Листовая штамповка металла: технология и оборудование

С помощью листовой штамповки различными отраслями промышленности сейчас производятся изделия в достаточно широкой номенклатуре. Это один из многих способов обработки металла, который используются человеком очень давно.

Общие принципы штамповки

штамповка металлаПроцесс производства изделий из металлического листа штамповкой — это основа изготовления многих видов продукции в виде готовых деталей и различных полуфабрикатов. Изделие получается путём деформации листовой заготовки под действием внешнего давления.

Технология листовой штамповки металла известна ещё из древности, когда таким путём человек научился обзаводиться оружием, когда у него появилась потребность в различных украшениях и предметах бытового назначения. Ещё с середины 18-го века этот способ обработки металла начал совершенствоваться, благодаря чему появились первые технологии серийного производства различных предметов, пользующихся большим спросом у населения. Важно, что штампованные детали в большинстве своём являются высококачественными и обладают отличными свойствами при эксплуатации.

Лишь в 20-м столетии приёмы штамповки листовой стали достигли более высокого производственного уровня. Большим двигателем в развитии этого производства стала автомобильная отрасль, ведь именно путём штамповки получают детали автомобильных кузовов и другие детали любых транспортных средств. Теперь штамповка глубоко внедрена в такие отрасли, как ракетостроение, строительство судов и самолётов. Штамповочная технология стала просто незаменимой в современном машиностроении.

Популярность технологий штамповки объясняется их следующими качествами:

  • возможностью наладить механизированные и автоматизированные производственные процессы, роторно-конвейерные линии производства;
  • доступностью простых приёмов изготовления металлических полуфабрикатов любых геометрических форм и размеров;
  • снижением себестоимости производства высокоточных взаимозаменяемых деталей без последующих обработок абразивными и режущими инструментами.

Следует отметить, что горячая и холодная штамповка листового металла служит надёжной гарантией того, что полученные детали не будут иметь излишней металлоёмкости, их форма будет рациональной, а прочность не уступит исходному материалу. Штамповка листового металла позволяют получать массивные изделия для машиностроительной и судостроительной отраслей, одновременно и филигранные изделия с тонкими стенками для различных бытовых приборов.

процесс штамповки

Часто предприниматель организует оказание услуг листовой штамповки на заказ. Для этого клиент обязан предоставить ему чертёж требуемой детали и материал, из которого её следует изготовить. Если у заказчика отсутствует нужный листовой материал, он может купить его у производителя. Стоимость таких услуг напрямую связана со сложностью заказываемых деталей. Если для выполнения работы требуется изготовление специального пресса, то стоимость услуги значительно возрастает.

Технологические особенности штамповки

Сырьём для получения изделий методом штамповки являются полосы и листы из стали и других металлов, различные ленты, профилированные заготовки.

Штамповка разделяется на горячую и холодную, но предпочтение производственники всё же отдают холодной, так как в этом случае не требуется энергозатратных операций нагрева исходного материала. Горячая листовая штамповка металла применяется в тех случаях, когда штамповочное оборудование не обладает достаточной мощностью, чтобы деформировать листы большой толщины. Второй причиной применения горячей штамповки является низкая пластичность исходного материала, когда в холодном состоянии его деформации начинают носить не пластичный, а разрушающий характер.

Методы листовой штамповки делят на операции разделительного и формоизменяющего типов. Разделительные операции применяются для получения деформации сдвига по контуру производимой детали из металла.

К разделительным операциям штамповки нужно отнести:

  • резку металлических листов гильотинными, дисковыми или вибрационными ножницами по прямой или кривой линии;
  • пробивку или прошивку листа для получения в заготовке отверстий требуемой формы и нужного размера;
  • вырубку деталей, имеющих замкнутый контур.

Изменение же формы деталей при штамповке не требует разрушения целостности листа, таким путём лишь получают требуемые конфигурации деталей и их заданные размеры.

технология листовой штамповки

 К формоизменяющим операциям можно причислить:

  • отбортовку или создание бортиков на изделии по заданным контурам и размерам;
  • вытяжку, благодаря которой на деталях получают различные полости и геометрические формы;
  • обжимку, когда конической матрицей получают сужение торцевых участков металлических полых заготовок;
  • гибку и формовку, благодаря которым плоские детали получают изогнутую конфигурацию.

При холодной штамповке чаще используют листовой материал из медных или алюминиевых сплавов. Широко используются и листы углеродистой и легированной стали. Нередко штамповке подвергаются материалы неметаллической природы, это заготовки из картона, кожи, пластмассы.

Станки и пресса для штамповки

Работы по штамповке листового металла выполняются с помощью специальных штампов, которые изготавливают из стали инструментального класса. Обычно штамп состоит из двух частей – подвижной и неподвижной. В подвижную часть станка устанавливается пуансон, а в неподвижную – матрица. Это рабочие элементы большинства штампов, именно при сближении их и происходит деформация листового металла и получение штампованных деталей.

пресс для штамповкиПуансон и матрицу крепят к рабочим элементам пресса для штамповки листового металла. К исполнительному элементу пресса закрепляется пуансон, а матрицу закрепляют на рабочем столе станка.

Рабочие элементы штампов изготавливают из дорогих стальных сплавов инструментального класса. В случаях же штамповки мягких металлов, например, меди, алюминия, для изготовления штампов можно использовать и более дешёвые материалы, включая пластмассы и даже прессованную древесину.

Чтобы понизить себестоимость штамповки больших по размерам и по весу деталей, изготавливаемых малыми партиями, матрицы штампов иногда изготавливают даже из бетона или чугуна. А в качестве пуансона применяют специальный контейнер, заполненный водой. Контейнер размещается над матрицей, опускается вниз до упора. Затем внутри контейнера инициируется пороховой заряд, благодаря которому достигается требуемое давление на обрабатываемый металл. Происходит его деформация и при этом формируется нужная заготовка или готовая деталь.

Основными видами штамповочного оборудования являются станок для листовой штамповки и гильотинные или вибрационные ножницы. Ножницы используют для раскроя металлического листового материала, обычно они легки в эксплуатации и обладают высокой функциональностью. А вот подборку пресса следует производить, исходя из вида операций, которые будут с его помощью выполняться. Часто на производстве устанавливают пресс кривошипного типа, так как его работа очень проста и не требует интенсивного обслуживания.

Разберёмся с этим принципом работы:

  • с помощью клиноремённой передачи от двигателя через муфту на кривошип передаётся требуемое вращательное движение;
  • шатун, который можно регулировать по длине хода, передаёт своё движение на ползун устройства;
  • запуск рабочего хода ползуна с пуансоном осуществляется с помощью педальной муфты.

станок для листовой штамповкиЧтобы выполнять прессовку простых по конфигурации деталей, достаточно иметь обычный прессовый станок и штампы для листовой штамповки. Для того же, чтобы штамповать изделия средней и высокой сложности, потребуется особый тип прессового устройства, которое снабжено двумя и более ползунами и более сложные комплекты штампов.

При обработке металла совершает движение лишь пуансон, который закреплён на ползуне прессового станка. Неподвижная матрица снизу представляет опору, на которой и происходит требуемая деформация листовой заготовки.

Чтобы изготавливать изделия высокой точности и без дефектов, потребуется специальное оборудование, не образующее при воздействии на металл трещин, заусенец, рисок и царапин. При холодной штамповке пуансон должен преодолеть большое сопротивление холодного металла. Таким путём получать изделия сложной формы без дефектов проблематично. Выходом из этой ситуации является горячая штамповка.

Промежуточным этапом между холодной и горячей штамповкой является обработка листового материала давлением или объемная листовая штамповка металла. Заготовка при этом не нагревается предварительно, она также остаётся холодной. Просто движение ползуна с пуансоном происходит в замедленном темпе, а в качестве заготовок используются тонколистовой металл, полоса, лента. При этом способе обработки практически не происходит изменение толщины металлической заготовки, получить же изделия пространственной конфигурации без дефектов вполне возможно. Но для этого требуется применять лишь материалы высокой пластичности, не склонные к деформациям сдвига.

Покупка оборудования для штамповки

Компании, производящие оборудование для холодной и горячей штамповки металлов, проводят постоянные модификации своих станков с той целью, чтобы оно позволяло получать высококачественные детали и функционировать длительный срок.

К такому оборудованию относятся:

  • электрические пресса;
  • пневматические пресса;
  • гидравлические прессовые устройства.

Продажи производятся непосредственно с сайтов компаний-производителей, где с клиентом предварительно проводятся различные беседы консультационного типа. Большинство этих компаний занимаются изготовлением не только стандартной прессовой техники, но и производят оборудование с учётом требований заказчиков.

Современные гидравлические прессовые станки изготовлены из такого металла, что практически могут создавать деформации любого материала. На сайте производителя клиенту предлагают прессовое оборудование в широкой номенклатуре. Чтобы купить оборудование для листовой штамповки, достаточно оформить свой заказ и произвести предварительную оплату.

Условия доставки заказа в любой регион РФ также нужно обговорить заранее. Компании охотно оказывают транспортные услуги, но уже за дополнительную плату. По дополнительному же договору специалисты поставщика берутся за установку и пуско-наладку поставляемых прессовых устройств. Очень важно при этом не забыть оформить договорённость на гарантийное обслуживание станков, которая предусматривает их бесплатный ремонт в случае выхода из строя в период действия гарантии поставщика.