Объемная холодная штамповка металлов и сплавов востребована при изготовлении деталей и узлов для разных отраслей, от машиностроения и энергетики до электроники, строительства и медицины. Она представляет собой технологию обработки давлением, которая обеспечивает формование изделий разной конфигурации.
Процесс осуществляется с помощью штампов и пуансонов, и не предусматривает предварительный нагрев заготовок перед обработкой. Деформация происходит при температуре, которая ниже точки рекристаллизации.
Основные принципы и виды обработки
Холодная объемная штамповка – это один из прогрессивных методов изготовления изделий из металлов и сплавов, который обеспечивает максимальную детализацию и высокую точность. Он позволяет получать детали заданной геометрии согласно ГОСТ или по индивидуальному заказу. Используется при массовом выпуске продукции и гарантирует повторяемость каждой единицы.
Холодная штамповка может быть как плоской, так и объемной. В первом случае материалом для производства различных изделий служит листовой прокат. Такой вид формования используется для изготовления элементов часовых механизмов, конструктивных компонентов автомобилей, морских судов и авиатехники. При этом толщина металла не меняется. Объемное штампование применяется для получения трехмерных деталей сложной формы. Нужная конфигурация достигается за счет штампов с уступами и выемками. Размеры заготовок меняются в разных направлениях.
Сравнение холодной и горячей объемной штамповки
| Критерий | Холодная объемная штамповка | Горячая объемная штамповка |
|---|---|---|
| Температура обработки | Ниже точки рекристаллизации (обычно комнатная) | Выше точки рекристаллизации (700-1300°C) |
| Точность размеров | Очень высокая (до IT8-IT9) | Ниже (IT14-IT16 и грубее) |
| Качество поверхности | Высокое, чистота до 6-го класса | Более грубая, окалина, требуется очистка |
| Упрочнение материала | Нагартовка (повышение прочности) | Отсутствует (происходит рекристаллизация) |
| Расход материала | Минимальный, мало отходов | Выше из-за окалины и облоя |
| Энергозатраты | Выше на деформацию, но нет затрат на нагрев | Ниже на деформацию, но высокие затраты на нагрев |
| Сфера применения | Высокоточные детали массового производства (крепеж, компоненты) | Крупногабаритные детали, где точность не критична |
При выполнении холодной штамповки металла применяют следующие способы формования без нагрева:
- Выдавливание. Оно напоминает прессование, но отличается наличием неравномерного сжатия по трем осям в деформируемой зоне. Это способствует увеличению пластичности материала и допускает более значительные изменения исходной формы без дефектов. Нужную конфигурацию деталей получают под воздействием давления, которое возникает при обжимании заготовок матрицами до состояния текучести.
- Высадка. Такой вид холодной штамповки – это обработка с помощью цикличной ударной нагрузки. Она приводит к деформации заготовок, которые помещаются в матрицу. В процессе операции формования увеличиваются поперечные размеры, и одновременно уменьшается длина. Такая технология обеспечивает 8-9 квалитет изделий и востребована при выпуске крепежа.
- Объемная формовка. Осуществляется путем обжатия заготовок с разных сторон с помощью штампов. При формовании с помощью оборудования открытого типа излишки металла выдавливаются через зазор, поэтому готовым изделиям требуется постобработка с удалением заусенец. Закрытые штампы исключают отходы, но требуют применения более мощного оборудования. Поэтому чаще используются для производства продукции из цветных металлов.
В процессе холодной объемной штамповки изменение форм заготовок происходит постепенно и последовательно. При этом материал упрочняется и наблюдается снижение его пластичности. Чтобы уменьшить сопротивление дальнейшим деформациям, между операциями используют отжиг. Особенно он необходим при большом количестве переходов от исходного состояния к заданной форме.
Разделительные операции и преимущества
Кроме простых и комбинированных формоизменяющих операций холодная объемная штамповка предусматривает выполнение разделительных действий. Согласно ГОСТ к ним относятся:
- Рубка (резка). Используется для разделения цельных прутков на заготовки определенного размера. Качество и точность резки влияют на дальнейшую обработку. Отклонения по массе и объему приводят к повреждению штампов или их неполному заполнению.
- Обрезка. Она представляет собой операцию, с помощью которой отделяют полученные детали по контуру от отходов. Они образуются из-за выдавливания излишков материала при формообразовании в открытых штампах. Обрезку также применяют получения внешнего контура изделий.
- Пробивка. Операция позволяет получать сквозные отверстия или удалять отходы из намеченных выемок. Ее необходимость обусловлена технологией холодного штампования, при которой сразу можно сделать только углубления (наметки).
Холодная штамповка металла это эффективная методика, которая помогает производить стержневые и полые изделия небольших размеров с высокой точностью. При этом используется до 95% материалов, в том числе и для деталей сложной формы. Минимальные отходы сокращают затраты и снижают себестоимость продукции. Готовые изделия не требуют дополнительной шлифовки и другой обработки поверхности, отличаются повышенной прочностью и стойкостью к износу. Сырьем для заготовок могут служить разные марки стали, цветные металлы и сплавы.
Комментарии к статье
Пока нет комментариев. Будьте первым!