13.4. Штамповка

Штамповка – способ изготовления сложных изделий давлением с помощью специального инструмента – штампа, за один рабочий ход. Штамп – металлическая разъемная форма, внутренняя поверхность которой соответствует по размерам будущей детали. Различают объемную и листовую штамповку. При объемной штамповке заготовку, простой формы, помещают в штамп и металл заготовки, деформируясь, заполняет всю его внутреннюю полость. Проводят объемную штамповку в горячем и холодном состоянии.

При листовой штамповке толщина полученных деталей незначительно отличается от исходной толщины листа (заготовки). Листовую штамповку чаще проводят в холодном состоянии. Горячую листовую штамповку применяют при обработке давлением толстых (свыше 20 мм) листов из низкоуглеродистых сталей или заготовок из металлов, которые не обладают достаточной пластичностью в холодном состоянии.

Горячая штамповка. Горячей объемной штамповкой в специальных штампах из заготовок получают штампованные поковки. Штамп состоит обычно из двух частей, в которых имеются внутренние полости – ручьи. Одна часть штампа закрепляется на шаботе молота или нижней плите пресса, другая – на подвижной их части.

При штамповке в открытых штампах (см. рис. 13.7,а) между частями замкнутого штампа имеется зазор высотой 0,5 – 5 мм, в который вытекает избыток металла – облой (заусенец). Облой так же заставляет металл заполнять всю форму, закрывая выход из полости штампа.

При штамповке в закрытых штампах (рис. 13.7,б) зазоров между половинками штампа практически нет, облой не образуется. Расход металла уменьшается, масса заготовки должна отмеряться очень точно.

Различают штамповку в одноручьевых и многоручьевых штампах. Одноручьевые штампы имеют одну полость. В них штампуют изделия простой конфигурации. В многоручьевом штампе деформация происходит сначала в заготовительных (черновых) ручьях, в которых выполняются операции вытяжки или осадки, а затем – в штамповочных (предварительных и окончательных) ручьях.

И зготавливают штампы из легированного чугуна (для листовой штамповки) и специальных штамповых сталей, обладающих высокой твердостью, вязкостью, жаропрочностью. Оборудование для горячей штамповки – паровоздушные штамповочные молоты, гидравлические прессы. Завершающие и отделочные операции: калибровка, термообработка, очистка, правка и чеканка.

Холодная штамповка имеет высокую производительность, низкую себестоимость, дает возможность получения простых и сложных деталей с высокой степенью точности и взаимозаменяемости.

Холодная объемная штамповка производится аналогично горячей, но только всегда в открытых штампах.

Холодное выдавливание – формирование сплошного или полого изделия за счет пластического течения металла из полости штампа через отверстие. Оно имеет много общего с прессованием и бывает прямое, обратное, комбинированное в зависимости от того, через какое отверстие выдавливается металл.

Холодная высадка – осадка части заготовки. Этим способом производят крепежные изделия.

Холодная листовая штамповка включает два вида операций.

Отрезка – отделение части листа в штампах или на машинных ножницах.

Вырубка, пробивка – отделение части листа по замкнутому контуру. В первом случае отделяемая внутренняя часть – деталь, во втором деталь – оставшаяся наружная часть, а внутренняя часть – отход.

Формообразующие операции холодной листовой штамповки.

Правка – необходима для устранения неровностей и искривлений плоских деталей после вырубки, пробивки.

Вытяжка – получение пустотелых, открытых с одной стороны деталей из плоской заготовки.

Гибка – изменение кривизны заготовки.

Отбортовка – получение горловины или бортов вокруг предварительно пробитых отверстий.

Обжим – операция, при которой уменьшается диаметр концевой части полой заготовки.

Вальцовка (рельефная формовка) – получение из листа заготовок труб, профилей или гофрированной (волнистой) поверхности, например, накатывание резьбы на цоколях электроламп.

Штамповка взрывом. Установленная на матрице листовая заготовка опускается в воду, затем в воде, над поверхностью заготовки производится взрыв. Под действием давления жидкости заготовка деформируется и принимает форму матрицы. Электрогидравлическая штамповка подобна штамповке взрывом, только ударная волна возникает при пропускании электрического разряда через жидкость.

Специализированные процессы обработки давлением. К таким процессам относятся: обкатывание, раскатывание и калибрование отверстий, накатывание рифлений, зубьев, резьбы и т. д. Обкатыванием и раскатыванием можно так же проводить упрочнение плоских, конических и цилиндрических, наружных и внутренних поверхностей деталей.

Калиброванием (дорнованием) отверстий называют однократное или многократное перемещение инструмента имеющего размеры несколько больше чем отверстие. Инструмент – шарик, специальная прошивка (дорн). При такой обработке происходит не только изменение размеров и формы поперечного сечения отверстия, но и сглаживание неровностей (снижение шероховатости) и упрочнение поверхности.

Накатывание служит для получения внешних фасонных поверхностей при вдавливании инструмента в материал заготовки. Этим методом выполняют резьбы, клейма, рифления на поверхности и т. д.