Холодне штампування металу та виготовлення штампів: технологія, обладнання

Холодна штамповка (ХШ) вважається найбільш передовою методикою обробки металів тиском. Її кваліфіковане застосування дозволяє отримувати вироби різних форм і розмірів. Що важливо, вироби, виготовлені за цією технологією, відрізняються точністю своїх геометричних параметрів і високою якістю сформованої поверхні, тому не потребують подальшого доопрацювання. Процес виконання холодної штампування можна легко автоматизувати, що дає можливість виготовляти продукцію з його допомогою з високою продуктивністю.

Ці деталі були виготовлені методом холодного штампування

Тонкощі технології

Штампування або штампування, як часто називають таку технологічну операцію, – це процес, при якому заготовка з металу під впливом тиску піддається пластичній деформації. В результаті такого впливу, для надання якого використовується спеціальне обладнання, з заготовки формується готовий виріб необхідних розмірів і форми. Деформування металевої заготовки може виконуватися з її попереднім нагріванням, тоді такий процес називається гарячим штампуванням. Якщо ж ніякого попереднього термічного впливу на заготовку не виявляється, тоді виконується холодне штампування металу.

Класифікація основних операцій штампування

При виконанні холодної штамповки металу використовується спеціальна технологічна оснастка. При цьому метал, з якого зроблена заготівля, піддається додатковому зміцненню. Між тим при виконанні холодної штамповки металу погіршується його пластичність. Підвищення міцності заготовки при виконанні холодної штампування призводить до збільшення крихкості металу, що є досить негативним фактором. Щоб уникнути цього, між технологічними операціями, з яких складається штампування деталей в холодному стані, виконують термічну обробку заготовки – рекристалізаційне відпал. У готових виробах, які в процесі виробництва були піддані такий термічній обробці, оптимально поєднуються параметри міцності і пластичності.

Види холодної штампування

Для того щоб змінити початкові геометричні параметри металевого листа в декількох напрямках, застосовується холодна об’ємна штампування. Щоб не збільшити опір металу і, відповідно, не знизити його плинність, таку технологічну операцію виконують при температурі, яка не перевищує ковочную.

Вирубка шайб – найпростіший приклад холодного штампування

Використовуючи дану технологію, яка вимагає застосування спеціального устаткування, виготовляють вироби підвищеної точності, без таких дефектів, як гарячі тріщини, подряпини, задирки і ризики, ділянки, піддані усадці металу. Однак з-за того, що штампувальний прес, використовуваний для виконання об’ємної ХШ, змушений долати шалений опір ненагретого металу, отримати з його допомогою деталі складної конфігурації проблематично. В таких випадках краще використовувати не холодну, а гарячу штампування.

Ще одним видом обробки металу тиском, при виконанні якої заготовки не піддаються попередньому нагріванню, є холодна листове штампування. При виконанні обробки за даним методом в якості заготовок можуть виступати лист, стрічка або смуга, виготовлені з металу. Товщина стінок оброблюваної деталі при використанні такої технології практично не змінюється, а отримати просторові вироби можна тільки з пластичних металів.

Етапи виготовлення штампів

Велику роль у забезпеченні необхідної якості готового виробу грає проектування штампів для холодного штампування, за рахунок яких і відбувається формування деталі з необхідними геометричними параметрами. Виконуватися робочі креслення таких робочих інструментів, що встановлюються на штампувальних пресах, можуть як двох-, так і в тривимірному форматі. Для вирішення цього завдання потрібні відповідні знання і навички.

Розробка креслення та подальше виготовлення штампу, використовуваного для холодної штампування, виконуються в кілька етапів:

  • складання ескізу майбутнього штампа;
  • вивчення схеми, по якій буде виконуватися розкрій матеріалу, перевірка такої схеми за допомогою спеціальної комп’ютерної програми;
  • редагування ескізу, якщо в тому є необхідність;
  • остаточна перевірка розмірів розробленого штампа;
  • позначення положення і точних розмірів отворів, які будуть виконані на робочій поверхні штампа.

При розробці штампів часто доводиться вибирати між якістю майбутньої деталі і економічністю виробництва

Розробляючи штампи для холодного штампування, необхідно розбити креслення готового виробу на окремі частини і уважно вивчити їх. Після того як така процедура буде виконана, здійснюють виробництво штампів. При цьому необхідно приділити особливу увагу вимогам, які пред’являються до параметрів готового виробу. Для кожного етапу технологічного процесу холодної штампування розробляється маршрутна карта, в якій враховуються як час виконання окремих операцій, так і характеристики поковок на окремих етапах обробки.

Велика частина штампів виготовляється з вуглецевої або легованої сталі, але іноді використовуються і сплави алюмінію і міді

В такому питанні, як виконання холодної штампування металевої заготовки, значення мають дуже багато параметри, до яких, зокрема, відносяться послідовність виконання технологічних операцій, розподіл матеріалу в порожнині робочого інструменту, використовуване обладнання та режими обробки.

До процесу виготовлення штампів для холодного штампування також пред’являються серйозні вимоги, оскільки саме від точності даного інструменту залежить якість формованого вироби.

Штампування деталей, при якій в якості заготовки використовується листовий метал, може включати в себе цілий перелік механічних операцій. Такими операціями, зокрема, є різання, вирубка, видавлювання, гнучка, холодна висадка, формування, обтиск і витяжка. При цьому різання, вирубка і ряд інших технологічних операцій належать до розділових операцій, а холодна висадка, формовка, згинання та ін. – до формоизменяющим.

Типи розділових операцій листового штампування

Типи формоизменяющих операцій листового штампування

Після штампування виріб може бути піддано і ряду допоміжних операцій, до яких належать відпал і травлення. За допомогою таких операцій готовому виробу надаються необхідні механічні характеристики. Щоб підвищити зносостійкість виробів, отриманих методом холодного штампування, на їх поверхню наносять різні захисні покриття.

Якщо заготовку з листового металу необхідно піддати об’ємної штампування, то така операція може виконуватися за двома технологічними схемами.

Перша з них складається з трьох операцій:

  1. попередньої термічної обробки заготовки (це необхідно для того, щоб знизити міцність металу);
  2. підготовки поверхні заготовки до виконання штампування;
  3. безпосередньо самої штампування.

При виконанні холодної штамповки з другої технологічної схемою до трьох вищевказаних етапів додається ще один – попередня підготовка мірних заготовок, з яких і будуть формуватися готові вироби.

You Might Also Like