Штамповка металла: что это, ее виды, горячая и холодная штамповка

Штамповка металла: что это такое – виды процесса

Уделим внимание одному из наиболее распространенных сегодня методов серийного изготовления деталей. Рассмотрим, что такое штамповка металла: каким способом она может осуществляться, что позволяет получить, какое оборудование и инструменты при этом применяются, и другие связанные моменты. Ниже – только актуальная и полезная информация, которая поможет вам выбрать наиболее подходящий пресс.

Основная сфера ее современного использования – промышленное производство, так как за короткий промежуток времени она дает возможность изготовить большое количество элементов (в том числе и объемных) – крупных или мелких, простой или средней по сложности конфигурации. Сегодня она играет ключевую роль в развитии таких отраслей как автомобиле- и судостроение.

Технология и ее виды

Начнем с определения: итак, штамповка металла – это контролируемый процесс формоизменения стали, чугуна или другого схожего материала, осуществляемый путем давления на определенные места (точки) заготовки. Требует прикладывать значительные усилия – вплоть до 500 тонн.

Активно совершенствуется с середины XIX века, сегодня благодаря ей можно быстро, в больших количествах и с высокой точностью соблюдения габаритных размеров выпускать самые разные элементы, включая и те, что устанавливаются на ответственных объектах, например, на летательных аппаратах.

Постоянный поиск лучших решений привел к тому, что вместе со стабильно востребованными в промышленности технологиями – основными – развивались и альтернативные. Это следующие виды штамповки металла:

· Магнитно-импульсная – на нужные участки заготовки кратковременно воздействуют электрическим током.

· Изотермическая – контактная (рабочая) поверхность с применением гидравлического пресса нагревается вплоть до температуры деформации материала. Это подходит для жаропрочных и легированных сталей (хотя не только для них).

· Взрывом – направленная сила передается волной в выбранной среде (чаще воздух, реже – вода), в результате чего деталь приобретает необходимые очертания по заранее заданному шаблону.

· Жидкая – воздействуют на расплавленный металл, который заполняет матрицу, а затем затвердевает. Пока актуальна только для серийного и масштабного выпуска, так как пунсоны для прессов все еще стоят достаточно дорого.

Особенного внимания заслуживает ручной метод: да, он требует времени, является очень трудозатратным и обладает минимальной производительностью, но до сих пор используется. Почему? Потому что позволяет создавать изделия нестандартных форм, а значит справляется там, где другие пасуют. Та же художественная штамповка металла – это больше искусство, к которому просто не применить тот же подход, что и в промышленности.

При совершенствовании внимание традиционно уделялось сразу нескольким аспектам. Так, технологии все время стремились сделать еще безопаснее: внедрялись инновационные системы индикации и передовые предохранители – для уменьшения вероятности получения травмы. В результате сегодня оператор пресса максимально защищен от производственных рисков. Но еще одно направление, в котором всегда проводились разработки, – это минимизация расхода материала, ведь она снижает себестоимость выпускаемых изделий. Поэтому сейчас к проектированию габаритных размеров и раскрою ответственно подходят уже на стадии проектирования.

Если же взглянуть на основные методы штамповки металлов, то все они подразделяются на 2 глобальные группы:

Именно первые являются нашей сегодняшней темой, но и вторые тоже заслуживают немного внимания. Их отличие в том, что на заготовку воздействуют сразу в трех плоскостях (не только по длине и ширине, но и по толщине), для чего ее помещают в закрытые полости, называемые гравюрами или ручьями (ГОШ) или прокатывают со значительным усилием (ХОШ). Готовая продукция отличается высокой чистотой поверхностей и точностью габаритов, а также малым процентом облоя, с ее помощью можно обеспечить впечатляющую производительность. Но оборудование для реализации способов все еще стоит слишком дорого, и это практический минус, ограничивающий их использование и повсеместное распространение.

Теперь переходим к более традиционным технологиям.

Холодное и горячее листовое штампование металла

Активно применяется в условиях современного массового выпуска серийных элементов, чаще всего плоской конфигурации, но и объемная тоже возможна. Придание необходимых геометрических показателей происходит за счет давления, сообщаемого прессом.

В свою очередь, разделяется на два принципиально разных типа, отличающихся между собой той температурой, при которой проводятся все необходимые операции. В обоих случаях предполагается, что обработка будет проводиться с использованием специальной оснастки, вплоть до отдельно взятых бойков, пунсонов, контейнеров, матриц. Рассмотрим каждый из способов подробнее.

Холодная штамповка

Осуществляется без нагрева материала (отсюда и название). Оборудование обеспечивает серьезнейшее усилие, и его достаточно для изменения формы или отделения части листа. Результат всей реализованной последовательности действий – деталь с нужной геометрией, не подверженная усадке.

С целью рациональной экономии материала выполняется предварительной планирование – с раскроем согласно актуальным требованиям ГОСТов. Также важен правильный выбор металла: наиболее практичными с точки зрения производительности обработки считаются легированные и высокоуглеродистые стали, алюминий, медь.

Холодная штамповка – это процесс, который можно условно разбить на несколько операций. Рассмотрим их:

·Пробивка или вырубка – позволяет создавать отверстия в толще листа или отделять его части от целого; по сути, это два противоположных действия, просто при первом отрезанная часть считается отходом и поступает в утиль, а во втором – готовой продукцией и идет по конвейеру дальше.

·Гибка – за счет расположения на специальных упорах, совмещения матрицы и последующего давления пунсоном профиль заготовки изменяют на необходимый (например, делают прямой прут Г-образным).

·Вытяжка – ее зачастую осуществляют в несколько последовательных переходов, причем для каждого предназначена свой собственный шаблон. Это дает возможность преобразовывать лист в полусферу, цилиндр, конус и даже более сложные формы, просто перераспределяя исходный материал.

·Отбортовка – в общем случае сводится к фиксации и расширению отверстия (стенки последнего постепенно раздвигаются за счет прилагаемого усилия).

При большинстве этих операций важную роль играет такая характеристика, как величина зазора между пунсоном и шаблоном. Ее нужно выбирать в зависимости от металла: чем он толще и прочнее, тем больше должно быть расстояние, и наоборот. Если пренебречь этим правилом, кромки готовой продукции могут быть с заусенцами.

Горячая штамповка

Осуществляется с нагревом исходного материала (о чем и говорит название – все логично). Способ отличается простотой и замечательно подходит для создания цельных корпусных элементов, в том числе и габаритных, поэтому его широко применяют в авто-, авиа- и судостроении.

Порядок изготовления в общем случае такой:

·заготовки отправляются в камеру электрической или пламенной печи;

·температуру внутри поднимают до +1200 0С, и в таких условиях даже самые тугоплавкие сорта стали или чугуна начинают менять свое состояние;

·подготовленный подобным образом лист (уже не твердый, а эластичный, почти жидкий) перекладывается в шаблон со специальными ручьями для стекания, в котором и затвердевает и приобретает требуемые очертания с геометрическими габаритами;

·поковка на время располагается в предназначенном для этого пространстве между парой бойков – для осаждения на необходимую величину.

Внимание, процесс штамповки металлов по горячей технологии достаточно производителен и точен, но все-таки предполагает определенные ограничения. Так, толщина исходной заготовки должна быть не более 5 мм (в противном случае она будет прогреваться неравномерно).

Теперь более подробно рассмотрим отдельные операции: некоторые из них уже упоминались выше, но в контексте «холодного» цикла, а ведь их можно выполнять и отдельно.

Резка

Это процедура, в результате которой исходное сырье разделывается – либо по прямой линии, либо по кривой, либо по еще более сложной траектории. Может выполняться на разных этапах производства, как на стартовом, так и на одном из финишных. В качестве рабочих инструментов выступают специальные ножницы или промышленная гильотина. В результате цельный лист разбивается на необходимое количество частей.

Вырубка

Эта операция похожа на предыдущую тем, что осуществляется при помощи аналогичных приспособлений, вот только движутся они по замкнутому контуру, благодаря чему отделяется металлическое тело определенной формы. Это и есть готовая деталь – она отправляется в контейнер, ее остается только отшлифовать (хотя и это требуется не всегда).

Вытяжка

Воздействие на исходный материал по всем трем направлениям. За несколько проходов из плоской заготовки получают объемное изделие – полусферическую, коническую, цилиндрическую или даже коробчатую конструкцию, причем цельную, что самым позитивным образом сказывается на ее прочности.

Гибка

В общем случае – создание изогнутого профиля из прямого, чаще всего U, V, Г, П-подобного, хотя возможны и более сложные, вроде S-образного. Вся суть в характере воздействия, а он точечный: лист укладывают на шаблон и с силой давят на него пунсоном в определенных точках, поэтому и достигается изменение конфигурации без опасного излома.

Пробивка

Процедура, обратная вырубке: оператор пресса выполняет несколько последовательных отрезов, в результате чего получает элемент замкнутого контура, но он является не конечной продукцией, а отходом. Нужный объект – то, что остается «вокруг», а сам кругляш, овал, квадрат или многоугольник отправляется в утиль. Таким образом выполняют различные перфорированные конструкции.

Рельефная формовка металла – это…

Этой операции стоит уделить особенное внимание, ведь она достаточно специфическая. Потому что при ее выполнении геометрические размеры наружного контура исходной заготовки остаются такими же, а вот отдельные элементы внутри изменяются. Допустим, можно сделать выпуклый бортик, условно разделяющий деталь на несколько частей, или, наоборот, вогнутый «ров». Главное, что при этом не нарушается целостность, а надежностные характеристики не снижаются.

Оборудование и инструменты

Точная и производительная реализация всех описанных выше процедур была бы невозможной без специальной техники и более простых с конструкционной точки зрения приспособлений. Это прессы, уже упомянутые промышленные гильотины и ножницы. Естественно, к применению допускаются только те из них, которые удовлетворяют условиям соответствующих ГОСТов.

Выбор станков сегодня достаточно велик, и по цене они тоже значительно отличаются между собой, поэтому стоит отдавать предпочтения тем, что ориентированы на выполнение актуальных для вас операций. Так, для пробивки или вырубки подойдут и тихоходные машины, а вот для вытяжки требуется техника с быстродействующими ползуном и шайбами.

Классификация оборудования для штамповки

По приводу современный, востребованный, используемый пресс чаще всего:

Хотя встречаются и более специфические конструкции, обычно необходимые для изготовления деталей конкретного сечения, допустим, круглого или квадратного, или для выполнения операций в автоматическом режиме, без участия оператора. Главное, чтобы они соответствовали межгосударственным стандартам и рационально использовали материал.

Теперь рассмотрим наиболее распространенные виды станков.

Кривошипно-шатунные прессы

Могут быть с одним, парой или четырьмя рабочими органами. Каждый из них действует за счет преобразования крутящего момента в движение и обладает следующей кинематической цепью:

· муфта для запуска,

· шатун, регулирующий ход.

Ползун перемещается возвратно-поступательно; если усилие прикладывается не к его центру, это дает возможность обеспечить асимметричность готовой продукции, а значит реализовать даже сложную конфигурацию; если их 2 или 3, то первый является внешним и фиксирует заготовку, а остальные – внутренними, и они осуществляют вытяжку и другие операции.

Гидравлические

В их случае штампованный металл изготавливается за счет движения пары цилиндров, разница в размерах которых и определяет усилие, прикладываемое к поверхности. Это мощное оборудование, способное обеспечить максимальную производительность, нагнетающее давление до 2000 тонн. Циркуляцию рабочей жидкости в нем запускают и поддерживают насосы, оснащенные электроприводами.

Радиально-ковочные прессы

Данное оборудование ориентировано на горячую технологию, так как укомплектовано печью, предварительно нагревающей болванки. Благодаря повышению температуры заготовки становятся податливыми для равномерного обжатия.

Эти машины позволяют с достаточной производительностью выпускать изделия круглого, квадратного, прямоугольного или сложного сечения, причем с различным диаметром.

Электромагнитные

Детали, изготовленные штамповкой такого типа, серьезнейшим образом отличаются по своей номенклатуре. Это могут быть и мельчайшие элементы часов, и весьма габаритные корпусы. А все потому, что силу тока и поле не проблема настроить для давления с нужной интенсивностью, а современное ПО позволяет запрограммировать и реализовать даже самую сложную траекторию перемещения исполнительнойчасти, причем с переменным характером воздействия сердечника.

Автоматические линии

Это уже целые многофункциональные комплексы, призванные решать самые распространенные задачи. Зачастую они способны выполнять если не все основные операции, то, хотя бы, несколько, и не требуют помощи со стороны оператора. Даже выштамповка металла у них убирается без участия человека. А уж если они оснащены числовым программным управлением, функции обслуживающего персонала вообще сводятся к минимуму, ведь даже следить за правильностью исполнения программы не обязательно. Хотя контроль, управление и срочное внесение корректировок остаются очень удобными благодаря наличию сенсорного дисплея.

Оборудование может быть подчеркнуто классическим механическим или современным электронным, бюджетным и позволяющим реализовать одну-две процедуры или ориентированным на перспективу. Выбор есть, и мы с удовольствием поможем вам определиться. Мы уже подробно рассмотрели виды штамповки металла и актуальные технологии, а теперь готовы в рамках бесплатной консультации проанализировать ваш фронт задач, на его основе подсказать оптимальный пресс и предоставить этот станок по взаимовыгодной цене – обращайтесь.

Штамповка металла

Сегодня трудно представить мир без обтекаемых кузовов автомобилей и самолетов, ложек и вилок на кухне, крепежной продукции и других элементов повседневной жизни. Придать металлу форму любой сложности можно штамповкой. Пластическая деформация сплавов штампованием показывает высокую производительность и точность.

Штамповка металла — это обработка давлением (прессом) с контролируемым изменением формы. Одно движение пресса может выполнить сразу несколько операций: резка, рубка, гибка, отбортовка, чеканка, вытяжка, формовка и др.

Элементы технологии были открыты еще до нашей эры. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что у кузнецов были фигурные штампы-обжимки для отливки наконечников стрел. О первых попытках работы с падающими молотами известно из Библии и скандинавской мифологии, этот способ работает до сих пор.

В 1817 на Тульском оружейном заводе кузнец В.А. Пастухов, используя рычажный пресс и подкладные штампы, изготовил партию курков. В 1819 подобным образом уже создавали ряд деталей для нужд вооружения.

Главными вехами в развитии технологии стали следующие события:

• 1835 г. — распространение горизонтально-ковочных машин;
• 1842 г. — строительство первого парового молота Джеймсом Немитом;
• 1846 г. — запуск первого гидропресса, изобретенного Уильямом Армстронгом.

В XIX веке уже были изобретены механические и пневматические молоты, однако заводы, построенные в 1920-30-х годах все еще не отличались производительностью, управление механизмами было достаточно трудоемким. Только для обеспечения спроса на гвозди работали тысячи производств.

Машиной века стал гидравлический пресс с усилием 650 МН, заказанный французской компанией “Интерфорж”. Разработкой занимались советские специалисты. Вес оборудования составил 17 тыс. тонн, что в два раза превысило вес Эйфелевой башни. Общественности показывали, как пуансон аккуратно колет грецкие орехи, не повреждая их сердцевину.

Сферы применения

Технологии штамповки решают задачи промышленности и потребительского спроса. Штампованные изделия отличаются высокой точностью, дополнительная металлообработка не требуется.

Что производят при помощи штамповки:

• Посуду и емкости: ложки, вилки, кастрюли и контейнеры;
• Болты, крепежи: металл проходит последовательную обработку разными прессами;
• Лопатки, винты для печного оборудования, вертолетов и кораблей;
• Шаровые опоры, коленчатые валы, зубчатые колеса: изготавливают сдавливанием без нагрева, детали не подвержены термоусадке;
• Корпуса оборудования, кузова автомобилей, обшивку самолетов и судов;
• Испарители холодильников: металл растягивают изнутри методом раздачи.

Технико-экономические показатели различных способов штамповки металла основаны на рациональном распределении ресурсов. Преимущества применения штампов в промышленности:

• Автоматизация производственных процессов;
• Снижение металлоемкости;
• Быстрая замена пресс-форм;
• Любая геометрия;
• Обработка поверхностей почти не требуется.

Организация отдельных этапов и производственных линий сопряжена с крупными капиталовложениями, это затрудняет распространение технологии. Недостатки:

• Разработка прототипов требует высокой квалификации;
• Дорогое оснащение;
• Целесообразность внедрения только для серийных производств;
• Невозможность полного исключения ручного труда на многих этапах.

Процессы удается автоматизировать не всегда. Для произведения некоторых операций на объектах присутствует штамповщик, который закладывает заготовки под пресс. Например, для работы с молотами требуется специалист 5-6 разряда, а для гидравлических установок достаточно всего 3 разряда.

Штампы испытывают длительные нагрузки и изготавливаются из прочных марок стали, дополнительно предусматриваются методы защиты рабочих поверхностей: специальные покрытия, упрочнение закаливанием. Современное оборудование чаще работает не ударом, а продавливанием, но производствах все еще сохраняется достаточно высокий уровень шума и вибрации.

Особенности холодной штамповки

Холодное штампование чаще осуществляется без нагрева, но не всегда. Для особо-твердых сплавов повышение температуры необходимо, но она должна быть ниже, чем t⁰ рекристаллизации.

Воздействие давлением сопряжено с упрочнением структуры сплавов, при котором изменяются показатели пластичности, что затрудняет выполнение дальнейших операций. Для устранения этого эффекта применяется промежуточная стабилизирующая термообработка. Отсутствие царапин, рисок и других дефектов обеспечивают смазочные материалы.

Предусматривается классификация методов штамповки по типу обрабатываемых полуфабрикатов:

• Листовая: формоизменяющая и разделительная, при которой излишки металла отсекаются;
• Объемная: штампы для последовательного приближения к проектной форме.

Виды холодной штамповки металла:

• Выдавливание: сплав выдавливают из матрицы, таким образом производят детали из хромистых сталей для решения технических задач в машиностроении, гильзы, маховики.
• Высадка: многократные ударные усилия (до 11000 в минуту), при которых на материал воздействуют таким образом, что уменьшается длина и увеличивается ширина. Высадка применяется для выпуска метизов, заклепок, винтов. Из-за упрочнения сплава требуется несколько подходов с промежуточными рекристаллизующими отжигами.
• Объемная формовка: изменение конфигурации с применением обжимающих воздействий. В открытых штампах излишек металла “вытекает”, а в закрытых формовка осуществляется без отходов. Предварительно заготовкам придают нужную форму вырубкой (толстостенные колпачки, шайбы). Формовку применяют для изготовления высокоточных изделий малого размера, например, чеканку можно также назвать формовкой.

Использование этих методов ограничивается пределом текучести сплавов. Чем ниже показатель, тем большее число подходов требуется совершить, а это не всегда обосновано.

Горячая объемная штамповка

Заготовки нагревают до температуры ковки, таким образом повышается пластичность, а рекристаллизации и плавления не происходит. На полуфабрикат воздействуют одновременно давлением и температурой.

Для производства изделий используют предварительно нарезанные прутки, профили, слитки. Предусматриваются пресс-формы двух видов:

• Открытые: штамп состоит из подвижной и неподвижной части, излишки металла в процессе вытекают (облой) и закрывают выход остальной массе. Обрезка облоя производится после охлаждения.
• Закрытые: конструкция полностью закрыта, сжимающие детали могут иметь выступы и полости. Количество сырья рассчитывается с высокой точностью, в противном случае образуются пустоты или форма не смыкается полностью.

Для формирования объемных частей в пресс-формах предусматриваются полости. В металлургии их называют ручьями. Различают следующие виды ручьев:

• Заготовительные: для перераспределения массы и смещения оси. Классифицируются по способу действия: гибочные, протяжные, пережимные, подкатные и др.
• Предварительные (черновые): основная деформация, поковка становится похожей на готовую деталь, но имеет более грубые очертания, большие радиусы закруглений, канавки отсутствуют.
• Окончательные (чистовые): цель прессования в повышении точности и получении готовой продукции.

ГОШ предназначена для серийных выпусков деталей, которые невозможно получить ковкой. Вес одной единицы продукции может достигать 3-4 тонн. Метод требует больших усилий, энергозатрат, высшей квалификации персонала и оборудования из термостойких материалов.

Предприятия, осуществляющие ГОШ преимущественно работают для обеспечения нужд военной и железнодорожной промышленности, авиации, автомобилестроения.

Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах

Листовая штамповка

Технология предназначена для изготовления тонкостенных элементов, сосудов, но с развитием промышленности сортамент увеличивается. Так, листовая штамповка может применятся для производства обшивки военных судов и даже космических кораблей.

Суть заключается в использовании матрицы и пуансона, от геометрических параметров которых зависит конфигурация готовой продукции. За простотой и скоростью осуществления производственных циклов стоит сложное проектирование. Весь процесс разрабатывается конструктором и технологом. Сочетание формоизменяющих и разделительных операций производится таким способом, при котором сокращается количество подходов и расход ресурсов.

• Резка: по краю размещается режущий инструмент, отсекающий лишний материал;
• Вырубка: отделение части листа с замкнутым контуром, например овала, прямоугольника;
• Пробивка: отверстия разной формы.

• Гибка: V и U-образные изгибы, возможно выполнение более сложных вариантов;
• Вытяжка: изменение толщины листа;
• Отбортовка: выполнение бортиков по краю, например у крышек кастрюль;
• Обжим: уменьшение сечения концевой части, изготовление сужающихся сосудов;
• Формовка: изменение конфигурации с сохранением контуров заготовки.

При проектировании на опытных образцах рассматривают как будет вести себя полуфабрикат из выбранного сплава при сочетании разных способов деформации, заданной скорости и температуре, затем проектируют пресс-формы. Оборудование должно выдержать миллионы циклов, наибольший износ наблюдается на участках, ответственных за пробивку, вырубку и вытяжку. Иногда создают накладки, выполненные из более прочных материалов, чем пуансон и матрица.

Наряду с распространенными способами используются прогрессивные виды обработки эластичными средами:

• Твердой резиной: заготовки обезжиривают и нагревают, для некоторых типов деформации не нужна смазка, например для рифтов, подсечек.
• Жидкостями: поток прижимает листовой материал к твердой матрице;
• Взрывом: взрывная волна вдавливает лист металла в матрицу. Процедура проводится с целью создания крупногабаритных сложных элементов, которые сложно изготовить другими методами.

Деформация средами нашла применение в производстве диафрагм, поперечных каркасов крыла самолета, полупатрубков, пространственных элементов.

Инструменты и оборудование

Как правило, для штампования проектируются произведственные линии, часть процессов выполняется автоматически под цифровым контролем. Станки для холодной деформации содержат прессы и ударные механизмы для высадки.

Виды станов:

• Электромагнитные: инновационное решение, разжимание пружин происходит при отключении магнита от сети;
• Гидравлические: поршневый принцип работы;
• Кривошипно-шатунные: возвратно-поступательный поршневой механизм, применяемый в двигателях внутреннего сгорания;
• Радиально-ковочные: оснащены модулем для нагрева, вращающуюся заготовку подавляют бойками.

Технология ГОШ близка к ковке, поэтому здесь предусматриваются ударные установки и ковочные машины. Основные виды технического оснащения:

• Паровоздушные молоты: работают за счет веса падающих частей и сжатого воздуха;
• Фрикционные (механические) молоты;
• Горизонтально-ковочные машины и вальцы;
• Прессы различной конфигурации.

Для изготовления штампованных элементов из листового металла чаще применяют кривошипно-шатунные станы, количество поршневых механизмов может достигать 4. Для вытяжки сложных изделий используют прессы двойного и тройного действия. Для резки механизм оснащают ножницами: гильотинными, вибрационными, дисковыми.

Основные нюансы и технология штамповки металла

Штамповка металла — это формоизменение материала под действием внешней силы с целью получения нужной детали. Для обработки заготовки таким способом требуется большое усилие. Для этого существует оборудование, которое выпускается усилием от 16 до 500 тонн. Оснастка, устанавливаемая в пресс, носит название штамп. В ней происходит непосредственное соприкосновение рабочего инструмента с металлом. За 1 ход машины получается деталь высокой степени точности.

Процесс штамповки металла

История возникновения процесса

Штамповка изделий из металла впервые начала проводится в XVI в. Связано это было с развитием оружейного производства, где требовалось получение большого количества одинаковых деталей. В XIX веке началось бурное развитие штамповочного производства. Выпускаются предметы домашнего обихода. Возникает потребность изготовления качественных серийных изделий.

С появлением автомобилестроения и судостроения, обработка металлов давлением заняла ключевую позицию в развитии этих отраслей. С помощью штамповки начали производиться габаритные детали.

Сферы использования

Промышленное производство не обходится без холодной и горячей штамповки. С помощью этих методов за небольшой промежуток времени можно создать как мелкие, так и крупные детали. Горячая штамповка применяется там, где нужно получить объемные детали.

При штамповке фланцев применяются 2 метода:

1. В процессе ковки используются гидравлические прессы. Здесь под действием давления идет затекание металла в полость, которая изготовлена в бойке. Это пространство соответствует форме получаемой детали.
2. При использовании листового металла в качестве заготовки применяются кривошипно-шатунные прессы. В них вставляется штамп и подается листовой металл. Под давлением происходит вытяжка фланца.

Технология штамповки

Технология изготовления деталей штамповкой как горячим, так и холодным способом предполагает наличие оснастки. Для обоих видов изготавливаются штампы, которые имеют определенные отличия. Применяются они для металла, который имеет разную степень толщины.

Заготовки большого размера предварительно нагреваются, а затем идет процесс ковки. В холодном состоянии толщина листа редко превышает 1 мм. С таким материалом проводятся разные операции, например, штамповка значков.

Технология проведения штамповки

Холодная штамповка

В процессе холодной штамповки листового металла нагрев не проводится. Усилия пресса хватает, чтобы проводить разделительные или формоизменяющие операции. Как результат полученная деталь, не подверженная процессу усадки. Для экономии материала штамповку проводят согласно правилам раскроя листа, которые регламентируются ГОСТом.

К холодной штамповке относятся такие операции:

1. Вырубка-пробивка. В процессе вырубки готовая деталь падает в контейнер, а снаружи остаются отходы. При пробивке, наоборот, отход падает в контейнер, а деталь формируется снаружи. Конструкция штампов одинаковая. В процессе работы проводится разделительная операция, в которой участвует пуансон и матрица штампа.
2. Гибка. Относится к несложной операции. Деталь укладывается между упорами на матрицу и давится сверху пуансоном.
3. Вытяжка. Часто получается за несколько переходов. Для этого изготавливаются отдельные штампы. В процессе работы из круглой заготовки получается стакан, конус или полусфера. Получается это за счет перераспределения металла в исходной заготовке.
4. Отбортовка. Пуансон ловит фиксатором отверстие в детали и расширяет его, отбортовывая стенки.

Важным моментом является правильный выбор зазора между пуансоном и матрицей. Эта величина зависит от толщины и вида материала. Чем толще металл, тем больше зазор. Для алюминия и других мягких материалов этот размер уменьшается. В противном случае будут образовываться заусенцы.

Горячая штамповка

В процессе изготовления деталей из металла путем горячего прессования заготовки поступают в камеру нагрева. Горячая объемная штамповка металла начинается после достижения ими температуры 1200°С. Нагретые изделия закладываются в штамп, где имеются специальные ручьи, для предварительной и окончательной штамповки.

Если нужно осадить нагретую поковку, то она ставится в пространство между двумя плоскими бойками. Оборудование запускается, и заготовка осаживается на нужный размер.

Нагретый металл (Фото: pixabay.com)

Альтернативные методы штамповки

Штамповка металла может происходить и под действием других сил:

1. Взрывом. Процесс проводится в воде. Материал располагается на матрице, в которой сделано углубление нужной формы. Сверху производится взрыв. В результате заготовка заполняет ручей и приобретает нужную форму.
2. Электрогидравлическая. В водной среде подается напряжение. Происходит нагрев воды. Под действием высокой температуры возникает ударная волна, которая формирует заготовку.
3. Протяжка металла через валки. Этот метод позволяет придать заготовке нужную форму.

Штампованные значки изготавливаются в штампе, где в углубление пуансона закладывается эмаль.

Изготовление штампов по металлу

Для изготовления штамповки из заготовки конструируются штампы по металлу. На первом этапе идет разработка чертежей со спецификацией и деталировкой.

Штампы состоят из следующих деталей:

1. Рабочие части — пуансон и матрица. Изготавливаются из инструментальной стали У8а, У10а, Х12М. После термообработки получают закалку до 60 единиц по Роквеллу.
2. Пуансонодержатель. Материал — Ст.3
3. Прокладки. Изготавливаются из конструкционной стали со степенью закалки 45 единиц по Роквеллу.
4. Съемник. Делается из Ст.3
5. Верхняя и нижняя плиты. Их толщина зависит от усилия, затрачиваемого на штамповку.
6. Колонки и втулки. Материалом является Сталь 20. По поверхности ведется цементация на глубину 1–1,5 мм. Затем проводится закалка этого слоя.
7. Хвостовик. Вставляется в ползун пресса.

Детали для изготовления штампа

Оборудование и инструменты

Для формирования металлических изделий производятся штампы, вставляющиеся в прессах, которые бывают 2 типов:

1. Кривошипно-шатунные. Основным элементом в них является ползун, двигающийся по направляющим. Сверху располагается электродвигатель, который дает толчок движению кривошипно-шатунного механизма. Снизу имеется плита, на которую ставится штамп. Оборудование быстроходное. К недостаткам относится большая сила удара при соприкосновении пуансона с металлом. В результате инструмент выкрашивается.
2. Гидравлические прессы. Обладают большой мощностью. К преимуществам относится плавность движения ползуна. Благодаря этому при работе отсутствует механический удар, что приводит к длительной службе инструмента. Величина хода движения ползуна обеспечивает большую открытую высоту пространства пресса. Это дает возможность совершать операции глубокой вытяжки или гибки заготовок с высокими бортами.

Обработка металлов давлением позволяет получить за короткое время большое количество деталей. При этом они все будут иметь одинаковую форму. Точность их изготовления регламентируется ГОСТом.

Штамповка листового металла (горячая и холодная): виды, оборудование

Одним из направлений деятельности компании является проектирование и производство штампов, пресс-форм и технологической оснастки. Станкостроительное Объединение ”ПРЕССМАШ” предлагает услуги по проектированию штампов холодной листовой штамповки

, включая крупные штампы для кузовных деталей автомобильной промышленности.

Проектирование штампов начинается с предоставления Вами исходной информации, которая может быть в виде:

• математической модели детали, импортируемой из любой 3D CAD системы;

• чертежа детали — в этом случае наши специалисты построят ее трехмерную модель;

Исходя из полученной информации, мы предлагаем услуги по изготовлению штампов

, пресс-форм и ремонту изготовленной нами продукции. При разработке конструкции штампа компания предъявляет высокие требования по технологичности, стойкости, прочности, надежности конструкции штампа и крепления детали. А возможность быстрой замены изношенной детали, удобной загрузки заготовки в штамп и легкого удаления отхода обеспечит безопасность работы и экономичность изготовления деталей.

Наша компания проектирует и изготавливает все виды штампов для холодной штамповки:

– штампы для отрезания, вырубки, пробивки, надрезания, обрезания, зачистки,

– штампы для гибки, формовки, вытяжки, объемной штамповки,

– штампы многопозиционные, совмещенные,

– штампы для автоматической штамповки металла на штамповочных комплексах.

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Обработка деталей из листового металла – это процесс получения деталей необходимой формы и определенного размера. Работа по формированию деталей происходит на специальном оборудовании с применением инструмента под названием штамп.

Говоря о деталях, произведенных из листового металла, надо понимать, что на заготовку оказывается серьезное давление. Технологию штамповки начали применять еще в древние времена. Таким образом, производили орудия для обработки земли, посуду, украшения.

Штамповка деталей из металлических листов

В наши дни эта технология широко применяется при производстве деталей из листового металла, обладающих разными размерами и формой. Такой вид обработки широко применяется в автомобиле строении при производстве кузовных деталей.

Сферы применения

Вырубные штампы — это высокопроизводительные экономичные приспособления. Повышенное качество элементов для вырубки, технологические процессы изготовления, которые подразумевают вырубные устройства, позволяют эксплуатировать продукцию в разных областях:

• автомобилестроении;
• строительстве;
• полиграфии;
• в производстве крупногабаритных деталей.

Используются для пробивки отверстий в заготовке на начальной или на конечной стадии технологической операции. При эксплуатации оборудования не образовывается стружка, остается немного отходов.

Холодная и горячая листовая штамповка

Получение деталей из листового металла может быть выполнено в холодном или горячем виде.

Холодная штамповка

Применение холодной обработки давлением считают наиболее эффективным способом обработки листового металла. Применение такого способа выполняют в тех случаях, когда нет необходимости в дальнейшей механической обработке, например, резанием. Такой метод получения деталей применяют чаще всего при изготовлении автомобильных деталей, элементов конструкции авиационной техники и ряда других.

Использование метода холодной обработки металла давлением позволяет осуществить существенную экономию листового металла, разумеется, при грамотном раскрое листа и правильно изготовленной штамповой оснастки. Наибольшую эффективность штамповка показывает в крупносерийном и массовом производстве.

Такой способ показывает наибольшую эффективность при работе с такими сталями, как углеродистые и легированные. Кроме того, штамповкой получают детали из многих цветных металлов, например, медных или алюминиевых сплавов.

Холодная штамповка листового металла

Кроме листовых металлов, метод листовой штамповки допустимо использовать и при получении деталей из резины, картона и многих полимеров.

Кстати, такая обработка металла улучшает его прочностные параметры.

Горячая штамповка

Этот метод обработки листового металла применяют при производстве деталей котельных установок и некоторых деталей, используемых в корабельном деле. Для таких деталей применяют стальные листы толщиной в 3 – 4 мм.

Технологические операции применяемые в горячей штамповке во многом схожи с теми, которые применяют в холодной обработке листового металла. Инженеры, разрабатывающие технологии обработки листового металла должны учитывать то, что детали должны быть разогреты до определенной температуры. Соответственно должны быть учтены такие явления как утяжка листового металла, при выполнении отверстий, гибке и ряда других. Кроме того, при остывании деталей необходимо помнить и о возникающем короблении.

Горячая штамповка листового металла

Все это приводит к тому, что изменяются размеры допусков, на размеры получаемых из металла деталей.

Перед обработкой на прессовом оборудовании заготовки из металла проходят нагрев в печах различного типа, например, электрических или газопламенных.

Резка

Операция, в ходе которой происходит отделение части листового металла, от тела будущей детали называют резкой. Эту операцию применяют для изготовления и готовых деталей, и при выполнении раскроя листового металла на полосы заданных размеров. При выполнении этой операции необходимо обеспечить максимальное количество готовых деталей, таким образом, количество отходов будет минимизировано.

Газокислородная резка металла

Эффективность раскроя определяет коэффициент использования листа. Его рассчитывают как отношение площади полученных деталей к площади целого листа.

Для этой операции применяют разное оборудование, в том числе вибрационные, дисковые, гильотинные и другие виды прессового оборудования.

Вырубка

Так называют технологическую операцию по получении заготовки с замкнутым контуром.

Вырубка листового металла

Вытяжка

Операция в результате которой заготовку выполненную в плоском виде трансформируют в пространственную. Вытяжку используют при изготовлении деталей разной формы и цилиндрические, и конусные, и коробчатые.

Ротационная вытяжка металла

Для вытяжки применяют штамповую оснастку, которая состоит из пуансона, который втягивает листовой металл в отверстие расположенное в матрице.

Гибка

Эта операция позволяет получать из листовой заготовки детали с требуемой формой изгиба.

Пробивка

Эту операцию применяют при необходимости получения отверстий определенной формы.

Координатная пробивка и ее недостатки

Рельефная формовка

Так называют операцию, которая позволяет изменять форму в каком-то определенном месте, но при этом сохраняется внешний контур детали.

Рельефная формовка листового металла

Как пример можно привести производство ребер жесткости.

Этапы производства

Составляющей частью вырубных запчастей считается матрица, пуансон, функционирующие с увеличенной нагрузкой. Поэтому металл должен обладать некоторыми свойствами:

• повышенной твердости, придающей четкость обработки режущим кромкам;
• вязкости, исключающей окрашивание металла.

Вырубное приспособление подразумевает точное следование технологическим процессам, потому что используется массовое производство аналогичных металлических элементов. Для обеспечения твердости применяется два способа изготовления штампов для вырубки: закаливание и цементирование.

Закаливание значительно повышает устойчивость заготовок. Однако рекомендуется обрабатывать только матрицу в целях экономии на расходниках. Цементация насыщает поверхность углеродом, что увеличивает стойкость и срок эксплуатации заготовок.

Оборудование и инструменты

Оборудование, которое необходимо для выполнения штамповки включает в свой состав – прессы, а в качестве рабочего инструмента применяют штампы.

Как правило, в цехах, где выполняют штамповку применяют пресса двух типов – механические и гидравлические. В станках первого типа, для выполнения операции используют энергию падающего шатуна, в оборудовании второго типа, для обеспечения необходимой нагрузки используют гидравлическую машину, которая создает усилие на штамповочном узле.

К механическим станкам относят и такие как кривошипно-шатунные, винтовые, гильотинные, комбинированные и некоторые другие.

Усилие, которое будет направлено на формование детали, в зависимости от модели пресса может составлять несколько килограмм (настольные прессы, пневматического действия), а может несколько сотен тонн, например, пресс марки КА9536. Его усилие составляет 400 тонн, дина хода шатуна составляет 250 мм, а максимальный размер штамповой оснастки составляет 1000 на 1000 мм в плане.

На территории нашей страны действует ГОСТ 6809-87. Он определяет технические параметры для прессового оборудования, применяемого в горячей штамповке.

Станок для штамповки листового металла должен быть установлен на отдельный фундамент, который не связан с основным фундаментом здания, в котором размещаю штамповочный цех.

Прессовое оборудование может быть использовано в производствах по крупносерийному или массовому изготовлению деталей.

Прессы, практически всех типов имеют два режима работы, ручной и автоматический. Последний, позволяет встраивать их в линии по производству сложных деталей.

Например, при изготовлении кузовных автомобильных деталей, в одной линии размещено несколько прессов. На каждом из них установлены индивидуальные штампы, последовательное использование которых позволяет получать из листа готовую деталь, например, крышку багажного отделения или дверь.

Точность обработки на таком оборудовании позволяет запускать полученные детали в дальнейшее производство без использования промежуточных операций, связанных с механической обработкой.

Технология процесса

Процесс холодной листовой штамповки начинается с совместной работы технолога и конструктора оснастки. Они рассматривают все изменения, которые должны произойти с плоской заготовкой на ее пути к готовому изделию, планируют и группируют разделительные и формообразующие операции. После такой группировки определяются операции, выполняемые при каждом проходе пресса (если деталь не удается отштамповать за один проход). Под этот конкретный перечень операций проектируется пара матрица — пуансон.

Матрицы и пуансоны, как правило, изготовляют методом фрезерования на многокоординатных обрабатывающих центрах. От точности изготовления напрямую зависит точность соблюдения размеров штамповки и конечное качество изделия. В качестве материалов используют высоколегированную сталь — пресс- форма должна выдержать сотни, а то и миллионы циклов штамповки и при этом не измениться в размерах. Часто пресс-формы делают состоящими из нескольких частей, которые потом надежно соединяют.

Иногда в пресс-форму устанавливают вставку из более прочного материала, например, в той части, где будет осуществляться вырубка или вытяжка и которая будет подвержена существенно большим напряжениям, чем остальная часть пресс-формы.

Исключительно важный этап технологии — это наладка прессов для листовой штамповки. Каждый рабочий проход пресса нуждается в строгом соблюдении предписанного технологией усилия, чтобы, с одной стороны, точно отформовать заготовку, а , с другой стороны ,не повредить ее.

Принцип работы и устройство прессов различных типов

Прессовое оборудование механического типа может использовать в своей работе энергию сжатого воздуха. Для этого в штамповочных цехах применяют линии подачи сжатого воздуха. Рабочее давление в них составляет 8 – 12 атм. Станки этого типа оснащают системами очистки воздуха от воды и следов масел.

Прессовое оборудование механического типа

Сжатый воздух, принимает участие в раскрутке маховика, который поднимает шатун в верхнее положение. Нажимая на педаль или кнопки управления прессом, оператор открывает муфту, воздух выходит из системы и шатун под своим весом устремляется вниз.

Автоматические штамповочные линии

Современные станкостроительные предприятия предлагают широкий выбор автоматических штамповочных линий и комплексов для решения различных задач. Станки представляют собой высокотехнологичное оборудование, изготовленное под руководством квалифицированных инженеров-технологов.

Современные комплексы оснащают системами ЧПУ с центральным сенсорным дисплеем, что сводит функции оператора к минимуму.

Штамповка металла – востребованная технология, которая позволяет производить детали с высокими эксплуатационными характеристиками. Как вы считаете, могут ли полуавтоматические станки конкурировать с числовым программным управлением или такое оборудование является устаревшим? Поделитесь вашим мнением в блоке комментариев.

Гидравлические прессы

Гидравлический пресс, представляет собой набор деталей, включающий в свой состав:

• емкость для хранения масла;
• насосную станцию, предназначенную для создания необходимого давления на шток пресса;
• систему фильтров, отделяющих от рабочей жидкости воду и твердые частицы.

Гидравлические прессы для листового металла

Все прессы включают в состав своей конструкции шкафы управления, выносные пульты, с которыми непосредственно работает оператор пресса.

Радиально ковочный аппарат

Основное предназначение аппарата этого типа – это получение заготовок для валов определенной формы и размера.

Радиусная гибка листа

Чаще всего на оборудовании этого типа производят заготовки с диаметром порядка 150 мм и длиной до 1200 мм.

Электромагнитный пресс

Прессы этого типа появились относительно недавно. В качестве источника энергии для получения деталей заданной формы используют сердечник, который является частью электромагнита.

Электромагнитный пресс для листового металла

Именно он перемещает ползун, на котором установлена верхняя часть штампа, а возвращают его в исходное положение возвратные пружины. Эти станки показывают высокую производительность. Чаще всего применяют электромагнитные прессы с длиной хода в 10 мм, а усилие на штампе составляет 2,5 тонны.

Секреты штамповки металла при производстве

Штамповка металла — процесс изменения формы и размеров металлических заготовок под действием давления. Подробное знакомство с технологией проведения работ поможет понять секреты популярности данного способа обработки металлопроката.

Горячая объемная штамповка металла

Особенностью метода заключается в деформации заготовки после нагревания ее до определенной температуры. Формообразование происходит в результате принудительного перераспределения разогретого металла по выемкам внутренней поверхности штампа.

Особенности горячего штампования

Процесс основан на использовании пластичности металла, которая увеличивается при нагревании. Перед началом формовки болванки равномерно прогреваются на специальных установках с автоматическим управлением. Они обеспечивают поддержание необходимой температуры по всему объему заготовок и исключают образование оксидных пленок.

Оборудование, применяемое для термообработки:

• Электроконтактные установки. Нагрев осуществляется электрическим током, проходящим по заготовке.
• Индукционные системы. Прогревание болванки происходит за счет вихревых токов, возникающих в поверхностном слое болванки.
• Газовые печи. Температура заготовок повышается в изолированной камере, наполненной инертным газом.

Горячая объемная штамповка металла проводится обученным персоналом, обладающим практическими навыками и опытом работы на данном виде производства.

Данным способом производят два вида деталей:

• Удлиненные. Это могут быть: рычаги, валы, воротки и другие. Работа проводится плашмя и завершается фасонированием в заготовительных вальцах ковки.
• Дисковые. В их число входят: кольца, диски, шестерни, крышки. В данном случае применяется метод осадки в торец заготовки с применением штамповочных переходов.

Закрытый способ

Для получения изделий необходимой формы используются прессы с выступом наверху и пустотами внизу. Между неподвижной и подвижной частями имеется минимальный зазор. Полости для разъема располагаются по отношению друг к другу под углом 90°. Метод используется, в тех случаях, когда размеры готового изделия и поковки совпадают по параметрам.

Открытый способ

В данном случае между рабочими деталями имеется больший зазор для стекания лишнего металла. Для удаления облоя используются обрезные и пробивные штампы и кривошипные прессы. Технология может применяться для штамповки изделий любого размера. Безупречная поверхность, однородная структура и экономия металла – преимущества открытого способа.

Штамповочные ручьи

Создание сложных форм с перепадами толщин и высот, выступами и изгибами осуществляется благодаря поверхностям, имеющим специальные впадины, заготовительные и штамповочные ручьи.

Они бывают нескольких видов:

• Протяжные. Применяются для увеличения длины отдельных участков путем нанесения частых ударов с одновременным кантованием детали.
• Заготовительные. Необходимы для фасонирования заготовки и придания готовому изделию формы с минимальным отходом металла.
• Пережимные. Используются для уменьшения высоты с одновременным увеличением ширины отдельного участка заготовки.
• Подкатные. Обеспечивают равномерное распределение металла по оси заготовки с увеличением диаметра отдельных частей.
• Гибочные. Применяются для формирования поковки, угол изгиба которой составляет 90°.

Окончательное необходимое формоизменение детали происходит в штамповочных ручьях. Они бывают:

• Черновые. Для приближения размеров заготовки к требуемым габаритам детали и снижения износа чистового ручья.
• Чистовые. Они устанавливаются в середине штампа, и используется окончательной формовки изделий. При его изготовлении учитываются припуски на усадку. Выдавливаемый металл оттекает через облойную канавку.

Дополнительные операции

На заключительном этапе после удаления лишнего материала в чистовом ручье проводится коррекция формы детали. Это требуется для правки ее искривленных осей. Изделия из легированных сталей и больших размеров обрабатываются в горячем состоянии. Продукция мелкого калибра корректируется после термообработки и остывания.

Доведение физических свойств до необходимых значений происходит во время заключительного нагревания. Термообработка снимает остаточное напряжение, уменьшает зернистость и повышает пластичность.

Очистка от окалины проводится механической обработкой. Процедура для крупных изделий проходит в дробеструйных комплексах. Мелкие детали очищаются в галтовочных барабанах.

Для снижения шероховатости и получения точных размеров применяется калибровка продукции. После нее не требуется проводить финишную обработку, достаточно отшлифовать полученные детали. Для работы применяются специальные штампы с особо точными ручьями, повторяющими конфигурацию поковки.

Преимущества и недостатки горячей штамповки

Достоинства:

• Экономия металла за счет снижения потерь.
• Возможность изготовления деталей сложных форм.
• Снижение трудоемкости.
• Получение изделий точной формы и конфигурации.
• Высокий уровень производительности.

К минусам метода относятся:

• Высокая стоимость проектирования и изготовления оснастки.
• Сложность и энергоемкость процесса.
• Максимальный вес не превышает 4 тонны.

Горячий метод используется для выпуска больших серий и в случаях, когда сложность форм и толщина изделий не позволяет провести штампование холодным способом.

Холодная штамповка металла

Холодный способ представляет собой технологическую операцию, при которой металлическая заготовка без предварительного нагрева подвергается деформации.

Листовое штампование

Детали данным методом изготовляют прессованием металлических листов, полос или рулонов. Толщина получаемой продукции не превышает 10 мм. Листовая штамповка металла востребована при массовом производстве изделий, абсолютно идентичных по форме и размерам.

Для проведения работ используется два вида прессов:

• Универсальные. Они предназначены для вырубки, сгибания и вытяжки.
• Специальные. С их помощью осуществляется глубокая вытяжка и специфическое выгибание деталей.

Листовая штамповка металла может проводиться на механизированном оборудовании или на пресс-автоматах.

Заготовки для работ при необходимости нарезаются с помощью механических или гидравлических ножниц. Широкие листы режутся на дисковых инструментах с цилиндрическими ножками. Криволинейный контур выполняется дисковыми или коническими ножницами.

Виды операций, проводимые во время листовой штамповки

Детали изготавливают двумя способами:

• Формоизменяющий. К нему относятся: скручивание, прогибание, навивание, обжим, формование, вытягивание, отбортовка. За время прохождения операции материал заготовки не разрушается, меняется только форма и размер.
• Разделяющий. В него входят: нарезка, прокалывание, обрезка, пробивка и зачистка. Заготовки в данном случае разделяются во время сдвига по заданному контуру.

Плюсы и минусы метода

К недостаткам холодного листового штампования металла относится высокая стоимость оборудования. Окупаемость процесса происходит быстро только в серийном производстве.

Преимуществами данного метода являются:

• Возможность выполнять параллельно несколько операций.
• Получение взаимозаменяемых деталей.
• Рост производительности и эффективности.
• Экономичность массового и серийного производства.
• Получение прочных деталей с сохранением их минимальной массы.
• Точность размеров и высокое качество поверхности.

Холодное штампование рассчитано на производство изделий массой, не превышающей 1 тонну. Производство изделий большего веса не рекомендуется.

Объемная холодная штамповка

Этот универсальный метод востребован в производстве разнообразных изделий из металла. Существует несколько видов объемного штампования.

Холодное выдавливание

Заготовка помещается в полость, из которой металл выдавливается в отверстия, расположенные в рабочем механизме. Проводится на кривошипных или гидравлических прессах. Различают четыре варианта выдавливания:

• прямое;
• обратное;
• боковое;
• комбинированное.

Возможность получения изделий без разрушения и деформации заготовок – плюсы выдавливания.

Высадка

Процесс осуществляется на специальных автоматах. Штамповке подвергается прут или проволока. Они размещаются в рабочую зону и разрезаются на заготовки установленных размеров. Отрезанные части переносятся в штамповочный механизм.

Холодная объемная штамповка металла в открытых штампах

Способ основан на формовании деталей путем заполнения металлом полости штампа. Чтобы облегчить процесс и ослабить сопротивление металлической основы, детали расчленяют на переходы, между которыми они подвергаются отжигу. Благодаря этому повышается пластичность металла, сокращается риск разрушения деталей и увеличивается допустимая степень формоизменения.

Холодное объемное штампование осуществляется в открытых штампах. В условиях холодной деформации закрытая штамповка используются для получения изделий из цветных металлов.

Достоинства и недостатки объемной штамповки

Основным минусом данного метода является быстрое изнашивание штампов. Причиной тому служат значительные механические нагрузки, которые испытывает на себе применяемое оборудование.

Преимущества объемной штамповки:

• Получение высококачественных изделий без окалины.
• Прочность произведенных деталей и точность размеров за счет отсутствия окисления.
• Высокая производительность.
• Минимальная шероховатость поверхности изделий.
• Возможность полной или частичной автоматизации.
• Не нужно нагревать материал.
• Эффективность использования металла.

Качество изготовления продукции зависит от правильной сборки и работы штампа.

Заключение

Штамповка металла – востребованный способ для выпуска продукции. Секрет популярности данного способа обработки деталей состоит в высокой скорости производства изделий любых размеров и форм.

Используемая литература и источники:

• Холодная объемная штамповка. Справочник под редакцией Навроцкого Г. А., Машиностроение, 1973.
• Основы технологии автоматизированного холодновысадочного производства Амиров М. Г., Лавриненко Ю. А. Уфа.: 1992
• Пластичность, её прогнозирование и использование при обработке металлов давлением Дзугутов М. Я., Металлургия, 1984.
• Статья на Википедии про штамповку

Применение шпаклевки для ремонта пластика

Пластиковые изделия встречаются повсеместно, буквально во всех сферах нашей жизни. Этот материал, несмотря на относительную прочность, все же склонен к повреждениям. После механического воздействия или от износа на нем появляются мелкие трещинки, потертости. Для устранения любых дефектов применяется шпаклевка для пластика, причем работать с ней без труда сможет даже новичок.

Требования к материалу

Пластик — синтетический материал, обладающий глянцевой или матовой поверхностью. Он обладает массой полезных для потребителя качеств — отталкивает воду и совершенно не впитывает ее, не портится от действия масел, слабых кислот и щелочей. Изделия из пластика легкие, умеренно гибкие и пластичные, имеют привлекательный внешний вид.

Среди негативных свойств пластика стоит отметить:

• малую твердость;
• низкую силу сцепления с отделочными материалами;
• быстрое истирание и покрытие царапинами.

Чтобы отремонтировать или отреставрировать предмет из пластика, придется раздобыть специальное средство, так как обычные строительные составы для этой цели непригодны. Только применение особой шпаклевки по пластику способно вернуть изделию прежний вид.

Качественная шпаклевка должна соответствовать ряду важных требований:

• высокий уровень адгезии именно с пластиковыми поверхностями, которые являются очень гладкими;
• значительная прочность, устойчивость к воздействию всевозможных повреждающих факторов;
• твердость после высыхания и возможность доработки — шлифования, окрашивания;
• совместимость со специальными лакокрасочными составами для пластика.

Качественные смеси легко применять в домашних условиях. Для их нанесения не нужны дорогостоящие инструменты или особые навыки. Тем не менее, даже самая хорошая шпаклевка не всегда дает возможность «реанимировать» пластиковое изделие. Если оно сильно сломано, пробит крупный участок, по значительной площади пошла сетка трещин, лучше заменить его на новое.

Виды шпаклевок

Шпаклевочные смеси для ремонта пластика различаются в зависимости от назначения и состава входящих в них компонентов.

По способу применения

Цели использования разнообразных шпаклевок могут сильно разниться. По этому показателю есть следующая классификация средств:

1. Наполняющие. Содержат наполнители крупной фракции. Предназначены для быстрого заполнения дефекта и создания нового рельефа. Готовая поверхность не будет гладкой, поэтому после нанесения шпаклевки она подлежит дальнейшей обработке. Отшлифовать пластик после наполняющей массы до идеальной гладкости почти невозможно.
2. Доводочные. Эти средства можно назвать финишными. Они содержат мелкофракционные наполнители, поэтому могут наноситься ровным, тонким, гладким слоем. По мере застывания их можно отшлифовать практически до блеска. Готовая «заплатка» будет непористой, плотной, как и сам пластик.
3. Универсальные. Наполнители средней фракции в составе делают такие шпаклевки пригодными для выполнения любых операций с пластиком. Они могут как заполнять дефекты и изъяны, так и выравнивать изношенные основания. Особую популярность подобные средства имеют среди мастеров авторемонта.

По составу

Пластичная масса, которую представляет собой шпаклевка по пластику, создает с основным материалом практически ровную, однородную поверхность. Это достигается посредством введения в ее состав особых компонентов. Основными составляющими любого материала являются:

1. Связующее. Это целая группа сыпучих наполнителей, которые придают массе пластичность при нанесении и эластичность после высыхания. Именно они связывают весь состав в единую массу. К связующим обязательно добавляются пластификаторы и стабилизаторы.
2. Наполнители. Основа шпаклевки представлена наполнителями разной фракции, которые различаются типом и размерами зерна.
3. Красители. Эти вещества предназначены для придания шпаклевочной смеси определенного цвета, что позволяет ей не контрастировать с основной поверхностью.

В зависимости от состава все шпаклевки для пластика подразделяются на такие виды:

1. Акриловые. Однокомпонентные средства на основе акрилатов после высыхания формируют ровную, гладкую поверхность. Смеси на основе акрила безвредны, не имеют запаха, реализуются в готовом виде и не требуют соединения отдельных компонентов. Но их прочность оставляет желать лучшего, как и сила сцепления с основой. Кроме того, такие шпаклевки дают большую усадку.
2. Полиэфирные. Представляют собой двухкомпонентные смеси, которые быстро застывают (за 1-2 часа), после чего их можно сразу обрабатывать. Из-за малой склонности к усадке полиэфирные шпаклевки можно наносить даже довольно толстым слоем (до 0,5 см). Недостатком является присутствие неприятного запаха, который дают вредные для здоровья стиролы.
3. Эпоксидные. Тоже являются двухкомпонентными, состоят из основы (смолы) и отвердителя. Также в состав могут входить сыпучие наполнители. Как и полиэфирные шпаклевки, эпоксидные материалы при сушке выделяют токсичные вещества, но потом становятся безвредными. Работать с ними можно только в хорошо проветриваемых помещениях. Большим преимуществом смесей является их высокая прочность, отсутствие усадки, легкость обработки. Недостаток эпоксидных шпаклевок — дороговизна.
4. Нитрошпаклевки. Являются выравнивающими смесями. Содержат нитросвязующее и наполнители (каолин, тальк и прочие). Средства на такой основе характеризуются значительной усадкой. Обычно их наносят в несколько тончайших слоев.

Самостоятельное приготовление шпаклевки

Стоимость составов для пластика может быть довольно высокой, поэтому некоторые мастера предпочитают делать их своими руками.

Необходимые материалы

Для изготовления шпаклевки в домашних условиях надо подготовить:

• кусок пенополистирола;
• емкость для смешивания;
• деревянную палочку;
• тальк;
• ацетон.

Способ приготовления

Вначале крошат пенополистирол (пенопласт) на кусочки, которые по размеру без проблем помещаются в емкость. Сверху заливают пенопласт ацетоном, но не добавляют его слишком много — достаточно только скрыть основную часть материала. Оставляют пенопласт до растворения, периодически перемешивая жидкость. Внутри появится белый осадок, являющийся довольно плотным. Чтобы шпаклевка быстрее сохла, в ее состав вводят немного талька. После сразу же наносят массу на зону повреждения на пластике, иначе она быстро засохнет и станет непригодной к применению.

Порядок шпаклевания пластика

Нанесение шпаклевки должно проводиться со строгим соблюдением технологии, иначе «заплатка» не продержится долго.

Подготовка основания

В качестве подготовительных мероприятий поврежденное место на пластике очищают от мусора и пыли, зашкуривают наждачкой, моют или обеспыливают иным образом. Обязательно обезжиривают изделие, иначе сила сцепления со шпаклевкой снизится. Далее сушат поверхность и приступают к основному этапу.

Приготовление раствора

Многие шпаклевки, пригодные для ремонта пластиковых предметов, реализуются в готовом виде и не требуют смешивания. Тем не менее, самые прочные средства на основе эпоксидной или полиэфирной смолы продаются в двухкомпонентной форме. Непосредственно перед работой соединяют между собой основу и отвердитель в строго обозначенных производителем пропорциях. Берут именно то количество шпаклевки, которое будет израсходовано, поскольку остаток будет испорчен после застывания.

Нанесение шпаклевки

Приготовленную шпаклевку набирают узким шпателем, после чего действуют таким образом:

• наносят материал на поврежденный пластик, хорошо разравнивают его тонким равномерным слоем (обычно — до 2 мм);
• дают средству высохнуть (для шпаклевок на основе смол — в течение 1-2 часов);
• аккуратно зачищают покрытие наждачкой номер 400, смахивают пыль и наносят слой грунта, подходящего к данной шпаклевке;
• выполняют еще один шпаклевочный слой, действуют аналогичным образом;
• в завершение работы «заплатку» грунтуют.

Большие дефекты обычно устраняют комбинацией из наполняющей и доводочной шпаклевки. Вначале берут наполняющий материал, наносят его на заранее подготовленное основание, хорошо распределяют по поверхности. После застывания состава делают шлифование и двойную обработку праймером. Затем наносят доводочную шпаклевку и шлифуют ее, потом обрабатывают грунтом.

Шлифовка и покраска

Окончательное шлифование позволяет придать поверхности идеальную ровность. Обычно оно проводится самой мелкой наждачкой. Затем основание затирается мягкой губкой при помощи круговых движений со слабым нажимом. Далее можно нанести на изделие подходящую по составу и цвету краску.

Случается, что весь предмет из пластика оказывается поцарапанным. В такой ситуации лучше покрыть его шпаклевкой целиком, в том числе — обработать неповрежденные зоны. Если на поверхности имеются крупные или глубокие вмятины, в состав шпаклевки дополнительно вводят вещества для усиления эластичности. В противном случае есть риск отслоения состава во время эксплуатации изделия.

Лучшие производители

Обычно в строительных магазинах шпаклевки для пластика реализуются на отдельном стенде, при этом их выбор не отличается разнообразием. Зато в автомобильных отделах такой товар представлен в более широком ассортименте. Вот список средств от известных производителей, которые характеризуются отличным качеством:

1. Plastic18. Автомобильная шпаклевка финишного назначения, реализуется по доступной цене в упаковках по 0,2 л.
2. Solid Flex. Полиэфирная шпаклевка с пластификатором. Надежно заполняет мелкие и средние по размеру трещины в пластике, быстро отверждается (за 30 минут), не пружинит в процессе шлифования. Подходит также для укрепления мест спайки и склеивания пластиковых деталей.
3. АРР Flex Poly-Plast. Содержит частицы полиэстера, характеризуется отличной эластичностью, высокой прочностью. Надежно приклеивается к любым пластмассам. Не боится кислот и щелочей.
4. Bumper-FIX от NOVOL. Отличается доступной ценой и высоким качеством. Подходит для всех видов пластмасс.
5. MasticPlast от ROBERLO. Является финишной, выполнена на основе полиэфирной смолы. Реализуется в комплекте с отвердителем. Хорошо сочетается с эпоксидными грунтовками, которые увеличивают ее прочность.

Хорошая шпаклевка для пластика идеально подходит именно к этому материалу и надежно сцепляется с ним. Она не портится от ударных нагрузок, ультрафиолета и вредного воздействия окружающей среды, поэтому способна подарить пластмассовым изделиям вторую жизнь.

Правильная шпаклевка для пластика

Чаще всего вопрос касается шпаклевки пластиковых рам, так как оконные конструкции сегодня стоят в большинстве квартир, но со временем они подвергаются износу. И не всегда имеет смысл ставить новые конструкции, ведь все можно исправить своими руками – в частности, зашпаклевать.

Каким должен быть материал

Специфика самого пластика влияет на то, какой будет шпаклевка. Ремонт без специального состава сделать вряд ли получится, в противном случае, он будет недолговечным.

Потому шпаклевочная смесь для пластика должна:

• С высокой адгезией к полимерным материалам. Обуславливается это тем, что пластик – материал искусственный, его структура однородная и плотная. Это значит, что и состав должен быть плотным и иметь хорошую сцепку с гладкими поверхностями.
• Твердой после застывания, ведь и поверхность пластиковая твердая. А сделать это можно только благодаря полимеризации шпаклевочного состава. При ней укрепляется структура состава и приобретает свойства, которые близки к характеристикам главного покрытия.
• Такой, чтобы после застывания ее можно было доработать, т.е. шлифовать абразивными средствами, и если есть необходимость, окрашивать составами, которые тоже совместимы с пластиком.
• Не требовать применения спецоборудования.

Конечно, нельзя сказать, что шпатлевка – это решение всех проблем и со всеми же дефектами она справится. При нарушении целостности конструкции такой метод не поможет.

Как производится шпаклевка

Шпаклевка по утеплителю тоже не является редкой процедурой. Проходит она быстро, сделать это можно своими руками.

Как это делается:

• Сначала к стене приклеивается армирующая сетка;
• Сетку нужно просто нарезать лентами и приклеить тем же клеем, что и клеили пенопласт, при этом мазать нужно только стену;
• Для улучшения адгезии поверхность можно предварительно намазать грунтовкой глубокого проникновения;
• После высыхания клеевого состава и надежного закрепления сетки на поверхности, начинается непосредственно шпаклевка;
• Нанесите на поверхность не очень большой слой цементной штукатурки и хорошенько ее разгладьте, оптимальная толщина слоя – 1 см;
• После высыхания слоя № 1 наносится второй слой, известковый, толщина также не больше 1 см;
• Следующий слой – фасадная финишная шпаклевка по пенопласту;
• Завершается работа зашкуриванием сеткой или специальной щеткой, как подготовка под покраску.

Внимательно следите за тем, сколько клея и шпаклевки на пенопласте, стараясь не переборщить. Данный материал будет расширяться под воздействием ультрафиолета, и от излишнего клея он может потрескаться.

Особенности процесса

Сначала как обычно поверхность очищается от грязи, пятен и пыли. После этого шлифуется место деформации, удаляются задиры и осколки, если они есть. Потом чаще всего пластиковая поверхность обезжиривается, что предваряет основные работы.

Приготовленную массу наносить нужно так, чтобы слой ее был не менее 3 мм.

Старайтесь, чтобы покрытие было по максимуму ровным, дабы потом не трудиться над обработкой. Затем дождитесь высыхания состава, и если необходимо, поверхность подвергается шлифовке.

Итак, обычно шпаклевкой для пластмассы является двухкомпонентный материал, который наносится шпателем. Хорошая шпаклевка будет отличаться высокой эластичностью, отличной адгезией, к ней может перед нанесением добавляться отвердитель.

Отдельно стоит сказать о моменте добавления пластификатора. Пластификатор – это специальный состав, который улучшает эксплуатационные качества смеси. И для шпаклевки, удобства работы с ней, нанесения он порой необходим.

Для чего еще нужен пластификатор:

• Он снижает расход воды;
• Дает устойчивость к изменениям температуры;
• Исключает проникновение воды;
• Обеспечивает стойкость к образованию трещин;
• Не дает раствору расслоиться.

В ряде случаев пластификатор делает более легким процесс укладки состава в формы.

Шпаклевка своими руками (видео)

Пластиковые уголки

Перфорированные пластиковые уголки по-другому могут называться малярными или штукатурными.

Две задачи этих уголков:

• Армирование углов с целью придать им большую прочность, а также устойчивость к повреждениям;
• Оформление стыка перпендикулярных поверхностей, причем, быстрое и аккуратное, это облегчит и последующую отделку.

Пластиковые уголки по цене выигрывают у металлических и алюминиевых аналогов, но это не значит, что по качеству они ниже. Эти уголки инертны к воздействию влаги, а также агрессивных химических средств. Также пластик не боится коррозии, не деформируется и не гниет. Что плохого в нем, так только ненатуральное происхождение.

Как шпаклевать пластик (видео)

Строительный рынок полон новинками, среди которых представлен огромный ассортимент шпаклевочных растворов. Они различны по характеристикам, преимуществам, и используются в разных областях. Важным считается средство, в основу которого входит эпоксидная смола. Такие растворы нашли применение на стройплощадках при выполнении разных работ.

Область использования

Эпоксидная шпаклевка используется для поверхностей разного типа: бетонных, керамических, деревянных и даже металлических. Поэтому делают вывод, что спектр применения эпоксидных растворов разнообразен. Шпаклевки с маркировкой ЭП 0010 применяются в судостроительстве и ремонте плавсредств. Они находятся в свободной продаже, и приобретают их в любом строймагазине. Раствор используется и в обычных работах без участия мастеров, поскольку процесс прост, и действия легко выполняются самостоятельно.

“Чудодейственный” состав

Эпоксидная шпаклевка состоит из нескольких компонентов: отвердитель, наполнитель и эпоксидные смолы.

1. Смола – это вязкое вещество с коричневатым оттенком, придающая составу требуемые свойства.
2. По своей консистенции смола похожа на жидкость. Поэтому для большей вязкости в эпоксидную шпаклевку добавляют наполнитель. Данная характеристика важна при проведении черновых и прочих видах работ. Наполнителями выступает металлическая стружка. Ее добавляют в черновой состав для маскировки дефектов основании. Еще в виде наполнителя используют стекловолокно. В применяемом для бетона финишном составе шпаклевки, наносимым перед покрытием лакокрасочными веществами, количество наполнителя – незначительное.
3. Плотности раствору для бетона и прочих оснований придает отвердитель. Этот же компонент способствует высыханию нанесенного слоя при равномерном распределении по поверхности бетона.

Отвердитель для эпоксидной смолы

Производители упаковывают шпаклевку в две тары в виде пакетов или фляг. Перед использованием содержимое двух тар смешивают. Подробная инструкция указывается на этикетке. Некоторые марки эпоксидных смол поступают в продажу без отвердителя.

Краткий обзор характеристик

Этот стройматериал застывает не так быстро, что позволяет смешивать растворы не спеша до получения консистенции однородного характера. Период полимеризации наступает не менее чем через час после того, как шпаклевочный раствор нанесли на поверхность бетона. Полное отвердевание происходит спустя шесть часов. Еще через пару часов приступают к ошкуриванию и покрытию основания краской. Явное достоинство “эпоксидки” – по завершению нанесения изделия пригодны к окрашиванию или другому виду обработки без грунтования поверхности. Конструкцию достаточно очистить от загрязнений и обезжирить.

Для сохранения свойств смеси запрещено применять растворители.

Однородная консистенция раствора

Характерный ряд преимуществ для эпоксида:

• По завершению полимеризации раствор получает высокую устойчивость к воздействию различных, в том числе и вредных, составов;
• Отсутствие специфического запаха;
• Легкая и без усилий шлифовка;
• Длительный период эксплуатации;
• Раствор выступает основой для покрытия поверхности лакокрасочными изделиями;
• Приемлемая цена реализации.

Достоинства сыграли свою роль в создании широкой популярности в “строительном мире”.

Основные моменты использования раствора

Каждый вид шпаклевочного раствора применяется в определенной области. И это важно учитывать при приобретении товара. Необходимую информацию получают, ознакомившись с приложенной производителем подробной инструкцией.

Чаще в продажу поступает смесь в двух тарах – сыпучие вещества и отвердитель. Перед использованием отбирается требуемое количество ингредиентов и смешивается крайне осторожно до однородности состава.

Правила приготовления и применения на видео:

Состав наносят на заранее подготовленную поверхность бетона. Предварительная очистка и нанесение грунтовочного слоя не требуется. Главное – это качественно обезжирить основание. Для нанесения применяют шпатель или любой другой инструмент. Равномерное распределение, а точнее его способ, зависит от типа применяемого состава.

По завершению этапа нанесения конструкция оставляется на восемь часов. Это время затрачивается на полное застывание. После приступают к покраске либо к шлифованию. При использовании средства для черновых работ рекомендуется перед шпатлеванием нанести финишку.

Размешивая состав, руки защищают перчатками. После завершения процесса они тщательно вымываются.

Области пользования составом

Эпоксидная шпаклевка применяются в крупномасштабном строительстве и в мелком ремонте для:

• Выравнивания перегородок и прочих поверхностей из древесины, камня, бетона;
• Выполнения гидроизоляционных работ;
• Скрепления стройматериалов между собой, таких как изделия из керамики, металла, древесины, пластика и т. д.;

Заделка швов эпоксидной шпаклевкой

• Маскирования неровностей, механических повреждений, стыковочных швов и прочее.

У “эпоксидки” большие возможности, она решает многие, возникающие в ремонтных работах, задачи. Выделяется долгий эксплуатационный период.