Skip to main content

Листовая штамповка — обработка плоских металлических заготовок для придания их разной формы. Технология строится на использовании высокого давления, под воздействием которого движется рабочая часть оборудования со штампом требуемой формы.

Штамповка деталей из листового металла

История открытия технологии

Листовая штамповка, как отдельная технология в металлообработке, появилась еще в средневековье. Кузнецы изготавливали разные виды оружия, доспехов, некоторые вещи для быта и украшения. До 1850-х годов этот метод обработки развивался медленно. При работе использовались простые ручные инструменты и приспособления.

С середины XIX века большинство операций в металлообработке подверглись механизации. Были созданы первые станки для обработки металлов. Технология вошла в список производственных, начала применяться крупнейшими заводами.

В начале XX века листовая штамповка начала применяться в производстве корпусных деталей автомобилей. В 1930-х годах технологию стали применять при изготовлении деталей для сборки речных и морских судов, корпусов для промышленного оборудования, летательных аппаратов. К середине 1950-х годов листовая штамповка начала активно применяться при производстве комплектующих для ракет.

Описание процесса

Листовая штамповка — технологическая операция, при которой на заготовку оказывается высокое давление, что позволяет получить изделия разной формы и размеров.

Чтобы изготавливать простые детали, чаще достаточно одного удара пресса. При производстве сложных изделий процедура повторяется несколько раз, рабочая часть пресса оснащается разными штампами. В качестве исходного сырья чаще используются тонкие металлические ленты, широкие полосы, большие листы из металла.

Холодная штамповка металла

Технологии

Зависимо от способа обработки металла, условий выполнения технологического процесса, выделяется два вида листовой штамповки — горячая и холодная. Также существуют и альтернативные методы.

Холодный метод

Технологии холодной штамповки листового металла:

  1. Пробивка или вырубка. Эти операции можно назвать разделительными. Для их осуществления применяются пробивные, вырубные штампы.
  2. Вытяжка. При выполнении процедуры выполняется преобразование круглых заготовок в полые цилиндры с одним закрытым концом. Для этого применяются цилиндрические штампы разной высоты.
  3. Гибка. Может быть П-образной или V-образной. Если не учесть показатель пружинистости металла, можно испортить заготовку.
  4. Резка. При выполнения операции применяются гильотинные ножницы. Заготовки нарезаются на отрезки, которые проходят последующую штамповку.
  5. Отбортовка. Создаются отверстия требуемого диаметра, которые проходят отбортовку пуансоном большого размера.

Горячий метод

Этот метод подразумевает предварительный нагрев заготовки. Это необходимо, чтобы эффективно работать с заготовками большой толщины.

Металл нагревается до 1200°C в промышленной печи. Далее раскаленная заготовка подается под пресс.

Горячая штамповка

Альтернативные методы

Кроме традиционных видов штамповки, существуют и другие методики. Возможна обработка:

  1. Взрывной волной. Осуществляются контролируемые взрывы, ударная волна от которых выгибает металлические детали в требуемую сторону. Чаще такой способ применяется при изготовлении сложных форм из крупногабаритных заготовок.
  2. Жидкостью. Матрицу производят из металла. Внутри создается ручей. Нагнетается высокое давление жидкости, под воздействием которой ручей заполняется металлом.
  3. Резиной. Матрица, пуансон производятся из резины. Даже с мягкими рабочими частями можно выполнять разные технологические операции — пробивку, вырубку, вытяжку, гибку.
  4. Магнитно-импульсным генератором. Вокруг заготовки создается магнитное поле. За счет этого образуется мощная толкательная сила, которая изменяет форму детали.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

  • повышение производительности;
  • изготовление высокопрочных деталей сложной формы;
  • высокая эффективность в серийном производстве.

Минусы:

  1. Чтобы расширить возможности оборудования, необходимо докупать пресс-формы.
  2. При составлении графика работы могут возникать определенные сложности.
  3. Настройку промышленного оборудования может выполнить только опытный оператор.
Работа с металлом (Фото: pixabay.com)

Оборудование и инструменты

Листовая штамповка выполняется на промышленном оборудовании, которое оснащается штампами необходимой формы. Подготовка заготовок и доработка деталей осуществляется с помощью дополнительных инструментов.

Принцип работы

При работе на станках для штамповки листового металла происходит деформация металлической заготовки под воздействием давления штампа. Чтобы придать детали нужную форму, применяются пуансон с матрицей. Они прижимаются к листу металла с двух сторон, на них оказывается высокое давление. Форма детали придается зависимо от формы рабочих частей, которые оказывают на нее воздействие.

Виды

Для выполнения листовой штамповки применяются разные станки, специализированные инструменты. Чтобы изготавливать детали простых и сложных форм, применяются разные типы штампов. Некоторые из них изготавливаются серийно, другие — на заказ.

Станки

Оборудование:

  1. Кривошипные прессы. При обработке происходят возвратно-поступательные движения.
  2. Фрикционные прессы. Движение рабочей части передается благодаря трению. Оно возникает между дисками и маховиком.
  3. Гидравлический пресс для штамповки листового металла. Работают на основе движения жидкости, которая толкает приводы.

Включить звукВернуться к просмотру

Также в производственном процессе применяются вальцовые станки.

Штампы

Штампы для листовой штамповки — кубические детали, состоящие из двух одинаковых частей. С помощью втулок и колонок обе части центрируются. Оснастка изготавливается согласно нормам, которые описываются в ГОСТах. Они должны соответствовать ряду требований, чтобы безопасно и эффективно применяться в производственной деятельности:

  1. Рабочие части оснастки должны иметь достаточную прочность, качество, эксплуатационную стойкость, ремонтопригодность.
  2. При изготовлении деталей должно оставаться минимальное количество отходов.
  3. Качественный штамп должен обеспечивать необходимую безопасность рабочего процесса, требуемую производительность.
  4. Оснастка должна надежно закрепляться в станке, чтобы ее положение оставалось неизменным.

У штампов, которые производятся по новым технологиям, нет внутренних втулок и колонок. Поэтому части оснастки не скреплены между собой. При этом в конструкцию добавлен новый элемент — ловитель с фаской 15 мм, которая изготавливается под углом в 15°.

Изготовление штампов для холодной штамповки металла

Изготовление оснастки:

  1. Разработка проекта. Подготавливаются чертежи со всеми размерами.
  2. Изготовление деталей штампа. Многие размеры на чертеже имеют жесткий допуск, который нужно выдержать до 0,01 мм. Такую точность можно получить только на координатных станках: расточном и шлифовальном. Особенно это касается рабочего инструмента: пуансона и матрицы.
  3. Термическая обработка комплектующих. Изделия, изготовленные из конструкционной и инструментальной стали, подвергаются нагреванию.
  4. Шлифовка закаленных деталей. Наивысшую чистоту поверхности имеют режущие части рабочего инструмента. Шлифовка ведется до получения 10 класса шероховатости поверхности или по новому обозначению 0,16√. Все плоские части деталей: верхних и нижних плит, пуансонодержателя, прокладок, направляющих планок и съемника шлифуются до 8 класса.

Дополнительные инструменты

К этой категории относятся промышленные ножницы, которые предназначены для выполнения разделительных операций. Виды инструмента:

  1. Дисковые. Рабочая часть инструмента изготовлена из нескольких дисков, которые установлены на параллельные оси вращения. При работе диски вращаются в разные стороны.
  2. Алигаторные. Основная ось инструмента проходит по нижней кромке, верхняя режущая часть совершает движения по направлению к ней.
  3. Гильотинные. Имеют две наклонные режущие кромки, которые выполняют параллельно-поступательные движения.

Путем листовой штамповки металла можно быстро изготовить большое количество однотипных деталей. Их сложность и форма будут зависеть от используемых штампов, которые можно постоянно менять.

Leave a Reply