Штамповка листовой стали: применяемые марки, технологии, получаемая продукция

Штамповка деталей из листовой стали – распространенная технология, применяемая при производстве изделий практически для всех областей народного хозяйства. Заключается в обработке заготовок высоким давлением, под воздействием которого они деформируются и приобретают требуемую конфигурацию и размеры, плоскую или объемную форму. Получаемые детали могут быть самыми разными: от миниатюрных для часовых механизмов и электронных устройств до крупногабаритных, применяемых в машиностроении. По форме: от простых до самых сложных. Исходная заготовка – лист, очень тонкая лента, полоса. Процесс может быть холодным или горячим.

Штамповка как разновидность ковки

Выделяют свободную ковку и штамповку, которые различаются по технологии и качеству результата.

Свободная ковка

Может применяться для заготовок любой массы и объема. Производится на молотах или прессах. Заготовки укладывают на основание без закрепления, обрабатывают ударами паровоздушного или пневматического молота. После обжима с одной стороны полуфабрикат поворачивают и продолжают обработку до полной готовности поковки. Процесс на прессах проходит приблизительно так же. Недостатком свободной ковки является невозможность получения точных размеров, следствием чего являются:

  • необходимость последующей обработки на металлообрабатывающих станках;
  • большое количество отходов, уходящих в стружку;
  • необходимость в широком перечне металлообрабатывающего оборудования.

Штамповка

Основное отличие от свободной ковки – ограничение растекания металла заготовки штампом, состоящим из двух частей: нижняя неподвижно закреплена на наковальне, а верхняя свободно перемещается вверх и вниз. Получаемые изделия – штамповки – гораздо ближе по размерам к желаемому результату, по сравнению с кованой продукцией.Объемная штамповка позволяет получать из листа небольшое по массе, геометрически сложное изделие.

Благодаря этой технологии, возможно:

  • производить детали и изделия различных размеров и конфигураций с чистотой поверхности, позволяющей не прибегать к последующей обработке;
  • осуществлять серийное производство продукции, одинаковой по геометрическим параметрам;
  • обеспечивать высокую производительность процесса – большинство операций штамповки выполняется на линиях с высоким уровнем автоматизации.

Внимание! Полностью отказаться от свободной ковки в пользу штамповки невозможно, потому что изготовление штампа – дорогой и сложный процесс, оправдывающий себя при массовом производстве.

По температуре, при которой осуществляется операция, различают горячую и холодную штамповку.

Особенности горячей штамповки

Суть процесса:

  • заготовку нагревают в печи и помещают в нижнюю часть инструмента;
  • верхняя часть штампа опускается и сдавливает заготовку;
  • металл заполняет объем штампа и приобретает необходимую форму.

Определение! Штампы бывают открытыми и закрытыми. В первом случае заготовки имеют заусенцы, во втором – нет.

Горячая технология применяется в случаях, если:

  • мощности применяемого оборудования недостаточно для осуществления холодной штамповки;
  • материал обладает низкой пластичностью;
  • толщина листа – более 3 мм.

Применяется для изготовления полушарий, буев, днищ котлов, корпусов других изделий, используемых в судостроении. При конструировании деталей, подвергаемых горячей штамповке, учитывают припуски на:

  • вырубку;
  • пробивку;
  • гибку;
  • степень коробления.

Холодная штамповка

Этот процесс отличается от горячего тем, что нагрев заготовки не осуществляется. Применяется для тонколистовых стальных заготовок, а также произведенных из мягких металлов и сплавов, полимеров. Используется при производстве: изделий для автотракторной индустрии, шайб различных типов, любых других нагружаемых высокоточных изделий. Для технологии характерны: высокая производительность, точность размеров и качественная поверхность продукции, чистота которой в отдельных случаях соответствует 8-му классу.

Основные операции, выполняемые с помощью технологии холодной штамповки:

  • Вырубка. С помощью этой разделительной операции изготавливают плоские детали круглой или другой замкнутой формы, например шайбы. Отделение производится по линиям любой конфигурации.
  • Пробивка. Служит для получения отверстий.
  • Вытяжка. Это более сложная операция, называемая формообразующей. Применяется для превращения листа в пространственные формы.
  • Отбортовка. Чаще всего востребована для формирования бортиков на концах труб.
  • Обжим. Служит для сужения торцов полых элементов.
  • Гибка. Обеспечивает требуемый изгиб.
  • Формовка. При этой операции меняются форма и размеры отдельных участков детали.

Штампуемые стали

Для холодной штамповки востребованы низкоуглеродистые стали, содержание Cв которых не превышает 0,2%, марганца – 0,4%, количество азота, кислорода и водорода минимально. Наиболее популярная марка – 08 кп/сп/пс. Также применяются «черные» углеродистые стали – 05 кп, 10, 15, 20, Ст 1, Ст 3.

Для изготовления высокопрочных изделий применяют низколегированные стали – 03ХГЮ, 06ХГСЮ, 12ХМ, 06Г2СЮ. В качестве легирующих элементов они содержат марганец, кремний, хром, небольшие добавки алюминия и вольфрама.

Нержавеющие стали по процентному соотношению хрома и никеля делят на следующие группы:

  • Хром – 16-18%, никель – 6-8%. Эти стали применяют при производстве высоконагруженных изделий. Для изготовления штампованной продукции не рекомендуются.
  • Хром – 17-20%, никель – 8-11%. Материалы средней пластичности, могут использоваться для неглубокой вытяжки.
  • Хром – 17-18%, никель – 10-12%. Для этой стали характерна высокая пластичность, поэтому она может применяться для глубокой вытяжки.

При добавлении титана и ниобия снижается пластичность, для компенсации этого явления повышают содержание никеля.

Оборудование для штамповки

Для осуществления горячей и холодной штамповки листа применяется пресс, рабочим органом которого является штамп. Его элементы – пуансон и матрица – изготавливаются из инструментальной стали. При обработке мягких материалов эти элементы могут изготавливаться из древесины или полимеров.

Для холодной штамповки используются в основном гидравлические прессы, имеющие различную мощность и функциональные возможности. Для вырубки и пробивки востребованы прессы простого действия, для вытяжки – двойного действия. По конструкции прессы делятся на одно-, двух- и четырехкривошипные. На оборудование последних двух видов устанавливают ползуны больших размеров.Для нагрева стали перед горячей штамповкой применяют нагревательные устройства: электрические, плазменные и другие.

GD Star Rating
loading...
Штамповка листовой стали: применяемые марки, технологии, получаемая продукция, 3.4 out of 5 based on 8 ratings

Заказать обратный звонок