Гаряче штампування металу: технологія і устаткування

Гаряча штамповка, яка передбачає деформування металевої заготовки в нагрітому стані, використовується для того, щоб змінити не тільки конфігурацію цієї заготовки, але і її розміри. Найчастіше така технологічна операція застосовується для того, щоб змінити геометричні параметри не в одній площині, а в кількох вимірах. У таких випадках ця процедура носить назву «гаряча об’ємна штампування».

Гаряча штамповка зазвичай застосовується в масових виробництвах, де потрібен великий обсяг робіт

Сутність технології

Сутність процесу гарячого штампування полягає в тому, що готове виріб з металу отримують з нагрітої до певної температури заготовки, впливаючи на неї тиском, для чого використовується спеціальний штамп. При виконанні гарячої штампування температура заготовки змінюється від стану просто нагрітої поверхні до кувальної. Щоб обмежити протягом нагрітого металу в непотрібному напрямку, на окремих ділянках внутрішньої поверхні штампа виконують спеціальні порожнини і виступи. Таким чином, внутрішня поверхня штампа формує замкнуту порожнину (струмок), конфігурація якої повністю відповідає формі готового виробу.

Так виглядає нижня частина простого одноручьевого штампа

Гаряча об’ємна штампування (ГОШ) виконується на металевих брусках різного профілю – квадратного, прямокутного, круглого або періодичного. В окремих випадках виробництво готових виробів за технологією гарячого штампування може виконуватися з суцільного металевого прутка. Спочатку його частина формується в поковку з необхідними геометричними параметрами, а потім її відокремлюють за допомогою різання. Однак, як правило, заготовки для гарячої штамповки нарізають з металевого прутка.

Найбільшу ефективність штампування деталей, передбачає їх попередній нагрів, демонструє при серійному і масовому виробництві. Зокрема, у використанні даної технології для виробництва металопродукції великими і масовими серіями є цілий ряд переваг.

• Відходи металу, з якого виготовляється продукція, зменшуються.
• Збільшується продуктивність праці.
• За допомогою даної технології можна виготовляти вироби навіть дуже складної конфігурації.
• Готові вироби, отримані методом гарячого штампування металу, що відрізняються не тільки особливою точністю геометричних параметрів, але і високою якістю поверхні.

Схема технологічного процесу виготовлення деталі типу «шатун» методом гарячого об’ємного штампування

Технологічний процес гарячого штампування включає в себе великий перелік операцій, виконуваних починаючи з моменту завантаження деталі з металу в зону обробки і закінчуючи вивантаженням з обладнання готового виробу. Проектування такого процесу передбачає дотримання такого алгоритму:

• вибрати метод, за яким буде виготовлятися виріб: на штампах з відкритим або закритим струмком;
• розробити докладний креслення готової поковки;
• встановити, за скільки переходів можна зробити готовий виріб;
• для кожного переходу розробити креслення формованої поковки;
• в залежності від необхідної потужності для кожного етапу технологічного процесу вибрати відповідне обладнання і сформувати штампи;
• перед гарячої штампуванням нагріти заготівлю, вибравши спосіб нагріву і режими виконання;
• залежно від вимог до якості готового виробу визначити перелік фінішних операцій, яким буде піддана поковка.

На завершальній стадії розробки технологічного процесу необхідно виконати розрахунок його економічних і технічних показників.

Переваги і недоліки гарячої об’ємної штампування

Обробка металу, що виконується методом гарячого штампування, може здійснюватися за різними технологіями, особливості реалізації яких залежать від цілого ряду параметрів: типу використовуваного обладнання, геометричних параметрів і формованого матеріалу виготовлення виробу. За технологією ГОШ можна виготовляти такі типи деталей.

Видовжені

В якості таких виробів можуть виступати вали різного призначення, шатуни, важелі та інші деталі подібної конструкції. Для їх виробництва використовують штампувальний прес. Обробляються вони методом гарячого штампування плазом, при цьому вихідна заготовка піддається операції протяжки. Заключним етапом виробництва є фасонирование методом вільного кування, що виконується в заготівельних кувальних вальцях вальців.

Дискові