Чтобы сообщить движение ползуну кривошипного механизма, используется шатун, длина которого может регулироваться.
  • Чтобы запустить рабочий ход пресса, используют ножную педаль.

Штамповочное оборудование, которое применяется для изготовления изделий сложной конфигурации, может быть оснащено не одним, а несколькими ползунами.

Какое оборудование применяется для штамповки металлических листов

Оборудование для штамповки изделий из металла

В производстве транспортных средств и другого оборудования широко используются тонкие корпуса из металлического листа. Для производства объемных деталей с допуском по размерам от 0,5 мм применяется штамповка, оборудование для которой выделено в отдельную группу и относится к кузнечно-прессовому. В основе технологии лежит пластическая деформация материала.

Штамповочное оборудование

Общие принципы штамповки

Штамповка является одним из видов обработки давлением. Посредством силового воздействия металл принимает форму инструмента — штампа. Оборудование и оснастка зависят от температурного режима работы. Штамповка классифицируется по термическим принципам:

Холодная штамповка предполагает обработку металла без нагрева. В качестве исходной заготовки используются, в основном, листы металла. В результате произведенных технологических операций заготовки меняют свою конфигурацию. Толщина листа остается неизменной или уменьшается незначительно.

При горячей штамповке выполняется обработка с изменением конфигурации и сечения заготовки. Усилие для деформации требуется большое, поэтому применяется нагрев от 800 ⁰С до 1100 °С, в зависимости от марки стали и температуры ее пластической деформации.

Нагрев производится во вспомогательном оборудовании — индукционных, газовых и электрических печах.

Холодную штамповку применяют для листов стали с низким содержанием углерода — Ст 25, Ст 35. Они пластичны при низких температурах. В качестве заготовки, в основном, используется листовой прокат. Чем больше содержание углерода и легирующих элементов, тем выше температура пластической деформации. Например, Ст 45 штампуют при t 830–850⁰С, Ст 90ХФ требуется нагревать до 1050–1100⁰С. Для горячей штамповки используют профильный прокат, в основном, круглый и квадратный.

Виды штамповочных технологических операций и оборудование

Холодная штамповка широко применяется для изготовления различных объемных корпусных и плоских, со сложной конфигурацией по периметру, деталей, отверстий. Технология штамповки включает операции:

  • вырубка;
  • прошивка;
  • обрезка;
  • гибка;
  • вытяжка;
  • отбортовка.

Для штамповки металла применяют инструмент и оснастку различного типа. В основном, это штампы, состоящие из двух частей:

  • неподвижно закрепленная матрица;
  • движущийся перпендикулярно плоскости разъема, пуансон.

Штамп для прошивки и вырубки может иметь прижимы, которые ползун опускает вместе с пуансоном. Они фиксируют заготовку, не давая ей сместиться.

Инструменты и приспособления для деформации деталей устанавливаются на специальное оборудование — прессы. Матрица с корпусом штампа закрепляется на столе неподвижно. Пуансон и другие элементы верней части инструмента двигаются вместе с ползуном станка. Зазор обеспечивают направляющие штампа. Они не дают смещаться деталям относительно друг друга, обеспечивают необходимый зазор.

Конструкция и принцип работы прессового оборудования

Штамповочные станки не делятся по технологическим операциям. Горячие и холодные виды деформации производятся на одном оборудовании. Прессы подбираются по таким параметрам:

  • мощность;
  • производительность;
  • ход ползуна;
  • наличие рядом дополнительного оборудования для нагрева и раскроя;
  • размер стола.

Основной инструмент, участвующий в деформации — штамп. Его рабочие детали: матрица и пуансон, которые проектируются под конкретную деталь и операцию. Ползун и стол имеют стандартные пазы для крепления:

  • Т-образные;
  • ласточкин хвост.

Для создания плоских деталей из листа с большим количеством одинаковых отверстий используют станок для штамповки листового металла. Небольшие детали с фигурной конфигурацией изготавливают на прессах кривошипного типа. На гидравлическом оборудовании делают кузова автомобилей и детали для самолетов.

Металлообрабатывающий пресс

Прессы кривошипно-шатунного типа

В основе устройства оборудования лежит кривошипно-шатунный механизм. Он превращает вращательное движение привода в поступательное перемещение ползуна. Прессы классифицируются по количеству ползунов — 1, 2 и 4.

На производстве, в основном, востребованы одностоечные станки с 1 и 2 кривошипами.

Работающие синхронно от одного привода и распределительного редуктора 4 узла стоят на крупном оборудовании, предназначенном для изготовления габаритных деталей с большой степенью деформации, например, крылья, капоты и багажники автомобилей.

Для прошивки отверстий без деформации заготовки на конвейерах используют станки для штамповки листового металла. Они представляют собой простейшие прессы кривошипного типа.

Достоинства кривошипных прессов:

  • простая регулировка;
  • высокая производительность;
  • малая погрешность.

Основной недостаток кривошипа заключается в его возможном заклинивании. Если мощности не хватает, ползун останавливается в крайней нижней точке. Чтобы его поднять, необходимо разобрать половину механизма.

Гидравлические прессы

Прессы гидравлического типа относятся к наиболее мощным штамповочным агрегатам. На самых крупных из них штампуют кузова автомобилей, крылья и фюзеляжи самолетов.

В цилиндре, под давлением масла снизу и сверху, перемещается поршень, к которому прикреплен ползун и другие элементы рабочего механизма. Длина хода рабочего инструмента настраивается переключателями. Достигнув их, упор выключает подачу масла.

Гидравлический пресс можно остановить в любой точке рабочей траектории. К его недостаткам относятся:

  • сложная система гидравлики;
  • низкая производительность.

Пуансон давит равномерно по всей длине рабочего хода с большим усилием, но движется медленно.

Гидравлический пресс

Прессы радиально ковочного типа

Для создания из плоского листа цилиндров с продольным соединением торцов используют оборудование радиального типа. Деформация заготовки производится на валу, который вращаясь, прижимает лист к рабочему инструменту, производящему деформацию. В результате заготовка приобретает форму цилиндра. Диаметр определяется размером вала.

Для вальцовки толстых листов применяется индукционный нагрев.

Оборудование радиального типа непригодно для других видов технологических операций.

Прессы электромеханического типа

Работа электромагнитного пресса основана на усилии, которое создает электрическое магнитное поле. В механическом станке перемещение рабочего инструмента осуществляется за счет движения электрического сердечника. Он перемещает ползун.

Достоинство электромеханических станков — питание электроэнергией и высокая производительность. Нет необходимости в сложных механизмах и гидравлике.

К недостаткам относится малая мощность, низкий КПД и неравномерное усилие в разных точках рабочего хода.

Штамповка значительно упрощает изготовление тонкостенных деталей со сложной конфигурацией и сводит к минимуму расход материала. Ее выгодно использовать при массовом производстве деталей от 1000 штук.

Единичное производство не окупит изготовление дорогостоящих штампов со сложной и длительной технологией их изготовления.

Линия автоматической штамповки, купить штамповочные линии в компании «ПРЕССМАШ» по доступной цене

Оборудование для штамповки изделий из металла

Автоматизированные штамповочные линии, штамповочные комплексы — это разработки конструкторского отдела Станкостроительного объединения «ПРЕССМАШ», внедренные в процесс штамповки на кривошипных прессах. Штамповочные комплексы выпускаются под контролем ведущих инженеров-проектировщиков, которые специализируются на данном оборудовании.

Уникальность линий ПРЕССМАШ

Все средства автоматизации штамповки и штамповая оснастка проходят многоуровневый контроль качества:

  • первые тесты – на одиночных ходах испытания штампа в инструментальном цеху,
  • вторые испытания — в автоматическом режиме в составе линии после окончательной сборки в сборочном цеху с приемкой ОТК;
  • окончательная сдача всей линии у Заказчика при выполнении пуско-наладочных работ.

Важные преимущества

  • В наших серво-валковых устройствах подачи ленты применен планетарный редуктор, соединенный с серво-двигателем. Вся нагрузка остается на редукторе, который подобран с запасом — энерго и фактической прочности.
  • Верхние и нижние валки правильно-подающего устройства связаны безлюфтовым соединением – передачей мощности. Шестерен нет, соответственно нет деталей, которые изнашиваются, требует ремонта или обслуживания длительный срок.
  • Валки подающие и валки правильной клети имеют степень Закалки 52-55HRC, при этом они легкие. Маховая масса небольшая – в 2 раза ниже, чем у конкурентов, а твердость выше! Поэтому лента «не съедает» валки. Их вес подобран таким образом, что для продвижения заготовки не требуется прикладывать большое усилие.
  • Мы можем полностью автоматизировать процесс производства вашей детали за счет применения пневматических цилиндров, роботов и серво-устройств. При этом прессы эргономично состыкованы в единую производственную линию. Автоматизация встроена в линию и не мешает замене штампов, все сделано для того, чтобы быстро переналаживать оборудование, сохранив точность и жесткость конструкции.

Каждая линия штамповки гарантирует быструю окупаемость и благодаря своей высокой производительности увеличивает прибыль предприятия.

Состав линии

  • Кривошипный пресс усилием от 6,3 т. до 250 т., модели КД 2122, КД2124, КД2126, КД2128, КД2130, КЕ2130, КД2132, КД2134 (изготовлен в специальном исполнении на нашем производстве).
  • Серво-валковое подающее устройство (СВП) или Серво-валковое правильно-подающее устройство (СВП_П) для кривошипных прессов КД2122, КД2124, КД2126, КД2128, КД2130, КД2132, КД2134, шириной от 50мм до 600мм. Также проектируем и изготавливаем других типов и размеров на заказ.
  • Разматывающий модуль.
  • Размотчик приводной.
  • Шкаф управления линией и прессом.
Модели СВП100-600 СВП100-600П
Серводвигатель Выходной момент сил…….9,5Nm              Скорость…………….. 5000 об/мин
 Система ЧПУ и Экран панели управления есть
 Редуктор Планетарный есть
Максимум ширина рулона 100 – 600 мм
Минимум-Максимум толщина ленты 0,2 – 5мм
Правильное устройство Нет На трех валках
Устройство центрирования ленты Нет Есть
Проводка для удержания ленты от изгиба перед штампом Нет Есть
 Длина шага подачи Неограничен
Прижим валов Прижим винтовой независимый
Твёрдость валков подачи и правильного устройства HRC … 52 -56 ед.
Максимум скорость 35 м/мин
Точность подачи ± 0,03 (при любой толщине)
Вертикальный ход корпуса для регулировки высоты выхода ленты 100мм.
Напряжение 380V
  • Монтажная плита для прикрепления подающего устройства на пресс – включена.
  • Датчик синхронизации подающего устройства с прессом – включен.
  • Управление работой автоматического задающего устройства с пульта на центральном сенсорном дисплее, также отдельными кнопками, независимое опускание валков. При начале работы или после смены рулона, нажатии кнопки «СТАРТ», валки смыкаются автоматически по заранее запомненным зонам.
  • При осуществлении команды «СТОП» – Валки автоматически всплывают в крайнее верхнее положение автоматического задающего устройства.
  • Система остановки при проскальзывании валков, что является дополнительной системой безопасности, страховки оборудования от поломок.

Разматывающий модуль

Устройство с системами защиты от распушения рулона и автоматическим торможением. Модуль оснащен датчиками и управляется программой с основного пульта линии.

Высота оси 900 мм
Питание Сеть переменного тока 380 В, частота 50 Гц, потребляемая мощность в зависимости от ширины рулона
Параметры рулона
Ширина от 100 до 600 ± 10 мм
Внутренний диаметр рулона 540 или 640 мм.(с проставками)
Скорость вращения Вала 0-25 об/мин
Тип привода Частотно – регулируемый, асинхронный
Режимы работы Автоматический – с остановками по провису петли, для контроля укомплектован стойкой с датчиками нижнего положения петли и верхним для аварийной остановки
Ручной, от кнопки
Режим реверса
Тип зажима рулонов (в зависимости от комплектации) Ручной, с помощью винта
Автоматический от кнопки
Габаритные размеры Длина –     1200 мм  Ширина –    1200 мм Высота –  1200 мм

Наша компания разрабатывает и выпускает разматыватель рулона со встроенным правильным устройством на пять валков.
Опции:

  • Подъемная транспортировочная тележка;
  • Ручной зажим рулона;
  • Электрический зажим рулона;
  • Пневматический зажим рулона;
  • Система автоматического контроля натяжения полосы;
  • Антираспушитель рулона и другие опции по требования Заказчика.
  • Шкаф управления с программным устройством позволяет:

    • использовать линию для любых типов изделий по длине;
    • задавать разные шаги по программе;
    • работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах работы;
    • оператору отслеживать неисправности и другую необходимую информацию о работе всей линии на специальном дисплее.

    Модуль «Связь», встраиваемый в электронику шкафа (контроллер) обеспечивает удаленный доступ к управлению работы линии. Если такой модуль установлен, специалисты могут удаленно, через компьютер:

    • перенастраивать параметры работы линии(величина ходов, шаг);
    • синхронизировать работу пресса с другими средствами автоматизации процесса штамповки;
    • устранять неисправности связанные с электроникой;
    • проводить диагностику работы всей линии, получать сведения об объеме проделанной работы, ходах, времени, счетчике изделий.

    На дисплей шкафа управления выводится информация:

    • счетчик ходов;
    • индикация ошибок;
    • все настройки, параметры работы линии.

    Гарантируем результат

    Все штампы для наших штамповочных комплексов мы разрабатываем, проектируем и изготавливаем сами. Все автоматические линии проходят предварительную приемку при штамповке на автоматических ходах на нашем производстве до отгрузки.

    Заказывая линию автоматической штамповки, штамповочный комплекс в Станкостроительном Объединении «ПРЕССМАШ», Вы получаете готовую технологию автоматической штамповки изделий, с гарантированным результатом!

Штамповка металла: изготовление штампов для холодной объемной штамповки деталей, их обработка давлением и оборудование для этого

Оборудование для штамповки изделий из металла

В разных отраслях промышленности требуется обработать и придать нужную форму деталям из металла. Самым востребованным способом сделать является штамповка. Что это такое, какие виды технологического процесса существуют, а также что используется в качестве инструментов, – вот о чем пойдет речь в статье.

По сути, штамповка представляет собой деформацию металла, при которой изменяется его форма и размер. Такая технология использовалась предками, но в упрощённом виде. С ее помощью изготовляли орудия труда, предметы быта.

Что такое штамповка: Виды, технологии и инструменты

Но с научно-технической революцией было придумано специальное оборудование, которое с годами модернизировалось. Для понимания, насколько важна технология для промышленности скажем, что подобным способом производятся детали для кузова автомобилей, что дало возможность для их серийного выпуска.

Благодаря штамповке мастерам удается изготовить плоские или объемные детали разных размеров. Основным инструментом выступает штамп, который закрепляется на прессе или оборудовании подобного типа. Существует два вида технологии – горячий и холодный, различия между которыми заключаются в условиях выполнения.

Для каждого из них подбираются точные приспособления и инструменты, учитываются установленные нормы и правила.

Что необходимо?

Даже обработка алюминия (самого мягкого металла) проводится с помощью специального оборудования. Оно может быть кривошипным или гидравлическим. Но даже самого инновационного оборудования недостаточно для качественной штамповки.

Для деформации заготовок из металла нужны знания, потому что предварительно высчитывают размеры предметов и создают чертежи. Только в этом случае готовые металлоизделия будут соответствовать государственным стандартам.

Правильный выбор оборудования не менее важен, поэтому мастер должен четко представлять форму, допуски и параметры готового изделия, а также какая операция поможет достигнуть желаемого.

Если прибегают к таким процессам, как пробивка или вырубка, то применяется приспособление простого действия. Зато для вытяжки нужно что-то более мощное, например, оборудование двойного действия.

Как протекает процесс?

Работы по штамповке различаются в зависимости от используемых технологических норм. Первым делом проводятся расчеты и составляется схема будущего предмета из металла с учетом всех операций, проводимых в будущем.

Если решено использовать горячештамповочный метод, то изделие нагревают пламенными печами или другим электронагревательным оборудованием. Металл деформируется и принимает нужную форму под воздействием гидравлического давления.

Холодный тип обработки требует иного подхода – в этом случае нагрузка создается исключительно давлением. Этот способ выгоден, поскольку получаемый металлический предмет не нуждается в дополнительной резке. Изделие может быть как плоским, так и объёмным большого или маленького размера.

Последовательность этапов в обоих случаях практически совпадает, за исключением предварительного нагрева заготовок при выполнении горячей штамповки.

Технология появилась в конце XIX века, но ее совершенствование продолжается и по сей день. Она востребована в таких отраслях промышленности, как машиностроение и приборостроение. Потому что при высокой производительности расход материала минимален.

Разновидности штампования

Листовой металл деформируется под воздействием либо высокого давления, либо при сочетании давления и температуры. Согласно этим условиям технология разделяется на две большие группы – горячую и холодную, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки, сферу применения.

Кроме этого, у обоих способов есть свои подвиды, например, горячее объёмное штампование или листовое холодное.

Горячее объемное

В ходе подобной прессовки образец заготовки обрабатывается давлением, температурой и штампом, в результате чего исходному материалу предаётся соответствующая конфигурация. В качестве заготовки используется квадратный, круглый или прямоугольный лист металла.

Сфера применения метода – серийное и массовое производство деталей. Преимуществами являются:

  • малое количество отходов;
  • высокая производительность;
  • возможность получить предметы крайне сложной конфигурации;
  • высокое качество и точность изделий.

Штамповка деталей из листового металла: что это такое, основные виды

Оборудование для штамповки изделий из металла

18.03.2020

Всесторонне рассмотрим один из самых применяемых сегодня методов обработки предметов. Начнем с того, что такое штамповка деталей из листового металла: это контролируемое изменение размеров и формы заготовки давлением.

История возникновения процесса

Известен и используется издревле, так как был изобретен еще до Средневековья и уже тогда позволял нашим предкам изготавливать оружие, украшение и другие нужные в быту вещи.

В течение столетий неуклонно совершенствовался, всегда отличаясь сравнительной простотой и высокой производительностью, но выполнялся вручную вплоть до 1850-х годов, после чего уровень развития технологий позволил вплотную заняться его механизацией.

С середины XIX века технические операции стали проводить на станках, с начала XX – приступили к выпуску кузовов авто, с 1930-х – корпусов и механизмов морских и речных судов и летательных аппаратов, с 1950-х – функциональных узлов и элементов в ракетостроении.

Металлическая штамповка столетиями сохраняла популярность из-за следующих своих особенностей и преимуществ:

  • Универсальность – с ее помощью выполняют детали каких угодно размеров и форм, причем как нуждающиеся в последующей обработке, так и уже готовые к эксплуатации.
  • Точность изготовления, особенно при современном уровне технологий, что позволяет обеспечить взаимозаменяемость выпускаемых элементов даже без доводки.
  • Склонность к механизации и автоматизации – высокая производительность всегда была очевидным достоинством, и сегодня она достигается за счет использования роторно-конвейерных линий.
  • Прочность конечных изделий, даже тонких, легких, габаритных.

Особенно актуален процесс при массовом выпуске – как мелких элементов, вроде шестеренок для часов, так и крупных предметов, например, кузовов автомобилей.

Виды штамповки металла

Естественно, за столько веков появился целый ряд методов выполнения данной операции. До наших дней дожили те из них, которые обеспечивали должный уровень скорости, точности, качества, безопасности обработки заготовки. По этой причине ручные способы сегодня не находят широкого применения, а используются лишь в частных случаях.

Отдельную нишу занимают варианты, при которых результат достигается не давлением, а другими путями, например, воздействием кратковременных электрических импульсов или нагревом с изотермической деформацией и применением гидравлического пресса, или даже взрывом в водной среде.

Более подробно мы рассмотрим классические и актуальные сейчас виды.

Листовая штамповка металла

Особенно востребована при массовом выпуске плоских и/или объемных конструкций. Готовый предмет формируется специальным инструментом. По температуре осуществления операций подразделяется на 2 категории:

  • Холодная – максимально эффективна при выборе меди, стали (легированной или углеродистой), алюминия в качестве основного материала, но при условии грамотной разделки. Наиболее распространенный случай применения – создание кузовных элементов машин.
  • Горячая – заготовку предварительно помещают в электрическую или пламенную печь, в остальном же технология аналогична предыдущему варианту. Подходит для листов толщиной до 5 мм, чаще всего используется для изготовления корпусов водных судов.

Объемная

Очень интересный вариант, при котором, за счет пластической деформации сразу по трем плоскостям, из простейших заготовок делают более сложные. Обладает высокой степенью перспективности, классифицируется на две группы – с изменением агрегатного состояния продукции и без него. Рассмотрим обе по порядку.

Технология ГОШ – горячей объемной штамповки изделий из металла

Деталь подвергают давлению и, одновременно, температурному воздействию, нагревая в закрытой без зазоров пресс-форме. Данная полость получила сразу два названия – «ручей» и, по другой версии, «гравюра».

Да, на начальном этапе реализации способ требует повышенного внимания к подготовке основного материала, но зато хорош своей точностью соответствия готового элемента заданным размерам и высоким качеством его поверхностей, и это при малом проценте облоя.

Относительный минус в том, что рабочее оборудование в этом случае стоит сравнительно дорого, а оператора требуется дополнительно обучать, но и такие затраты времени и средств многократно окупаются в долгосрочной перспективе производства.

Процесс ГОШ можно условно разбить на 7 этапов:

  1. выбор типа штампа по металлу;
  2. создание чертежа, максимально подробного;
  3. расчет числа выполняемых технологичных переходов;
  4. подготовка проектной документации для каждого из промежуточных этапов;
  5. определение подходящих пресс-форм;
  6. установка основных параметров и режима нагрева заготовки;
  7. задание нужных финишных процедур (учитывая эксплуатационные требования, предъявляемые к готовому изделию).

Кроме того, экономистам необходимо найти себестоимость единицы продукции, выпущенной по согласованному алгоритму.

Если сравнивать с горячей ковкой, ГОШ гораздо точнее, у него лучшая производительность и он дает больше вариантов для достижения результата, поэтому он объективно перспективнее.

Метод холодной объемной штамповки деталей из металла

Хорош высокой точностью и чистотой (гладкостью) конечной поверхности. Основной материал не рекристаллизируется ни на одном из этапов производственного цикла, что делает готовую продукцию устойчивой к различным механическим воздействиям и нагрузкам. Заготовками в данном случае являются проволочные и калиброванные прутки.

Относительный минус данного варианта – значительные усилия, затрачиваемые на выпуск: они больше в 10 раз, если сравнивать с ГОШ. Также следует отметить негативное влияние чрезмерных механических нагрузок, на практике уменьшающих ресурс пресс-форм, но в целом способ пока частично сохраняет актуальность.

Холодная штамповка листового металла: суть и назначение

Это наиболее популярный метод выпуска широкой группы изделий из полимеров и металлов, потому он заслуживает детального рассмотрения. Прежде всего подкупает своей универсальностью – можно изготавливать детали любых размеров и геометрии, начиная от миниатюрных элементов бытовых приборов и заканчивая габаритными корпусами авиатехники. Но есть и другие неоспоримые достоинства.

Практические преимущества способа:

  • Высокая степень использования основного материала – обрезков или остатков не остается, что сокращает общие расходы.
  • Возможность выпуска элементов даже с тонкими стенками без снижения их конечной прочности.
  • Низкая себестоимость, особенно удобная в условиях серийного и масштабного производства.
  • Отсутствие необходимости проведения финишной обработки – поверхность продукции, как правило, получается достаточно гладкой.
  • Перспективность в вопросе автоматизации – процесс штамповки можно всячески механизировать и совершенствовать.

Есть и условный минус, логично вытекающий из технологичности проводимой операции и высокого качества результата. Недостаток в том, что для наладки нужны специалисты, причем с опытом, хорошей квалификации.

Также не стоит забывать о временных затратах на проектирование – это достаточно трудоемкая часть задачи.

Хотя преимуществ, естественно, больше, и достоинства продолжают определять назначение способа, которое сводится к тому, чтобы оставаться наиболее производительным и удобным вариантом обработки заготовок под давлением.

Операции холодного метода штамповки

Предпринимаемые действия либо разделительного, либо формоизменяющего характера. Поэтому главные процедуры следующие:

  • Резание – разделка основного материала, может осуществляться как по прямой линии, так и по более сложной траектории. Выполняется при помощи промышленных гильотин и/или ножниц больших размеров, причем как на стартовых, так и на финишных этапах производственного цикла.
  • Пробивка – создание технологических отверстий необходимого (произвольного) диаметра и даже формы.
  • Вырубка – еще одна разделка, но она уже производится по замкнутому контуру, с отделением нужной части, становящейся заготовкой (здесь и кроется принципиальное отличие от предыдущей операции, при которой отрез считался был отходом).
  • Вытяжка – изменение объема детали (из плоской делают полую, при этом толщина стенок тоже может стать другой, обычно тоньше).
  • Отбортовка – создание рельефной кромки по периметру, внутреннему или наружному. Наиболее распространенные случаи применения – места монтажа фланцев и торцы труб.
  • Гибка – превращение плоской конфигурации в изогнутую, обычно U или V-образную, но возможны и другие варианты, вплоть до довольно сложных.
  • Обжим – элемент фиксируют в конической матрице и давлением воздействуют на его торцевую часть, уменьшая ее размеры.
  • Формовка – изменение геометрии на каком-то локальном участке заготовки (при этом ее наружный контур сохраняет свои габариты).

Разделительная штамповка: что это такое

Это распространенная разновидность рассматриваемого нами процесса, осуществляемая для получения части материала от общей обрабатываемой детали. Может включать в себя операции резки, пробивки, вырубки, как одну, так и две-три сразу, выполняемые последовательно, с помощью размещенного на прессе инструмента.

Последний выбирается по ситуации, в зависимости от проводимых работ, и это может быть как гильотина или ножницы, так и дисковая пила или даже вибрационная головка.

Траектория его движения допустима как простая (по прямой), так и сложная (по ломаной линии), главное – получить заготовку нужной формы и с необходимым контуром.

Классификация оборудования для штамповки изделий из металла

В самом общем случае оно представляет собой станки-прессы с определенным типом привода (о котором ниже), а также различными характеристиками прочности, производительности, количества выполняемых операций, максимального размера обрабатываемых предметов и так далее.

Выбор нужно осуществлять в зависимости от особенностей производства и от того, какую конечную продукцию следует получить: учитывая, что для сравнительно мягких материалов не нужна значительная мощность, что для серийного выпуска требуется высокая скорость, и другие нюансы конкретного случая.

Просто необходимо, чтобы модель станка соответствовала рекомендациям актуальных межгосударственных стандартов. Помимо рабочих параметров оборудования для штамповки листового металла, ГОСТы также определяют расход, нормы безопасности труда, правила проектирования и другие сопутствующие моменты.

Перейдем к рассмотрению наиболее часто используемых видов техники.

Кривошипно-шатунные прессы

Считаются сравнительно простыми по конструкции механизмами с двойным или тройным характером действия. Преобразуют крутящий момент в возвратно-поступательное движение, благодаря которому:

  • подающее устройство перемещает стальную ленту (или другой материал);
  • шаговый нож отрезает заготовки согласно заданной программе.

Достаточно надежны (в силу отсутствия сложных функциональных узлов), поэтому нашли свою нишу в массовом выпуске однотипных элементов, чаще всего небольших размеров. Оправдывают себя с экономической точки зрения в перспективе долгосрочного использования.

Гидравлические прессы

Лидируют среди всех видов оборудования по своим мощностным характеристикам: наиболее производительными их моделями выштамповка металла осуществляется с усилием до 2 килотонн.

Принцип их действия базируется на передвижении пары цилиндров разных размеров. За счет отличия в диаметрах при вращении создается определенное давление на поверхность заготовки, которое изменяет геометрию листа и позволяет получить элемент нужной формы.

За перемещение жидкости отвечают насосы: оснащенные электроприводами, они быстро обеспечивают необходимую интенсивность воздействия. Результат – готовая продукция с гладкой поверхностью, параметры которой с высокой степенью точности соответствуют заданным.

Радиально-ковочные прессы

Классический случай их применения – выпуск цилиндрических заготовок, но также они широко используются для серийного производства предметов с круглым, прямоугольным, квадратным сечением.

Современные модели таких станков, как правило, оснащаются индукционной печью, в которой материал (обычно уже в виде болванки) проходит предварительный нагрев. Термическое воздействие позволяет обеспечить должную пластичность при сохранении максимальной прочности.

Точность соответствия заданной геометрии главным образом зависит от того, какая была выбрана форма для штамповки металла, но и мастерство оператора тоже играет свою роль. Обслуживать такие станки должны специалисты, прошедшие профильную подготовку.

Электромагнитные прессы

Наиболее современные и в чем-то даже инновационные варианты оборудования.

  • Создают ЭМ-поле, энергия которого является основной движущей силой, давящей на сердечник.
  • Последний, обладающий проволочной обмоткой, в свою очередь, воздействует на инструмент (исполнительный орган).

От интенсивности влияния и зависит степень изменения размеров заготовки. Задав соответствующую программу, можно с максимальной точностью выполнить предмет любой геометрии, даже самой сложной.

Автоматические штамповочные линии

Это передовые и многофункциональные комплексы, оснащенные ЧПУ-системами, с наглядными и удобными в пользовании сенсорными дисплеями.

У них есть все, чтобы минимизировать работу оператора, полностью исключить ошибки, вызванные «человеческим фактором», обеспечить высокую производительность труда.

Единственное НО: они должны функционировать строго по алгоритму, заданному опытным инженером-технологом.

Мы детально рассмотрели все основные и популярные варианты оборудования, постарались наглядно показать преимущества и недостатки каждого из них. Для более подробной консультации обращайтесь к менеджерам завода «Сармат»: они помогут подобрать станок, чтобы поставить нужную вам разновидность штамповки на поток.

Сделай сам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: