Штамповка деталей из листового металла

Содержание

Изготовление деталей с помощью штамповки занимает ведущее место в технологии обработки металлов давлением и используется в разных отраслях промышленности.

Особое значение имеет штамповка металлических изделий из листового проката. В ее основе лежит пластическое деформирование металла без его нагрева с помощью специальных штампов. Такой способ пластической деформации деталей широко применяется для изготовления деталей разных размеров и сложных форм с большой точностью, что невозможно осуществить с помощью других способов обработки.

Они используются для сборки крупногабаритных изделий машиностроительной отрасли, в автомобилестроении и судостроении, а также в приборостроительной сфере и быту, где часто требуются различные миниатюрные детали.

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Штамповкой называют процесс придания деталям нужной формы и получение определенного документами размера путем механического воздействия на них с помощью давления. Основное направление штамповки – это производство деталей из заготовок, в качестве которых используется листовой прокат. Под действием сдавливающего усилия заготовка подвергается деформации и приобретает нужную конфигурацию.

Штамповка деталей из листового металла

Различают штамповку, выполненную горячим способом с нагревом заготовки и холодным способом без ее предварительного нагрева. Штамповка деталей из листового металла осуществляется без их предварительного нагрева.

Деформацию давлением с нагревом заготовки используют при изготовлении деталей из металла, не обладающего достаточной пластичностью, и в основном применяют при производстве небольших партий объемных изделий из металлического листа, имеющего толщину в пределах 5 миллиметров.

Технологический процесс горячей штамповки металла во многом совпадает с последовательностью операций холодной обработки заготовок. Отличие состоит в предварительном нагреве исходных заготовок в печах до температуры, обеспечивающей пластичность металла. При этом учитывается степень коробления детали при остывании, а также ее утяжка при деформационной обработке, влияющая на ее размер. Чтобы исключить отклонения от требуемых размеров для деталей, полученных горячей штамповкой, делают большие допуски.

При производстве штампованных деталей из листового металла в основном используют метод холодной штамповки.

Холодная штамповка листового металла

Технология холодной деформации листового проката с помощью штампов подразумевает изменение формы и размеров изделия с сохранением их первоначальной толщины.

В качестве материала для получения штампованных изделий холодным способом используют полосы, листы или тонкую ленту в основном из низкоуглеродистых и легированных пластичных сталей, а также медных, латунных (содержащих свыше 60% меди), алюминиевых, магниевых, титановых и других пластичных сплавов. Применение для штамповки сплавов, обладающих хорошей пластичностью, связано с тем, что они легко поддаются деформационному изменению.

Штамповка деталей из листового металла

Для осуществления холодной штамповки листового металла используют различные операции, которые зависят от поставленной задачи достижения определенной формы заготовки. Их подразделяют на разделительные и формоизменяющие воздействия.

1. При разделительных деформациях материал заготовки частично отделяют по заданному контуру. Отделение осуществляется путем сдвига части металла по отношению к основной заготовке. Такими операциями являются резка, вырубка, пробивка и другие.

Рассмотрим, как осуществляются некоторые операции разделительного характера.

Резка

При проведении резки от детали отделяется определенная часть путем ее разрезания по фигурной или прямой линии. Такая разделительная операция выполняется с помощью пресса, выполненного в виде ножниц разной конструкции.

Штамповка деталей из листового металла

Такая операция предназначена в основном для подготовки заготовки к другим способам обработки.

Пробивка

Операцию, называемой пробивкой, используют для создания в заготовке отверстия разной формы. Часть металла при пробивке из заготовки удаляется совсем, и ее вес уменьшается.

На рисунке показана схема процесса пробивки.

Штамповка деталей из листового металла

Вырубка

С помощью процесса вырубки металлической детали придают готовый вид изделия, имеющего замкнутый контур.

На рисунке показана схема изготовления детали с помощью вырубки.

Штамповка деталей из листового металла

2. Формообразующие деформации включают изменение формы и размеров изделия при перемещении его отдельных областей, не приводящем к его общему разрушению. К ним относят вытяжку, гибку, рельефную формовку, скручивание, обжим и другие операции.

Рассмотрим некоторые виды операций, не приводящие к физическому разрушению формы.

Вытяжка

С помощью вытяжки из листовых плоских заготовок получают полые объемные изделия. Например, таким способом изготавливают детали, имеющие форму полусферы, цилиндра, конуса, куба и других видов. На рисунке показаны разные варианты выполнения вытяжки.

Штамповка деталей из листового металла

Гибка

С помощью операции гибки листовому изделию придается заданная форма его изгиба. В зависимости от вида гибки такая операция дает возможность получать изогнутые изделия разной конфигурации. Некоторые из них показаны на рисунке.

Штамповка деталей из листового металла

Рельефная формовка

Этот вид операции подразумевает видоизменение локальных частей изделия, его внешняя конфигурация остается без изменения. На рисунке изображена схемы некоторых операций формовки:

Штамповка деталей из листового металла

Возможно также применение комбинированных операций, включающих разделение и формообразование одной детали.

Технологический процесс проведения холодной штамповки состоит из этапов, которые связаны с характером деформационной операции и зависят от вида используемого штампового оборудования.

Разработка техпроцесса проводится в следующей последовательности:

  • Обозначается структура основных операций, включающая их характер, количество и последовательность выполнения.
  • Выполняется расчет первоначальных, промежуточных и готовых размеров детали, а также необходимых деформационных усилий для достижения нужного результата.
  • Проводится документальное оформление технологического процесса.
Читайте также:  Параметры метрической резьбы гост

В техпроцесс могут быть внесены дополнительные операции, с помощью которых заготовка приводится к виду, удобному для обработки. К ним относятся очистка, правка листов, нанесение смазки и другие операции.

Штамповочный пресс для металла

Все операции холодной штамповки можно осуществлять при наличии специального оборудования, главным из которых является штамповочный пресс. Его устройство может быть на основе механики, либо с использованием гидравлики.

Штамповка деталей из листового металла

К механическим видам относят:

  • эксцентриковые прессы;
  • прессы с использованием кривошипно-шатунного механизма.

Для осуществления операций пробивки, вырубки и вытяжка используется штамповочный пресс кривошипного типа.

Устройство и принцип работы пресса кривошипного типа

Любой пресс, предназначенный для штамповки изделий, включает основные узлы, к которым относится: механизм, приводящий его в действие и устройство, осуществляющее непосредственную штамповку.

Действующий механизм – это кривошипный вал, который приводится в движение с помощью электропривода. Для этого электродвигатель при вращении маховика передает вращение кривошипному механизму с помощью зубчатой передачи.

Совершая возвратно-поступательные действия, ползун кривошипа приводит в работу штамповое устройство, которое с усилием давления осуществляет пластическую деформацию.

Основные детали такого пресса выполнены из высокопрочных сталей и дополнительно укреплены с целью придания необходимой жесткости.

Устройство гидравлического пресса

Штамповочный пресс для металла гидравлического типа применяется для создания объемных форм с помощью продавливания металла.

Принцип действия такого механизма основан на давлении жидкости, помещенной в двух резервуарах, которые снабжены поршнями. Резервуары соединены трубопроводом. В результате давления в жидкости, возникающего в момент ее нагнетания в цилиндр из другого резервуара, оно передается на ползун и приводит его в движение. При перемещении ползун с большим усилием продавливает заготовку.

Изготовление штампов для холодной штамповки металла

Рабочим устройством любого прессового станка является сам штамп. Он включает две рабочие части, называемые матрицей и пуансоном. В процессе работы подвижной является только верхняя деталь штампа – пуансон, закрепленный на ползуне. Матрица расположена снизу и остается неподвижной.

Деформирование листа осуществляется во время прижимания пуансона к матрице с расположенной на ней заготовкой.

Разработке чертежей и изготовлению штампов для пресса предъявляются повышенные требования, т. к. от их точности зависит правильность формирования изделия.

Выполняются такие работы поэтапно в следующей последовательности:

  • составляется эскиз штампа;
  • с помощью компьютерной схемы штампа, составленной по специальной программе, проводится проверка рационального раскроя материала;
  • при необходимости эскиз корректируется, и уточняются размеры штампа;
  • обозначаются места расположения отверстий и их размеры, которые затем будут нанесены на поверхность штампа;
  • после окончательного согласования чертежей приступают к изготовлению самого штампа.

Современные станки для штамповки изделий оснащены штампами, изготовленными с большой точностью при помощи компьютерных технологических программ.

Предоставляем полный спектр услуг по автоматической и ручной холодной штамповке.

Группа компаний «ГВОЗДЭК» располагает современным оборудованием для ручной и автоматической штамповки деталей из листового и рулонного материала толщиной от 0,1 до 4,0 мм, с максимальной высотой вытянутой или гнутой детали 85мм.

Мы располагаем высокопроизводительными прессами отечественного производства мощностью 15, 25 и 40 тонн, 2-мя линиями автоматической размотки и автоматической подачи для работы с рулонного материала. В месяц мы можем производить деталей общим весом до 50 тонн партиями в количестве от нескольких до 1000000 штук в месяц. Основная загрузка нашего производства обеспечивается за счет собственных заказов.

Мы имеем свободный производственный ресурс и готовы выполнять заказы от частных лиц и организаций, заинтересованных в наших услугах.

Сколько стоит штампованная деталь

Самый часто задаваемый и популярный вопрос: «Сколько стоит штампованная деталь?»

Для расчета стоимости изготовления нужно сложить следующие составляющие:

  • стоимость материала + стоимость доставки / полезный выход (шт.),
  • стоимость конструкторской документации + стоимость штампа + стоимость пуско-наладочных работ/расчетный ресурс штампа,
  • стоимость среднего и мелкого ремонта штампа + стоимость ЗИП / число деталей, произведенных от обслуживания до обслуживания,
  • стоимость рабочей смены / норма выработки.

Информация для заказчиков

1. Для серийного производства изделий из металла необходима технология, сырье, оборудование и оснастка.
a) Технологию – разработаем,
b) сырье – закупим,
c) оборудование – в наличии,
d) оснастка – спроектируем и закажем.
2. Мы работаем с использованием Вашей оснастки и можем изготовить свою.
3. При первичном обращении к нам просим предоставить образец изделия или его качественный чертеж.

Разработка технологии

Это самый первый этап работы, от которого зависит стоимость детали. На этом этапе нужно четко представлять вашу ежемесячную потребность. Опираясь на многолетний опыт работы, мы разработаем наиболее оптимальную технологию изготовления необходимых Вам деталей по критериям «потребность — сроки – цена – качество».

Выбор материала – марки стали

На данный момент для холодной штамповки деталей можно подобрать требуемую марку стали: холоднокатаная, горячекатаная, нагартованная, нержавеющая и т.д. В процессе производства изделий из стали всегда образуется отход. В отличие от литейного производства этот отход не может быть переработан на месте и подлежит утилизации. Затраты на утилизацию мы включаем в стоимость изделий.

Отход металла от производства может составлять от 3 до 80% .

Выбор оборудования

Для производства изделий на основании технологии подбирается оборудование с учетом марки стали, габарита заготовки, допустимого усилию кузнечно-прессового оборудования и размера готового изделий.

Изготовление документации

Для изготовления штампов необходима конструкторская документация — чертежи.

Срок разработки конструкторской документации – 3-4 недели.

Читайте также:  Схема электропроводки в квартире своими руками фото

Стоимость комплекта чертежей на штамп составляет от 20000 до 60000 рублей.

Разработку конструкторской документации оплачивает заказчик и ее стоимость может быть включена в стоимость формообразующей оснастки.

Изготовление оснастки (штампа)

Для изготовления оснастки (штампа) нам достаточно получить от Вас чертеж или образец детали. Стоимость штампа на Ваше усмотрение может быть выделена отдельно или включена в стоимость детали. Для изготовления больших партий изделий на постоянной основе необходимо иметь не менее двух комплектов штампов, чтобы обеспечить требуемые объемы продукции и исключить простои в случае их поломки.

Штампы имеют определенный ресурс. Ресурс штампа считается по количеству выпущенных изделий.

Сколько стоит штамп?

Тип штампаНазначениеРесурсСтоимость
ВырубнойДля изготовления деталей плоской формы с отверстиями простой или сложной формы.50000 – 1500000 изделийот 50 000 руб.
ГибочныйДля придания изделиям требуемой формы300000-2000000 изделийот 50 000 руб.
КомбинированныйДля получения готовой детали50000 – 1000000 изделийот 100 000 руб.

Фактически всегда для запуска штампа в работу необходимо время на его отладку. Обычно это занимает по времени 1-2 недели. В процессе отладки штампа корректируется конструкторская документация. Стоимость пусконаладочных работ составляет 15% от стоимости штампа.

Как хотя бы приблизительно понять стоимость штампа? Чем сложнее деталь, большей в ней отверстий, больше ее габарит – тем выше стоимость штампа.

Срок изготовления штампа – от 1 месяца, срок отладки штампа – до 2 недель.

Обслуживание штампов

Штампы – оснастка, подвергающаяся большой эксплуатационной нагрузке и требующая регулярного обслуживания: осмотра, замены частей, заточки.

Мелкий и средний ремонт штампов делается по наработке и при необходимости. Операции, выполняемые нашим производством на месте — разборка, определение неисправности, замена быстро изнашиваемых частей, заточка режущих поверхностей, размагничивание и сборка.

Изготовление деталей

В процессе производства задействуется кузнечно-прессовое оборудование (КПО) с усилием 15, 25 и 40 тонн.

Стоимость производства одной детали включает заработную плату, амортизацию оборудования, накладные расходы, налоги.

марка КПОназначениестоимость смены, руб.
пресс 15 тоннгибка и вырубка небольших деталей7000
пресс 25 тоннручная и автоматическая вырубка, гибка средних деталей7000
пресс 40 тоннручная и автоматическая вырубка8000
автоматический податчик валкового типаавтоматическая подача рулонного металла в штамп1000
автоматический размотчик АП-2,0автоматическая размотка рулонного металла1500
гильотинаручная рубка листового металла10000

Норма выработки в смену – вторая составляющая стоимости изготовления единицы изделия, рассчитывается как норма выработки на 50 минут * 8.

По внутреннему регламенту предприятия установлено, что каждый час необходимо сделать 10 минутный.

На основании стоимости смены и нормы выработки определяется цена изделия.

Дополнительная обработка и защита поверхности изделий

После изготовления деталей возможна их последующая обработка: механическая обработка, галтовка, нанесение защитного цинкового гальванического или термодиффузионного покрытия.

Упаковка готовой продукции

Варианты упаковки – картон, полиэтилен. Можете предоставить сами.

Срок изготовления

  • время на поставку материала,
  • время на изготовление.

Процесс производства любой партии изделий занимает в среднем от 2-х до 4-х недель.

Срок производства зависит от производительности кузнечно-прессового оборудования, числа операций по изготовлению изделий и нормы выработки в смену.

Холодная штамповка деталей из листового металла представляет собой процесс обработки при помощи специального оборудования. Такой способ металлообработки производится под высоким давлением, что дает возможность изготавливать детали любой конфигурации.

Немного истории

О холодной обработке металла было известно еще очень много столетий тому назад, но на то время она не имела такого широкомасштабного производства. В основном ее применяли для изготовления домашней утвари, различных украшений и оружия.

Но благодаря техническому прогрессу такой вид металлообработки, начиная со второй половины XIX века, встал на новый уровень. В результате совершенствования начали изготавливаться новые детали и элементы для промышленности, что, в свою очередь, способствовало стремительному развитию данной отрасли.

Краткая характеристика

Изготовление различных деталей путем холодной штамповки – это процесс, что позволяет увеличить прочность изделия, уменьшая его пластичность, тем самым не давая ему возможность в последующем деформироваться под воздействием внешних факторов. В результате заготовки приобретают высокую прочность. Кроме этого, применяемая технология позволяет делать детали высокого качества и точности, при этом существенно экономя затраты на производство.

Штамповка деталей из листового металла

Холодная штамповка металла (ХШ) представляет собой соответствующие действия, в ходе которых из предоставленного материала изготавливаются изделия нужной формы путем высокого давления, что в результате дает возможность сделать необходимую конфигурацию.

Суть такого процесса заключается в том, что листовые заготовки помещаются на специальное оборудование, которое состоит из неподвижной и подвижной части, что в результате сближения производят деформацию.

Что касается листового металла, из которого делаются заготовки, то в промышленности применяются различные сплавы и виды стали, что без затруднений поддаются деформированию, это, к примеру, такие, как:

  1. Углеродистая сталь.
  2. Легированная сталь.
  3. Медь.
  4. Латунь (с содержанием более 60% меди).
  5. Титан.
  6. Алюминий.

Виды оборудования

В зависимости от типа изготавливаемых деталей в промышленном производстве выделяют несколько видов штамповочных машин. Это такие, как:

  • механический молот;
  • прессы, представленные гидравлическими и кривошипными модификациями;
  • кузнечно- штамповочные автоматы;
  • горизонтально-ковочные машины.

Учитывая, что производство в основном ведется в больших масштабах, то практически все оборудование, автоматизированное. Также применяется и обычный пресс, который полностью контролируется оператором. Но такой вид ХШ применяется в изготовлении небольших партий и не может конкурировать с промышленными аналогами относительно скорости проводимых работ. Хотя это никоим образом не влияет на качество готового изделия.

Читайте также:  Поршневой насос двойного действия принцип работы

Кроме этого, стоит отметить, что конструкции прессов можно разделить на:

  1. Однокривошипные.
  2. Двухкривошиные.
  3. Четырехкривошмпные.
  4. В случае если листовой металл имеет небольшую толщину, то применяется фрикционный пресс.
  5. Что касается гидравлического штамповочного оборудования, то оно применяется для крупного производства заготовок, что изготавливаются из более толстого металлического листа.

С этого следует, что делать это в домашних условиях не целесообразно и маловероятно, поскольку потребуется для этого специальное оборудование. К тому же осуществление готового изделия на заказ будет намного выгодней, а также качество предоставляемых услуг будет намного выше.

Принцип работы

Пресс ХШ состоит из механизма, который повергает его в работу и устройство, что выполняет непосредственно сам процесс штампования.

Кривошипный пресс. Что касается работающего механизма, то это кривошипный вал, который вращается при помощи электропривода. В результате вращения маховика происходит цепочная передача вращения на кривошипный механизм.

Гидравлический пресс. Принцип работы такого устройства заключается в том, что формирования происходит в ходе придавливания материала с помощью жидкости, что находится в специальных резервуарах, соединенные специальными трубопроводами. В ходе создания давления в одном цилиндре происходит давление на другой, что, в свою очередь, передается на ползун, приводя его в действие. В результате таких усилий продавливается заготовка.

Относительно самого штампа, то он заключает в себя две основные рабочие части, это матрица и пуансон.

Матрица располагается в нижней части оборудования и является неподвижной, а вот пуансон, его движущая часть, что в ходе деформирования прижимается к матрице, на которой располагается соответствующий материал. Таким способом осуществляется формирование на металлической поверхности.

Прогрессивные способы штамповки листового металла

В силу того, что прогресс не стоит на месте, все чаще в производство внедряются инновационные технологии, что существенно упрощают процесс холодной штамповки листового металла. Среди них можно выделить такие, как:

  • Штамповка резиной. Такой вид формирования подразумевает собой применение резины в качестве матрицы или пуансона. Зачастую ее используют, когда необходимо изготовить заготовки, что имеет толщину металла не более 2-х миллиметров.
  • Штамповка жидкостью. В данном случае формирование происходит за счет, создаваемого давления жидкости. Его в основном применяют для производства деталей с вытянутыми полыми элементами.
  • Штамповка взрывом. Этот способ подразумевает собой применение взрывчатых веществ, что в ходе работы образовывают высокое давление, а в результате заготовка становится соответствующей формы. Используется, когда необходимо сделать более сложную форму или же штампованные изделия большого размера.
  • Электрогидравлическая штамповка. Формирование происходит в результате возникновения ударной волны, когда используется заряд высокого напряжения, подведенный к жидкости.

Какие операции подразумевает холодная штамповка?

В зависимости от предназначения штамповка представлена многообразными видами операций, это:

  1. Разделительные – формирование таким способом осуществляется путем отъединения одной части заготовки от другой при помощи операций в виде резки, пробивки, надрезки, просечки, вырубки и зачистки.
  2. Формообразующие – в этом случае формирование изделий происходит с наибольшими его изменениями, при этом сохраняя целостность, это, к примеру, кузов автомобиля. Основными действиями являются гибка, закатка краев, отбортовка, вытяжка, формовка, чеканка, обжим, правка.
  3. Комбинированные – суть операции заключается в том, что при изготовлении одного изделия происходит одновременно несколько действий сразу. Это такие, как гибка и отрезка, вырубка и вытяжка, отбортовка и формовка.
  4. Штампосборочные – такой метод позволяет в ходе работы соединять несколько заготовок в одну деталь. Примером этого может послужить запрессовка, холодная мягкая сварка, клепка и вальцовка.

Для таких операций на производстве используются гидравлические электромеханические прессы, где применяется усилие не более 100 тонн.

ТехническиеЭкономические

Недостатки

С точки зрения производства, то такой способ металлообработки дает возможность делать изделия более твердыми и прочными. Кроме этого, они достаточно легкие.Возможность широкомасштабного выпуска при минимальном расходе материалов.К недостаткам относится тот факт, что производимая ХШ листового металла может применяться для изготовления деталей весом не более 1 тонны.Такой процесс позволяет изготавливать необходимые детали самых различных форм, в том числе и сложных конфигураций.Такой способ позволяет экономить сырье, что, в свою очередь, уменьшает количество отходов.Возможность получить большое количество деталей с максимальной идентичностью.При штамповой обработке существенно уменьшается вероятность дополнительной обработки

Видео: холодная штамповка изделий.

Технология процесса

Каждый технологический процесс подразумевает под собой проведения определенных операций. В данном случае они связаны с формированием листового металла при помощи ХШ, что выполняется на соответственном оборудовании. В его основу входит:

  • Изначально обозначается суть операции, основополагающие ее процессы, которые должны будут выполняться в соответствующей последовательности.
  • Составление эскиза.
  • Следующим этапом является расчет всех размеров на стадии заготовки, формирования и готового изделия.
  • Обозначается месторасположение всех необходимых отверстий, углублений и других элементов, что требует соответствующая деталь.
  • Обязательно необходимо оформить все стадии процесса с внесением данных с размерами документально.
  • После согласования чертежей происходит изготовление изделий.

Предоставленная информация дает полную картину самого процесса ХШ, что проводится на соответствующем оборудовании при использовании специальных материалов. Кроме этого, благодаря внедренным инновациям, применяемая технология дает возможность изготовления высококачественных изделий в промышленных масштабах. А также уменьшая количество отходного материала, что в свою очередь делает такое производство весьма экономным.